真空密封

1、第十講：真空密封1概述真空系統(tǒng)是由真空泵、閥門(mén)、撲集器、導(dǎo)管等各種元件通過(guò)不同的連接形式組成的，就是真空室也是由多個(gè)部件，多種不同材料的組件組建而成的。這些各式各樣的零件要用不同的密封方法連接在一起，這些密封方法既要保證零件的可靠連接又要防止通過(guò)接頭發(fā)生漏氣，保證真空系統(tǒng)的密封質(zhì)量，把真空系統(tǒng)的漏氣率控制在一定范圍內(nèi)，所以真空密封是真空系統(tǒng)設(shè)計(jì)、裝配過(guò)程中的重要問(wèn)題。有些真空密封除了要求不漏氣之外，還要求能夠允許電流傳輸、運(yùn)動(dòng)的傳輸、材

2、料的遞送或者讓輻射傳輸。為了適應(yīng)各種不同要求，采用了很多種不同結(jié)構(gòu)形式的密封方法，用于真空密封的材料也很多。根據(jù)連接件的相互關(guān)系，密封方法、用途和材料的不同，可以對(duì)真空技術(shù)中所使用的密封方法進(jìn)行分類(lèi)。總起來(lái)說(shuō)，根據(jù)被連接件的相互關(guān)系，可以將真空密封分為兩大類(lèi)：靜密封連接和動(dòng)密封連接。它們的細(xì)分如圖l所示。這些密封連接方法分別適用于不同的工作條件。2永久密封連接永久密封連接用于不需經(jīng)常拆卸的密封連接處，用這種方法可以保證最好的密封和機(jī)械強(qiáng)

3、度。.s]“B5S2$M7_!b$V“O2.1玻璃與玻璃的封接玻璃與玻璃之間的封接通常是在煤氣或天燃?xì)夂脱鯕獾幕旌匣鹧嬷羞M(jìn)行燒結(jié)熔化而進(jìn)行的。為了保證封接可靠，必須使封接玻璃之間的熱膨脹系數(shù)極為相近，否則會(huì)因封接時(shí)產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力引起玻璃的破裂。經(jīng)驗(yàn)證明：如果線(xiàn)膨脹系數(shù)之差不大于7107／℃，則熔接處所產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力不致引起炸裂。如果膨脹系數(shù)太大，則應(yīng)采取膨脹系數(shù)介于二者之間的中間玻璃進(jìn)行過(guò)渡封接。經(jīng)過(guò)封接的地方最好采用退火工藝來(lái)消除內(nèi)應(yīng)力，

4、否則封接處也易引起破裂。玻璃熱穩(wěn)定性差，在封接時(shí)應(yīng)注意火焰作用在玻璃上的溫度，因?yàn)闇囟燃眲∽兓矔?huì)引起玻璃的炸裂。2.2玻璃與金屬封接最常見(jiàn)到的玻璃與金屬的封接是電極引線(xiàn)，以及管道狀的玻璃與金屬的封接。這種封接分為匹配封接和非匹配封接。匹配封接指的是膨脹系數(shù)相近的玻璃和金屬之間的封接，封接處內(nèi)應(yīng)力??；非匹配封接指的是膨脹系數(shù)相差較大的玻璃和金屬之間的封接，封接處內(nèi)應(yīng)力大，為了消除玻璃與金屬膨脹系數(shù)相差較大而產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力，一般多采用延展性

5、好的薄壁金屬管與玻璃封接，靠金屬的塑性變形來(lái)消除內(nèi)應(yīng)力。3I4Kizi3~8k“B2c3Cj圖2是金屬管與玻璃管的一種非匹配封接形式。金屬管管壁在封接處逐漸變薄，以利于變形，變薄的區(qū)域約等于封接區(qū)長(zhǎng)度的一倍。這種封接一般分為外封接(玻璃僅熔接在金屬管壁外側(cè))，內(nèi)封接(玻璃僅熔接在金屬管壁內(nèi)側(cè))和雙邊封接(玻璃從內(nèi)、外二側(cè)包住金屬管壁)三種。雙邊封接時(shí)內(nèi)側(cè)的玻璃封接長(zhǎng)度最好是外側(cè)的二倍。這類(lèi)封接不大經(jīng)受得住溫度的反復(fù)升降，真空技術(shù)對(duì)焊縫有

