Записка (1058638), страница 4
Текст из файла (страница 4)
Преимуществадиффузионной сварки — возможность сварки разнородных материалов, получениеравнопрочных соединений без заметного изменения физико-химических свойств,отсутствие присадочных материалов, высокое качество защиты.Изготовление металлостеклянных узлов. Практически во всех НТ используютсяметаллостеклянные узлы: корпуса, вводы, изоляторы, ножки и др.
Рассмотрим особенности технологии изготовления металлостеклянных узлов из спаев.Первым условием образования прочного спая металла со стеклом являетсядостижение температуры, при которой стекло начнет хорошо смачивать металл и силасцепления между ними будет максимальной. Установлено, что довольно прочный спайможно получить, используя образование промежуточного окисного слоя. Окислы металла,покрывающие металл с поверхности, при спаивании растворяются в стекле, образуятонкий переходный цементирующий слой, состоящий из металла, его окиси и стекла.Вторым условием получения прочного спая металла со стеклом являетсяпредупреждение напряжений в спае за счет правильного подбора материалов.
Наиболеепрочны спаи стекла и металла, обладающие равными или почти равными температурнымикоэффициентами расширения (ТКР). Прочность спая тем больше, чем ближе эти значенияво всем интервале температур: от комнатной до температуры спаивания. Спаи,удовлетворяющие этому требованию, называют согласованными, например, спаи коварстекло С49-2, С52-1, платина-стекло ХУ-1, № 23, вольфрам-стекло П-15 (пирекс) и т.д.При изготовлении металлостеклянных спаев в металле и в стекле возникаютнапряжения, противоположные по знаку, обусловленные различием их ТКР. При этоммаксимальные напряжения возникают на границе между стеклом и металлом.Образующиеся напряжения могут вызвать разрушение стекла в спае.
Для контроля17напряжений используют специальные приборы — поляриметры. Снять напряжение в спаеможно при отжиге. Но при этом надо учитывать, что в спаях, кроме напряжений,вызываемых различием в ТКР, имеются еще обычные термические напряжения,образующиеся при неравномерном охлаждении стекла. Выбор оптимальных режимовотжига зависит от соотношения ТКР и температур размягчения металла и стекла(определяющих значение коэффициентных напряжений), а также от толщины стекляннойдетали (определяющей значение термических напряжений).Самым распространенным видом спаев при производстве НТ является спайковаровых и стеклянных труб из стекла типа С52-1 или С49-2. Такие спаи называютсярантовыми.Для получения качественного спая ковара со стеклом необходимо коваровуюдеталь перед пайкой подвергнуть предварительному окислению.
Для этого детальотжигают в среде влажного водорода. Наличие восстановительной водородной средыпредотвращает утолщение окисной пленки, так как одновременно с окислением протекаетпроцесс восстановления окисла. Отжиг в среде влажного водорода также способствуетудалению с поверхности металла углеродистых загрязнений.Для изготовления рантовых трубчатых слоев применяют разогрев спаиваемыхдеталей током высокой частоты, который наводится в металле спая. Для этого у местаспая устанавливают индуктор из медной трубки, подсоединенный к генератору высокойчастоты. Сначала возбуждаются вихревые индукционные токи в металле — это вызываетразогрев металла и прилегающих к нему участков стекла. При разогреве стекло начинаетпроводить электрический ток, что еще больше повышает температуру в месте спая иобеспечивает равномерный и быстрый нагрев стекла.
Размягченное стекло обтекаетметалл, образуя с ним спай.О качестве впая металла в стекло можно судить по цвету спая. Хорошовыполненный впай ковара имеет цвет от светло-коричневого до темно-серого.2.4. Термовакуумная обработка и контроль герметичности.Основная цель отжига в вакууме деталей НТ – обезгаживание. Отжиг в вакуумеприводит к увеличению скорости диффузии газов и паров из толщины материала кповерхности, испарению и возгонке газов, паров и других загрязнений с поверхности,диссоциации оксидов металла с выделением кислорода.
Кроме того, при отжиге деталей ввакууме происходит снятие внутренних напряжений, которые могут привести кизменению первоначальной формы деталей.18Термическую обработку в вакууме выполняют в камерных и колпаковых печахпериодического действия. Давление рабочего вакуума должно быть не меньше чем 10-5 Па.Для создания вакуума желательно применять безмасляные средства откачки (например,турбомолекулярные, электроразрядные насосы).
