專利名稱：航天器熱試驗(yàn)用盤管式銅熱沉的制造工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于航天器熱試驗(yàn)用熱沉機(jī)械成型加工領(lǐng)域。具體來說，本發(fā)明涉及一種盤管式銅熱沉的制造方法，該方法將銅管彎制盤繞后，采用火焰銀釬焊方法焊接在平鋪的銅板上，再經(jīng)卷筒成型制成盤管式銅熱沉筒體結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
在研制航天器過程中，須按照航天器試驗(yàn)規(guī)范的規(guī)定，模擬真空冷黑和空間外熱流條件對航天器進(jìn)行真空熱試驗(yàn)。航天器部組件熱試驗(yàn)大都在空間環(huán)境模擬器中進(jìn)行，熱沉是空間環(huán)境模擬器重要組成部分之一，熱沉質(zhì)量的好壞，將直接影響航天器及其部組件的熱試驗(yàn)效果。盤管式銅熱沉結(jié)構(gòu)是部組件真空熱試驗(yàn)設(shè)備熱沉的常用結(jié)構(gòu)，要求其能夠在長期的高/低溫、冷熱交變情況下使用，并能保持真空氣密性。其結(jié)構(gòu)主要是由兩個(gè)端部和筒體三個(gè)部分組成，這三個(gè)部分的主體結(jié)構(gòu)構(gòu)成都是將直徑12mm 20mm的銅管盤繞焊接在銅板上，筒體部分內(nèi)壁上的銅管縱向排列盤繞，縱向排列銅管之間彼此平行，過渡處呈半圓形，銅管之間的間距根據(jù)熱沉的制冷需要確定，通常為120mm左右，其結(jié)構(gòu)示意參見附圖1。航天器熱試驗(yàn)用盤管式銅熱沉在加工方面的難度在于由于該熱沉要應(yīng)用于航天器熱試驗(yàn)所需要的高真空環(huán)境中，熱沉管路將長期經(jīng)受冷熱交變，其焊接強(qiáng)度以及真空漏率指標(biāo)要能夠滿足該特殊工況下的使用要求，所以這種產(chǎn)品對焊接的工藝方法提出了較高要求。因此，提供一種能制造高可靠性以及優(yōu)良真空漏率的盤管式熱沉結(jié)構(gòu)的方法非常必要。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種航天器熱試驗(yàn)用盤管式銅熱沉的制造方法，該方法制造的盤管式熱沉能夠滿足航天器部組件真空熱試驗(yàn)的各種工況需求，為航天器部組件的試驗(yàn)提供可靠保證。本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案一種航天器熱試驗(yàn)用盤管式銅熱沉的制造方法，該方法主要包括彎制盤管式熱沉中的銅管部件、盤管式的銅管與銅板進(jìn)行焊接、表面焊接有盤管式銅管的銅板以內(nèi)置銅管的方式卷筒成型以及使用銅焊條在卷筒對接處進(jìn)行氬弧焊接的步驟，其中，盤管式的銅管與退火銅板的焊接步驟主要通過以下方式實(shí)現(xiàn)，即使用銀焊條、利用乙炔和氧氣產(chǎn)生的火焰釬焊將事先彎制好的銅管整體焊接在平鋪銅板上，通過融化的焊條將盤管與銅板組焊成平面整體，焊條優(yōu)選含銀量大于45 %的銀焊條，直徑為2mm 3mm，氧氣壓力為0. 3Mpa 0. 4Mpa,乙炔壓力為0. 5Mpa 0. 6Mpa，焊接時(shí)要保證銅管與銅板間緊密接觸，焊縫高度為 4mm 5mm0優(yōu)選地，銅管與銅板焊接后對焊縫進(jìn)行清洗。優(yōu)選地，在銅管與銅板組焊后的平面整體卷制成筒形后，采用圓柱形的校形工裝對成型后的筒體進(jìn)行校形，以使筒體的圓柱度誤差不大于士2mm。優(yōu)選地，對熱沉內(nèi)表面噴涂黑漆，制成航天器熱試驗(yàn)用的盤管式銅熱沉。優(yōu)選地，在噴涂黑漆之前對將焊接后的熱沉放在液氮槽內(nèi)，用液氮對整體熱沉進(jìn)行冷沖擊。 優(yōu)選地，在對熱沉冷沖擊之后進(jìn)行檢漏。優(yōu)選地，銅管和銅板均由退火后的紫銅制成。本發(fā)明的制造方法，與現(xiàn)有的制造工藝相比，具有以下特點(diǎn)采用本方法加工的盤管式銅熱沉能夠達(dá)到較高的真空漏率指標(biāo)，保證熱沉在高真空和冷熱交變的使用環(huán)境下仍然保持良好的氣密性；通過銀釬焊的工藝方法將銅管與銅板焊接，能夠使銅管與銅板之間充分接觸，緊密連接，從而保證了液氮在銅管內(nèi)流通時(shí)能夠起到很好的制冷效果。