6、如下幾點(diǎn)要求，在設(shè)計(jì)和焊接時(shí)應(yīng)予以注意。]4D(teP5g%j①設(shè)計(jì)焊縫結(jié)構(gòu)時(shí)，接頭必須焊透，應(yīng)避免產(chǎn)生聚集污物的有害空間。真空技術(shù)中常見(jiàn)的焊接結(jié)構(gòu)如圖4所示。從圖中可以看出，正確的焊接總是將焊縫放在真空一側(cè)并且進(jìn)行深度熔焊。錯(cuò)誤的焊接多數(shù)都會(huì)形成死空間(氣囊)，即兩焊縫之間堵住一些空間，里面儲(chǔ)有氣體。②焊縫應(yīng)一次焊好，以避免兩次焊接時(shí)造成有害空間而無(wú)法檢漏。③焊縫因強(qiáng)度需進(jìn)行兩面焊接時(shí)，內(nèi)部焊縫應(yīng)不漏氣，為檢漏起見(jiàn)，在進(jìn)行外焊時(shí)應(yīng)設(shè)置

7、鉆孔和塞孔。%|“@VxB1u8G⑤焊接的組件應(yīng)設(shè)計(jì)得使最大數(shù)量的焊縫能在制造階段分別測(cè)試，并且能在進(jìn)行最終裝配以前矯正。⑥焊接密封的允許最大漏率(對(duì)于空氣)，在焊縫長(zhǎng)度上約為107Pam3／sm。如果漏率較高，應(yīng)當(dāng)將焊縫磨掉，直到露出母材，然后重新焊接。切不要在原來(lái)產(chǎn)生漏氣的地方進(jìn)行二次焊接，因?yàn)檠a(bǔ)焊不但不易堵住漏孔，反而容易產(chǎn)生應(yīng)力使焊縫產(chǎn)生新的裂縫。5]5f8Un@8z#a2.4金屬釬焊:M!ufN釬焊是利用第三種熔點(diǎn)較低的金屬連

8、接兩個(gè)金屬零件的方法，是一種低溫焊接。該方法是把被焊金屬和低熔點(diǎn)焊料放在一起加熱，使焊料熔液通過(guò)毛細(xì)管吸引作用進(jìn)入兩個(gè)被焊零件的很貼近的表面間的間隙中，釬焊焊接的特點(diǎn)是不損傷被焊的金屬件，因而多用于尺寸較小的鋼、銅、黃銅等零件和管道的連接。釬焊所需的溫度多在500℃以上，應(yīng)比被釬焊零件的熔點(diǎn)低50～200℃。真空工藝中的釬焊材料必須純凈，具有低的蒸氣壓、能在釬焊溫度下浸潤(rùn)和流動(dòng)，并能同焊接金屬形成合金，其熔點(diǎn)必須低于被焊接的金屬。表l是

9、適于真空釬焊的一些被焊材料及其焊接的溫度和所使用的焊料。在有些物理不相容性的情況中，某些釬焊合金不可與某些特別的金屬一起使用。例如，可伐(鐵鎳鈷合金)不能用銀進(jìn)行釬焊，因?yàn)殂y滲透可伐會(huì)產(chǎn)生片裂。金屬釬焊的方式有火焰焊、爐焊和感應(yīng)焊接。%i“q9z%y(]!M火焰釬焊采用氧乙炔焰、氫氧焰、氧丁烷焰等除釬焊銅使用氧化焰以避免脆變外，一般均使用州性焰或還原焰?；鹧驸F焊需要使用焊劑，焊后必須將焊劑從接頭上仔細(xì)地清除干凈，因?yàn)闅埩粼诿芊獾恼婵找粋?cè)