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、撲集器、導(dǎo)管等各種元件通過不同的連接形式組成的，就是真空室也是由多個部件，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、裝配過程中的重要問題。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、運動的傳輸、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，可以對真空技術(shù)中所使用的密封方法進行分類?？偲饋碚f，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：靜密封連接和動密封連接。它們的細分如圖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械強

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氣和氧氣的混合火焰中進行燒結(jié)熔化而進行的。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，否則會因封接時產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力引起玻璃的破裂。經(jīng)驗證明：如果線膨脹系數(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行過渡封接。經(jīng)過封接的地方最好采用退火工藝來消除內(nèi)應(yīng)力，

4、否則封接處也易引起破裂。玻璃熱穩(wěn)定性差，在封接時應(yīng)注意火焰作用在玻璃上的溫度，因為溫度急劇變化也會引起玻璃的炸裂。2.2玻璃與金屬封接最常見到的玻璃與金屬的封接是電極引線，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)力小；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。雙邊封接時內(nèi)側(cè)的玻璃封接長度最好是外側(cè)的二倍。這類封接不大經(jīng)受得住溫度的反復(fù)升降，真空技術(shù)對焊縫有

6、如下幾點要求，在設(shè)計和焊接時應(yīng)予以注意。]4D(teP5g%j①設(shè)計焊縫結(jié)構(gòu)時，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)并且進行深度熔焊。錯誤的焊接多數(shù)都會形成死空間(氣囊)，即兩焊縫之間堵住一些空間，里面儲有氣體。②焊縫應(yīng)一次焊好，以避免兩次焊接時造成有害空間而無法檢漏。③焊縫因強度需進行兩面焊接時，內(nèi)部焊縫應(yīng)不漏氣，為檢漏起見，在進行外焊時應(yīng)設(shè)置

7、鉆孔和塞孔。%|“@VxB1u8G⑤焊接的組件應(yīng)設(shè)計得使最大數(shù)量的焊縫能在制造階段分別測試，并且能在進行最終裝配以前矯正。⑥焊接密封的允許最大漏率(對于空氣)，在焊縫長度上約為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。切不要在原來產(chǎn)生漏氣的地方進行二次焊接，因為補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較低的金屬連

8、接兩個金屬零件的方法，是一種低溫焊接。該方法是把被焊金屬和低熔點焊料放在一起加熱，使焊料熔液通過毛細管吸引作用進入兩個被焊零件的很貼近的表面間的間隙中，釬焊焊接的特點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和流動，并能同焊接金屬形成合金，其熔點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)不能用銀進行釬焊，因為銀滲透可伐會產(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地清除干凈，因為殘留在密封的真空一側(cè)