电子束焊机真空室的扩展

电子束焊接是现代先进的加工技术之一,其使用范围常受限于焊机真空室的大小。文章叙述了一台中型电子束焊机真空工作室的扩展情况,包括设计方案、着重考虑的几个问题和实施结果。使用结果表明,真空工作室的扩展使这台高真空、高电压电子束焊机的优点得以充分发挥,可以焊接大尺寸的零件,从而极大地扩大了这台进口高性能电子束焊机的应用范围。     

上海光源储存环不锈钢真空室

铝合金和不锈钢都适合制造上海光源储存环的真空室,但各有特色,从而导致不同的加工和成本问题.实质上,不锈钢真空室可以看作是铝合金真空室的一个"内核".上海光源最终采用了不锈钢真空室,其主要理由是加工铝合金真空室时要用数控床切削掉约一半的材料,而加工壁薄不锈钢真空室几乎没有材料的损失.因此,经费大量节省和加工周期大大缩短.但结构复杂的薄壁不锈钢真空室的尺寸精度要做到和机加工铝合金真空室相当,难度极大.在研制了多个样机后,终于解决了成形片尺寸公差和焊接变形等难题,定型了工艺和工装,真空室的尺寸公差得到了控制.长度约3m的每段真空室的平面度和直线度的公差都小于1mm.真空室经900℃真空退火后,焊缝处的导磁率从2.5下降到1.02.真空预调试后真空室内达到5×10 -9Pa的极限真空.400m真空室现场安装后的位置公差都小于2mm.     

CFETR真空室焊接接头力学性能分析

研究分析了中国聚变工程实验堆(CFETR)对真空室焊接的焊缝接头机械性能要求及本征特点,应用ANSYS软件建立了考虑热影响区的焊接接头有限元模型,数值分析了焊接接头结构参数与接头整体力学性能的关系,并基于窄间隙钨极氩弧焊制作了焊接试件,进行了性能测试和显微组织形貌实验。结果表明,试件未出现热裂纹和未熔合等缺陷;窄间隙钨极氩弧焊热输入较小,热影响区晶粒长大不明显,未出现明显软化,其宽度对提高焊接接头整体强度影响最大。阐释了焊接接头结构的力学特征及形成机制,为聚变堆真空室焊接接头结构设计和焊接工艺的优化提了供理论依据。     

CFETR堆芯真空室抽气系统的初步设计

根据中国聚变工程实验堆(CFETR)堆芯真空室的尺寸、偏滤器工作气压及抽气要求,模拟计算出低温泵在偏滤器口对燃料粒子的有效抽速约43 m³/s,运用粒子平衡法计算出堆芯真空抽气所需的低温泵的数量,并验证了氦灰抽除的可行性和分析了低温泵对氚滞留的情况。通过计算堆芯真空室抽极限真空所需要的抽速和前级抽气系统的平均有效抽速,初步设计了维持泵的数量和预抽气的前级泵组。CFETR堆芯真空抽气的初步设计为后续真空系统的工程设计及建造提供了理论依据。     

CFETR窗口领圈电子束焊接真空室设计

CFETR窗口领圈具有非常复杂的三维结构,由于其尺寸庞大,在窗口与领圈焊接完成之后不能进行整体加工,因此,要求领圈的焊接具有变形小,焊接精度高,焊接质量可靠等特点。真空电子束焊接作为一种微变型的高能束焊接方法,能够保证真空室领圈的焊接质量,因此,将搭建一套真空电子束焊接系统用于真空室窗口领圈焊接。真空电子束焊接系统由真空室、电子束焊枪、运动系统、抽气系统等主要部件组成。真空室尺寸为6×5×5m,其工作稳定性非常重要,因此本文对真空室结构进行了设计,通过ANSYS有限元分析软件对其工作状态进行了模拟分析校核,并对此真空抽气系统的抽气时间进行了详细的计算。其结果为真空室的设计和真空抽气系统设计提供了参考。     

SSRF增强器真空系统设计和真空室研制

为减少增强器弯转磁铁的交变磁场在真空室内感应的涡流对主磁场的干扰，SSRF增强器采用了椭圆截面的薄壁不锈钢真空室，并成功研制出样机，本文描述了增强器真空系统总体设计、真空室的材料选择、结构设计和物理计算（如涡流对主磁场的影响、真空室的真空负载变形、同步辐射光对真空室温升影响和真空室内压强分布），介绍了加工工艺。     

HIRFL-CSR磁元件真空室样机的研制

从结构设计和真空获得两方面介绍了HIRFL-CSR磁元件真空室样机的研制过程,给出了力学计算和实验结果.样机达到了10-10 Pa的超高真空度,研制结果表明HIRFL-CSR工程大型超高真空系统获得6×10-9 Pa的设计指标是可行的.     

HL-2A装置真空室总体检漏

介绍中国环流器2号A偏滤器托卡马克装置真空室总装检漏及结果.根据其真空室特点设计了不同结构的检漏子系统,用氦质谱检漏仪、四极场质谱计与氦质谱检漏仪相结合的方法(双质谱法)分别进行零部件和真空室总体检漏,对有关检漏技术问题进行了讨论.     

SSRF电子储存环铝合金超高真空室研制

上海光源3.5GeV电子储存环超高真空室采用铝合金材料,经数控加工后焊接而成,其结构复杂,精度要求高.在预制研究中成功地完成了一段6 m长典型真空室的设计、制造与调试.该真空室的平面度达到0.23 mm,横向偏移量1.4mm,内表面单位面积出气率4.1×10-10 Pa·m/s.在研制中暴露出结构设计和加工工艺等方面的多种问题,并找到了妥善解决的方法,为工程批量生产准备了条件.     

