Разработка технологии и аппаратуры получения сварных длинномерных медных волноводов Авагян, Вардан Шаваршович

Введение к работе

Актуальность темы. Разработка новых методов соединения атериалов, обеспечивающих высокую чистоту обработки поверхно-и и прочность конструкций, является одним из перспективных населений при создании прецизионных установок. Последнее деся-ілетие характеризуется бурным развитием ускорительной техники, >иведшмм к созданию уникальных ускорителей электронов и прошв с энергией от нескольких миллионов электронвольт для нужд іродного хозяйства (медицина, металловедение и т.д.) до несколь-IX десятков миллиардов электронвольт для фундаментальных ис-едований и области ядерной физики.

Одним из основных требований к ускорителям является аысо-я точность изготовления ускоряющих секций, представляющих со-ій диафрагмированные волноводы. В связи с этим особенно акту-ьны работы, направленные на создание новых способов сседине-ія элементов, ускоряющих секций, обеспечивающих сохраненкв ходных размеров секции, вакуумной герметичности, а также прочесть соединения без существенных изменений радиофизических іраметроа секции в целом.

Наиболее перспективный путь создания диа-фрагмирОзан-4х волноводов — это применение способа диффузионной свар-1, который позволяет при разработке соответствующей техноло-и получить соединение с минимально допустимой пластической формацией.

До настоящего времени не были установлены закономерности
ияния параметров сварки на характер изменения лластичзской
формации в сварных соединениях из меди, на (шли разработаны ,
хнология и аппаратура для сварки медных диафрагмированных
лноэодоа длиной до одного метра. ,,

Цель работы — разработка технологии и аппаратуры для изго-вления диффузионной сйаркой в вакууме (ДСВ) цельносварных' 'дных волноводов длиной до одного метра.

Основные задачи. настоящей диссертационной работы: :

1. Исследование влияния параметров режимов сварки и качі ства подготовки поверхности на пластическую деформацию.

2. Изучение характера распределения теплового поля в волн< воде при движении вдоль него источника нагрева с определение скоростью.

3. Разработка технологии предварительной подготовки злі
ментов волновода, последующей их сварки и неразрушающего кон

. роля качества сварного изделия.

4. Разработка и внедрение в производство специализироваї
ного оборудования ДСВ.

Основные положения, представленные к зашите:

3. Экспериментальные и расчетные результаты изучения вли: ния параметров режимов сварки и качества подготовки поверхност на пластическую деформацию сварных соединений из меди, позв< ляющие выбрать оптимальный режим сварки.

4. Расчетные оценки распределения теплового поля по длин волновода, позволяющие прогнозировать температурно-временнь условия формирования сварного соединения для каждого злемені волновода.

5. Технологический процесс диффузионной сварки в вакууи диафрагмированных медных волноводоз, обеспечивающий высокс качество сварного изделия; новая специализированная сварочнг аппаратура.

Научная новизна работы. Установлены закономерности обр зования соединения при диффузионной сварке меди в вакууме а з висимости от параметров процесса и качества предварительной м ханической подготовки поверхности. Показано, что для получен/ соединения с остаточной деформацией не более 0,03 % прдварі тельная механическая подготовка должна соответствовать Д_а - 0,025 мкм.

Установлено, что при перемещении источника нагрева вдо/ диафрагмированного медного волновода характер распределена теплового поля определяется условиями прогрева первых элементе волновода.

Определено, что для обеспечения пластической деформации аждого элемента не более 0,03 % необходимо стабилизировать зарочнов давление по зсей длине вертикально установленного элновода за счет взаимосвязи перемещения нагревателя и сис-5мы сжатия, что позволяет компенсировать дополнительное давание, обусловленное массой волновода, расположенного выше зариваемого стыка.

На основании анализа поведения оксидов на поверхности ме-алла при гго нагреве в вакууме показано, что в зоне взаимодейст-ия контактирующих поверхностей медных деталей имеет место осстамовление оксидов за счет выделения водорода из материала зталей.

Разработан коэый тип установки ДСВ, в которой нагреватель ссположен вне вакуумной камеры, выполненной из кварца, и пере-іещается вдоль нее, что обеспечивает условия получения сварного линномерного медного волновода с равномерно распределенной ластической деформацией по всей его длине.

Практическая ценность. На основании проведенных исследо-аний разработан технологический процесс и специализированная становка для ДСВ диафрагмированных медных волноводов. Ре-ультаты работы использованы при создании ускоряющей секции 1УЭ и волиоводных элементов инжектора линейного ускорителя Ереванского сіжхротрона.

Anробаимя работы, Основные положения диссертации докла-іьівались и обсуждались на XII! Всесоюзной научно-тзхнической :онференции «Достижения и перспективы развития диффузионной :варки» (Москва, 1990), на семинарах по ускорительной технике в ЕрФИ в 1987-1993 гг., на семинаре в Институте электросварки їм. Е. О. Патона (Киев, 1994).

.Публикации. По теме диссертации опубликованы' 4 статьи; юлучены 2 авторских свидетельигпа на изобретения.

О&ьем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, основных выводов, изложена нз 115 страницах

3...

машинописного текста, содержит 39 рисунков, 4 таблицы, списс литературы из ВО наименований.