HT-7UTF焊接试验初步报告.docVIP

HT-7U TF磁体线圈盒封焊试验初步报告 一、前言： HT-7U TF磁体线圈盒封焊是最后一道焊接程序；此时，线圈已装入盒体。为了最大限度地减少由于焊接温升所产生对线圈绝缘及超导材料的影响，同时能较好地控制焊接变形；根据7月4日会议上翁总、高总的指示和会议形成的意见，随着纵场磁体设计及研制工作的逐步展开，决定对封焊进行几期试验。第一期试验主要是对焊接温度进行实时的监控、焊接结构和焊深以及对工艺实施方式等进行研究和探讨，为磁体盒体焊接结构作探索性和判据性的基础工作。 二、焊接试验目的： 监控焊接接头离主绝缘及超导线圈最近处的温度，温控指标 ≤300oC； 检测试验件的焊接变形量和确定初步的焊接工艺规范；控制指标为：弯曲变形0.002cm/cm；扭转变形0.0004o/cm。 试验接头有一定的强度要求，原则上焊缝强度不低于母材的强度； 在10个大气压下，通过肉眼观察不泄漏。 三、焊接试验结构：（见图纸） 四、焊接试验材料： 母材：1Cr18Ni9Ti 焊接材料：焊丝（H0Cr20Ni10Ti,Φ2.0）；焊条（A002，Φ3.2） 五、焊前工艺准备： 每边焊接坡口40mm处采用不锈钢丝刷清理表面氧化皮，并用丙酮除去油污及杂质； 焊丝清理表面氧化膜、油污及杂质； 焊条需经150oC左右烘焙一小时，随焊随取。 六、焊接工艺方法： 根据研制中心现有的焊接设备及工艺技术储备，采用钨极氩弧焊打底，手工电弧焊盖面。 七、焊接工艺规范及程序： （1）工艺规范：氩弧焊 电流：90 ~ 110A （实际电流为150A）氩气流量：8L/MIN 电弧焊 Φ3.2mm （电流：80 ~ 110A） （实际电流为120A） （2）工艺程序： A：整体点焊，并放到焊接操作架上； B：采用丙酮清理坡口处油污及杂质； C：测量试验件的外形尺寸并对测量点作上标记； D：从中间实施分段对称焊进行氩弧焊打底（填丝），焊接程序见附页； E：第一层打底焊完毕后，待冷到室温，对原测量点进行外形尺寸的测量，以为下一道焊接程序提供参考，以后每焊一层（一道）均进行此工序； F：从中间实施分段对称焊进行电弧焊盖面，焊接程序见附页；（每一焊道根据实际变形情况均作了作适当调整） G：层间（道间、段间）温度为环境温度； H：考虑以后线圈盒封焊的实际操作位置，对所有焊缝均采用横焊； I：每一条焊缝均采用多层多道快速焊，焊枪和焊条均不作横向摆动； K：为了保证焊缝成型美观，对每一焊道的不平处，尤其是手工电弧焊的接头处用角向砂轮机磨平； L：这次试验没有采用刚性固定法来控制变形，这主要考虑到以后实际线圈盒封焊若采取刚性固定所引起的焊接残余应力很难消除。 八、焊接温度的实时监控： 这是本次试验的主要目标，也是实际线圈盒体现场封焊能否顺利进行的关键，所以对此必须要经过认真、细致的考虑和调研，我们拟采用32路铂热电阻温度传感器，并对32路信号进行实时数据采集，以取得确切的量化结果，为以后线圈盒的封焊提供可靠的依据，这项工作正在进行之中，按计划九月底测量仪器能投入使用。由于这次试验的周期到七月底，所以只能采取变通的方法对温度进行定性或半定量的局部测量，现在采用的方法是将一定熔点的焊锡丝（(1(1.5mm）放在被测处，[一种：Sn90Pb10(熔点：183(222(C)；另一种：Sn95Ag5(熔点：221(225(C)]，看焊锡丝是否熔化来判断被测处的温度。 九、试验结果： 试验件正在焊接之中，目前已焊完三层七道焊缝，有两条焊缝还剩下一层，另两条剩下两层。从测温方面来看，四条焊锡丝均没有熔化，这一结果有一定的参考意义，但不能作为最终的判据，这主要有以下不确定的因素带来测量的误差：（1）由于焊锡丝的热惯性较大，而焊接热源是移动热源，其温度变化非常迅速，它无法测出被测处的最高温度和高温停留时间，会存在温度已超过焊丝熔点，但由于停留时间较短而焊丝不熔化的现象；（2）由于焊锡丝的熔化温度是一个区域，它无法得到温度的精确值，只能作为定性测量；（3）它无法获得被测处温度随时间的变化关系，不能为焊接结构和工艺的优化提供可靠的依据。至于变形情况有详细的记录数据（见附表）；接头强度和压力试验待试验件焊完再做。 十、结论及建议：（供参考） 从目前的焊接试验结果，可得出以下基本结论： 现在拟采用的线圈盒封焊结构是可行的，理由有以下几条： 该结构焊缝根部远离主绝缘，有利于实际封焊中对主绝缘处温度的控制； 该结构焊缝的横向收缩处于自由状态，从而较大程度地减少了焊接结构应力； 该结构便于装配，提高了焊接装配精度。 线圈盒的封焊结构和焊接工艺，根据以后的实际材料（316LN）和焊接工艺方法，在后续系统试验和取得完整数据的基础上还需进一步优化。 2000/8/4 1 1