加速器真空室常用材料二次电子产额的测量

通过电子枪的优化设计、测量电路的设计以及测量方法的选择,成功设计了一种加速器真空室常用材料二次电子产额的测量装置.用此系统测量了原电子能量在0～3 keV时不锈钢、无氧铜、TiN膜等材料的二次电子产额,某些相同材料的测量结果与国内外资料相近似.实验结果可为新一代加速器真空室的设计以参考,对于国内在此领域的深入研究有一定的借鉴意义.     

制备铝基复合基板真空室的结构设计

铝基复合基板是一种大功率模块芯片理想的散热基板,在非真空环境下高温热压制备容易出现氧化腐蚀等问题,造成基板致密度不高,无法满足芯片匹配要求,设计了一种供在真空热电挤压下制备铝基复合基板的真空室。通过对真空室形状大小的确定、材料的选择、壁厚的计算,设计完成满足制备基板工艺的真空室结构以及静、动态密封结构。通过ANSYS有限元分析软件对真空室结构进行计算机仿真,分析其最大应力应变处,满足真空室基本强度刚性要求,从而为真空热电挤压制备铝基复合基板创造了一个密封、稳定的真空制备环境。     

ITER导体检漏真空室的设计与优化

本文介绍了ITER导体检漏真空室的结构设计;对设置中部加强筋与不设置中部加强筋条件下的壁厚分别做了计算比较,表明设置中部加强筋后可以将壁厚减少4.3 mm;给出了利用ANSYS软件对真空室壁厚进行优化计算的几何模型和数学模型,并得到最优壁厚分别为上、下封头15 mm,中筒10 mm;最后对真空机组进行了设计,选择1台1600 L/s复合分子泵、1台15 L/s前级泵、2台70L/s的粗抽泵组成的真空机组,达到1.0×10-4Pa的真空度需要抽气时间为10 h     

一种保持真空室真空度稳定的控制系统

本项工作是配套“８６３”项目金刚石镀膜装置而进行的。由于沉积金刚石膜的时间长达几十个小时，而真空室真空度的稳定性对成膜质量的好坏有很大的影响，所以保持真空度的稳定将成为一个关键性的技术问题。本文简要地介绍了利用单片机实现真空度稳定控制的工作原理，阐述了软、硬件的具体实现方法。该控制系统可按需要进行真空度的调节和设置，与任何有稳定真空度要求的真空装置相配套     

盒形不锈钢真空室壳体设计与制造

盒形壳体的真空室适宜于卧式中小型真空设备,其壳体的设计与制造是人们关注的问题之一。以离子镀膜设备中的真空室的壳体为例,叙述了盒形壳体结构的强度计算;根据壳体的气密性及加工工艺性的优劣,详细介绍了焊缝结构的设计,并逐条分析了影响焊缝质量的因素;最后,从材枓下料、机加工、焊接、检漏诸方面,着重介绍了盒形壳体的制造工艺.     

EAST装置等离子体放电真空室真空泄漏研究

真空系统是EAST全超导托卡马克装置安全稳定运行的基础保障系统,真空泄漏会影响等离子体放电并对真空设备造成严重的损坏。随着EAST逐步地升级与改造,真空系统变得更加复杂,同时设备逐渐老化,导致泄漏的风险逐年增大。介绍了EAST内真空抽气系统、真空测量站及漏率实时监测系统。根据真空室压力变化数据,采用静态升压法分析了内真空室漏放率,计算出内真空室在等离子体放电前整体漏放率约为2.2×10^-4 Pa·m³/s。基于历年发生泄漏故障时的压力和残气成分数据,对EAST装置内真空室在不同运行阶段的不同类型泄漏进行了分析。研究发现,发生的泄漏位置不同、泄漏介质不同、器壁条件不同,在残气成分特征上表现差异较大。根据泄漏的特点,采取了不同的泄漏处理方式。研究结果可为及时准确地判断和处理EAST及未来聚变堆真空室的泄漏提供参考。     

HIAF薄壁二级铁真空室在线烘烤方案研究

针对强流重离子加速器装置小磁隙、周围磁元件温度有严格限制要求的薄壁二极铁真空室获得极高真空关键技术之一的在线烘烤方案进行研究。研究表明,烘烤系统采用加热带作为热源,纳米粉绝热材料作为主要的绝热层,镀铝聚酰亚胺薄膜作为保护层可以满足真空室在线烘烤的温度、时间和空间要求;在烘烤效果一定的情况下,烘烤的热力学温度与对数烘烤时间呈线性相关,并得到了达到预定烘烤效果选择不同的烘烤温度所需的烘烤时间;通过数值模拟得到了烘烤保温过程中的应力、变形和稳态热分布,并依此估算了烘烤功率和加热带的功率输入密度。其研究结果满足工程实际应用,证明了烘烤方案的可行性。     

水银气压表真空室残留气体附加压强的计算

水银气压表真空室残留气体附加压强的计算秦岭，杜东明（河北省气象局，０５００２１）水银气压表是当今广大气象台站以及国防、科研、大专院校、厂矿企业的分析化验室等部门测量大气压力的基本仪器。水银气压表是应用物理学上著名的“托里拆利真空”原理制造的。但绝对真...     

HT—6B托卡马克真空室的放电清洗

本文叙述了在HT-6B托卡马克装置上,采用脉冲放电清洗去除真空室壁表面杂质的初步实验结果。用四极质谱计来测量放电前后杂质的变化。实验结果表明,脉冲放电清洗是去除轻杂质的有效方法。