Это предотвращает загрязнение рабочегообъема установки и отжигаемых деталей парами масла насосов. Углеводороды масла,попадая на поверхность деталей, создают на них масляные пленки, которые поддействием электронной бомбардировки полимеризуются, закрепляются на деталях и служат источником постоянногогазовыделения внутри нейтронной трубки. При отжигенекоторых деталей НТ применяются специальные оправки,предотвращающие деформации при отжиге.Перед проведением этапа обезгаживания необходимопроверять каждый узел и все нейтронную трубку в сборе натечи.
Для этого НТ трубка подключается к вакуумнойсистемеустановки,ккоторойподключенгелиевыйтечеискатель, откачивается, обдувается гелием и делаетсявывод о возможности перехода данного изделия наРисунок 6 – Гелиевыйследующую операцию.течеискатель ASM 3102.5. Высоковакуумная тренировка источников и заполнение нейтронной трубкигазовой смесью.Нейтронные трубки, работающие при ускоряющем напряжении порядка 100 кВ,должны иметь хорошую электрическую прочность изоляторов и изоляционныхпромежутков. Когда прочность снижается, в трубке возникают пробои и она выходит изстроя. Пробои возникают как при снижении электрического сопротивления междуэлектродами, так и при повышении напряженности электрического поля. Снижениеэлектрическогосопротивленияпроисходитпринапыленииэлектропроводящихматериалов на изоляторы при сварке трубки, некачественной химической обработкедеталей, загрязнении поверхностей изоляторов в процессе сборки и хранения, наличиидефектов на стекле и др.
Увеличение напряженности электрического поля, приводящее квозникновению пробоев, связано с наличием на деталях острых кромок, микронеровностей и заусенцев, неоптимальных режимов травления и полировки деталей,попадания на детали брызг и выплесков металла при пайке и сварке. Для ликвидациипробоев необходимо усовершенствовать технологию и конструкции НТ. Чтобы улучшить19технологию проводят высоковольтный прожиг. Его назначение – удалить все дефекты,способствующие возникновению пробоев и утечек в трубке (загрязнения, напыления,заусенцы, острые кромки, микронеровности и др.).При прожиге между высоковольтным анодом и низковольтными электродамиприкладывается напряжение, вызывающее интенсивное искрение и пробои внутри НТ.
Сувеличением напряжения ускоряются процессы сглаживания и притупления заусенцев иострых краев, удаление загрязнений, однако одновременно увеличивается вероятностьраспыления материала электрода и напыление его на другие детали и стеклянный корпус.Поэтому оборудование для прожига должно иметь резисторы, ограничивающие разряд.Высоковольтную тренировку НТ проводят при напряжениях не более 70 кВступенчато. При каждом фиксированном значении напряжения трубку тренируют доисчезновения пробоев, потом напряжение повышают до тех пор, пока опять не начнутсяпробои и т. д.
Процесс тренировки заканчивается, когда пробои внутри исчезают и трубкапробивается по наружной поверхности между поясками стеклянного корпуса. Дляпрожига используют постоянное, импульсное и переменное напряжения.После, с помощью разработанной установки происходит очередная проверкаизделия на наличие течей, и при положительном результате заполняется объем изделиягазовой смесью из трития и дейтерия до давления 0,2 Па с условием обеспечениямолекулярного режима.2.6. Запайка нейтронной трубки.Отпайку металлического штенгеля производят следующим образом.
Трубкусплющивают специальными клещами, а затем острыми накладками с большим удельнымнагружением обжимают металл до получения требуемой степени герметичности. Местозажима можно дополнительно заваритьэлектрическим сварочным аппаратом сострыми электродами (рисунок 7) илизапаять после отделения с помощьюприпоя, введенного в щель трубки.После отпайки нейтронной трубкифинальный раз производится контрольгерметичности и НТ отправляется насклад.Рисунок 7 – Отпай металлического штенгеля203. Математическое моделирование зависимости выхода нейтронов отколичества включений нейтронной трубки.3.1. Анализ выбранной технологической операции.Назначение: Генератор нейтронов, а именно, нейтронная трубка, используется длянейтронного каротажа скважин, одного из наиболее эффективных методов геофизическихисследований.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