圖1為本發(fā)明的航天器熱試驗(yàn)用盤管式銅熱沉的結(jié)構(gòu)示意圖；其中，1為熱沉筒體(即制造前的銅板)；2為銅管。圖2為本發(fā)明的航天器熱試驗(yàn)用盤管式銅熱沉制造工藝流程圖；圖3為本發(fā)明制造方法中使用的銅管彎制成形工裝示意圖；其中，3為圓柱形輔助工裝；4為平臺(tái)。
具體實(shí)施例方式以下通過具體實(shí)施方式
對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明，但該實(shí)施方式僅在于示例的目的，并不旨在對本發(fā)明的保護(hù)范圍進(jìn)行任何限定。圖1為本發(fā)明的航天器熱試驗(yàn)用盤管式銅熱沉的結(jié)構(gòu)示意圖，其中，該航天器熱試驗(yàn)用盤管式銅熱沉包括銅制的熱沉筒體1(卷筒前的退火銅板，銅板優(yōu)選為紫銅材料制成)，以及一根銅管彎制的蜿蜒盤繞在筒體內(nèi)壁上的縱向排列銅管2，縱向排列銅管2之間彼此平行，過渡處呈半圓形，銅管2整體焊接在內(nèi)壁上。其中銅管也優(yōu)選采用退火后的紫銅制成。使用時(shí)，銅管內(nèi)通入液體氮，使整個(gè)熱沉溫度降低至所需溫度。實(shí)施焊接之前，在操作平臺(tái)上設(shè)置圓柱形的輔助工裝，輔助工裝的設(shè)置位置根據(jù)實(shí)際加工需要確定，上述圓柱形輔助工裝的直徑根據(jù)過渡處半圓形的直徑來確定，其高度要大于銅管的管徑，然后將一根銅管圍繞輔助工裝彎制成可沿筒體縱向排列的銅管，保證銅管管間距誤差不大于士 1mm。 本發(fā)明制造方法中使用的銅管彎制成形工裝示意參見圖3。本發(fā)明在于提出一種上述航天器熱試驗(yàn)用盤管式銅熱沉的制造方法，其具體工藝流程參見圖2，其加工的順序步驟如下1.銅板拼焊由于銅板原材料尺寸的限制，熱沉筒體的加工可能需要若干張銅板拼接在一起， 這樣，就需要把若干張銅板按尺寸裁剪，并使用銅焊條在對接處進(jìn)行氬弧焊接，將銅板拼焊在一起，按設(shè)計(jì)尺寸完成展開狀態(tài)熱沉筒體的加工。2.銅板開孔根據(jù)熱沉設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，計(jì)算熱沉開孔位置，在拼焊后的銅板上劃出熱沉開孔位置，使
4用工具在銅板上按照劃好的位置開孔，保證銅板開孔位置誤差不大于士2mm。3.銅管彎制成形在操作平臺(tái)上設(shè)置圓柱形的輔助工裝，輔助工裝的設(shè)置位置根據(jù)所加工的熱沉產(chǎn)品設(shè)計(jì)圖紙尺寸確定，圓柱的直徑根據(jù)過渡處半圓形的直徑來確定，其高度要大于銅管的管徑，工裝示意參見圖3。然后將一根銅管圍繞輔助工裝彎制成可沿筒體縱向排列的銅管， 保證銅管管間距誤差不大于士 Imm;4.筒體銅管與銅板組焊使用銀焊條、利用乙炔和氧氣產(chǎn)生的火焰釬焊將事先彎制好的銅管整體焊接在平鋪銅板上，通過融化的焊條將盤管與銅板組焊成平面管板組件，焊條優(yōu)選含銀量大于45% 的銀焊條，直徑為2mm 3mm，氧氣壓力為0. 3Mpa 0. 4Mpa，乙炔壓力為0. 5Mpa 0. 6Mpa， 焊接時(shí)要保證銅管與銅板間緊密接觸，焊縫高度為4mm 5mm。5.筒體熱沉卷筒成形、校形將組焊后的平面管板組件卷制成筒形，并使用銅焊條在對接處進(jìn)行氬弧焊接，然后采用圓柱形的校形工裝對成型后的筒體進(jìn)行校形，以使筒體的圓柱度誤差不大于士2mm。6.端部銅管與銅板組焊使用銀焊條、利用乙炔和氧氣產(chǎn)生的火焰釬焊將事先彎制好的銅管整體焊接在平鋪銅板上，通過融化的焊條將盤管與銅板組焊成平面管板組件，焊條優(yōu)選含銀量大于45% 的銀焊條，直徑為2mm 3mm，氧氣壓力為0. 