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超高真空腔体加工厂家
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真空腔体加工​要考虑体积、材料和形状

2021-11-16

真空腔体加工


真空室是一个保持内部真空的容器。真空腔体加工要考虑体积、材料和形状。

高真空系统的主要结构材料是不锈钢。而300系列不锈钢(表1)是含Cr10%~20%的低碳钢,具有良好的耐蚀性、低放气、无磁性、良好的焊接性能、低电导率、低导热率,可在-270~900℃工作,广泛用于高真空及超高真空系统。

在真空腔制造过程中,焊接是一个重要环节。氩弧焊一般用来完成焊接,避免空气中金属和氧熔融的化学反应,从而影响焊接质量。氩焊接是指在钨极附近将保护性气氩喷射到钨极周围,以防止熔化后的高温金属氧化。

高真空腔氩弧焊的原则是采用内焊,即焊接面在真空的一边,避免漏焊。真空室内外不允许双重焊接和双重密封。

真空腔体加工内壁上的大量气体分子或有机物被吸收,成为影响真空度的放气源。为了达到超高真空,必须在150~250℃的高温下烘焙,以促进材料表面及内部气体的迅速释放。所述的烘烤方法是将加热带缠绕在空腔的外部壁上,把铠装的加热丝固定在空腔的外壁上,或者直接将空腔置于烤箱内。在烘焙过程中,在烤箱内加入铝箔,防止热损失,同时均匀加热腔体。

真空度在真空腔烘制过程中发生变化,烘烤采用卷绕加热带的方式。在真空度约为10-3Pa时,加热带开始逐渐通电加热,空腔在150℃下长时间烘烤。关掉离子泵,加热烘焙离子泵。这个时候,真空腔只经过分子泵和前泵排气。当空腔温度升高时,吸附器表面的气体分子,如水蒸汽等大量释放,真空度急剧下降。烤制时间越长,气体释放量越小,真空度越大。停炉时,切断加热带电源及离子泵烘烤电源,然后在炉腔温度较高的情况下,将其除去气化钛泵。钛升华泵的除气处理是指在升华温度Ti加热,而对Ti升华温度进行控制。钛升级泵除气处理的目的在于除去吸附在Ti线材表面的气体分子及其它可能的污染物,从而保证泵的正常工作。钛升华泵除气后,启动离子泵和钛精泵,强化真空排气。当排气强度增大、空腔温度降低时,系统真空度迅速增大。

真空腔体加工刚烤完的烤箱一般需要一个星期的时间,可适当缩短重复烘焙时间。为提高真空度的测量精度,还应该在停止烘烤后,对真空进行除气。若有足够的真空泵和足够的烘烤时间,可使烘烤后的真空度提高数级。

1cm2的大气压产生大约1kgf的压力,而对于直径20cm的法兰,压力是1t。因为其结构的特殊性,在圆筒和球腔内压力分散,腔壁厚2~4mm不变形。而对方腔来说,侧板要承受吨压力,要加大壁厚或设置加强筋以防变形。通常,方形腔比筒形和球形腔体重,价格昂贵。


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