3Mpa 0. 4Mpa，乙炔壓力為0. 5Mpa 0. 6Mpa， 焊接時(shí)要保證銅管與銅板間緊密接觸，焊縫高度為4mm 5mm。7.筒體與端部熱沉組焊成型將組焊好的筒體熱沉和端部熱沉對接在一起，使用銅焊條在對接處進(jìn)行氬弧焊接，使之成為一個(gè)熱沉整體。8.整體冷沖擊準(zhǔn)備一個(gè)液氮槽，容積以能盛下熱沉整體為準(zhǔn)，將焊裝后的熱沉整體放在液氮槽內(nèi)，使用液氮對整體熱沉進(jìn)行冷沖擊，直到熱沉整體浸沒在液氮中停止，并在空氣中放置約 5小時(shí)。9.熱沉內(nèi)表面噴涂黑漆采用發(fā)射率和吸收率滿足航天器熱試驗(yàn)使用要求的黑漆，對熱沉內(nèi)表面進(jìn)行噴涂黑漆處理，保證熱沉內(nèi)表面均勻布滿黑漆。盡管上文對本發(fā)明的具體實(shí)施方式
進(jìn)行了詳細(xì)的描述和說明，但應(yīng)該指明的是， 我們可以對上述實(shí)施方式進(jìn)行各種改變和修改，但這些都不脫離本發(fā)明的精神和所附的權(quán)利要求所記載的范圍。
權(quán)利要求
1.一種航天器熱試驗(yàn)用盤管式銅熱沉的制造方法，該方法主要包括彎制盤管式熱沉中的銅管部件、盤管式的銅管與銅板進(jìn)行焊接、表面焊接有盤管式銅管的銅板以內(nèi)置銅管的方式卷筒成型以及使用銅焊條在卷筒對接處進(jìn)行氬弧焊接的步驟，其中，盤管式的銅管與退火銅板的焊接步驟主要通過以下方式實(shí)現(xiàn)，即使用銀焊條、利用乙炔和氧氣產(chǎn)生的火焰釬焊將事先彎制好的銅管整體焊接在平鋪銅板上，通過融化的焊條將盤管與銅板組焊成平面整體，焊條為含銀量大于45 %的銀焊條，直徑為2mm 3mm，氧氣壓力為0. 3Mpa 0. 4Mpa,乙炔壓力為0. 5Mpa 0. 6Mpa，焊接時(shí)要保證銅管與銅板間緊密接觸，焊縫高度為 4mm 5mm0
2.如權(quán)利要求1所述的制造方法，其中，所述銅管與銅板焊接后對焊縫進(jìn)行清洗。
3.如權(quán)利要求1或2所述的制造方法，其中，在銅管與銅板組焊后的平面整體卷制成筒形后，采用圓柱形的校形工裝對成型后的筒體進(jìn)行校形，以使筒體的圓柱度誤差不大于士 2mm。
4.如權(quán)利要求1或2所述的制造方法，其中，對熱沉內(nèi)表面噴涂黑漆，制成航天器熱試驗(yàn)用的盤管式銅熱沉。
5.如權(quán)利要求4所述的制造方法，其中，在噴涂黑漆之前對將焊接后的熱沉放在液氮槽內(nèi)，用液氮對整體熱沉進(jìn)行冷沖擊。
6.如權(quán)利要求5所述的制造方法，其中，在對熱沉冷沖擊之后進(jìn)行檢漏。
7.如權(quán)利要求1或2所述的制造方法，其中，所述銅管和銅板均由退火后的紫銅制成。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種航天器熱試驗(yàn)用盤管式銅熱沉的制造方法，該方法主要包括彎制盤管式熱沉中的銅管部件、盤管式的銅管與銅板進(jìn)行焊接、表面焊接有盤管式銅管的銅板以內(nèi)置銅管的方式卷筒成型以及使用銅焊條在卷筒對接處進(jìn)行氬弧焊接的步驟，采用本方法加工的盤管式銅熱沉能夠達(dá)到較高的真空漏率指標(biāo)，保證熱沉在高真空和冷熱交變的使用環(huán)境下仍然保持良好的氣密性；通過銀釬焊的工藝方法將銅管與銅板焊接，能夠使銅管與銅板之間充分接觸，緊密連接，從而保證了液氮在銅管內(nèi)流通時(shí)能夠起到很好的制冷效果。
文檔編號B23K1/00GK102451971SQ20101051267
公開日2012年5月16日 申請日期2010年10月20日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月20日
發(fā)明者及春河, 張立建, 李旭, 李罡, 王克文, 陳盛照, 魏仁海 申請人:北京衛(wèi)星環(huán)境工程研究所