超高真空腔體加工方法是怎樣的？制作時(shí)需要注意哪些方面？所有的疑問(wèn)下面真空腔體廠家小編都為您一一解答。

真空腔體是保持內(nèi)部為真空狀態(tài)的容器,真空腔體的制作要考慮容積、材質(zhì)和形狀。

不銹鋼是目前超高真空系統(tǒng)的主要結(jié)構(gòu)材料。其中300系列不銹鋼(表1)是含Cr10%～20%的低碳鋼,具有良好的抗腐蝕性、放氣率低、無(wú)磁性、焊接性好、導(dǎo)電率和導(dǎo)熱率低、能夠在-270～900℃工作等,在高真空和超高真空系統(tǒng)中,應(yīng)用較廣。

近年來(lái),為了降低真空腔體的制作成本,采用鑄造鋁合金來(lái)制作腔體也逐漸普及。另外,采用鈦合金來(lái)制作特殊用途真空腔體的例子也不少。

為了減小腔體內(nèi)壁的表面積,通常用噴砂或電解拋光的方式來(lái)獲得平坦的表面。超高真空系統(tǒng)的腔體,更多的是利用電解拋光來(lái)進(jìn)行表面處理。

焊接是真空腔體制作中重要的環(huán)節(jié)之一。為避免大氣中熔化的金屬和氧氣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)從而影響焊接質(zhì)量,通常采用氬弧焊來(lái)完成焊接。氬弧焊是指在焊接過(guò)程中向鎢電極周?chē)鷩娚浔Ｗo(hù)氣體氬氣,以防止熔化后的高溫金屬發(fā)生氧化反應(yīng)。

超高真空腔體的氬弧焊接,原則上必須采用內(nèi)焊,即焊接面是在真空一側(cè),以免存在死角而發(fā)生虛漏。真空腔體不允許內(nèi)外雙重焊接和雙重密封。

真空腔體的內(nèi)壁表面吸附大量的氣體分子或其他有機(jī)物,成為影響真空度的放氣源。為實(shí)現(xiàn)超高真空,要對(duì)腔體進(jìn)行150～250℃的高溫烘烤,以促使材料表面和內(nèi)部的氣體盡快放出。烘烤方式有在腔體外壁纏繞加熱帶、在腔體外壁固定鎧裝加熱絲或直接將腔體置于烘烤帳篷中。比較經(jīng)濟(jì)簡(jiǎn)單的烘烤方法是使用加熱帶,加熱帶的外面再用鋁箔包裹,防止熱量散失的同時(shí)也可使腔體均勻受熱。

當(dāng)真空度達(dá)到約10-3時(shí),開(kāi)始給加熱帶逐漸通電加熱,然后保持腔體在150℃下進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間烘烤。烘烤過(guò)程中關(guān)閉離子泵,同時(shí)也給離子泵通電進(jìn)行加熱烘烤,這時(shí)的真空腔體只靠分子泵和前級(jí)泵來(lái)排氣。隨著腔體溫度的升高,腔體內(nèi)表面吸附的水蒸氣等氣體分子大量放出,真空度會(huì)迅速惡化。氣體的放出量隨著烘烤時(shí)間的延長(zhǎng)而逐漸減少,因此真空度也逐步好轉(zhuǎn)。停止烘烤時(shí),切斷加熱帶和離子泵的烘烤電源,然后趁腔體仍處在高溫的狀態(tài)下對(duì)鈦升華泵進(jìn)行除氣處理。鈦升華泵的除氣處理是指給Ti絲通電加熱,但又保持溫度在Ti升華溫度之下的操作。鈦升華泵除氣處理的目的是清理吸附在Ti絲表面的氣體分子以及其他可能的污染物,以確保鈦升華泵的正常工作。充分完成鈦升華泵的除氣處理之后,啟動(dòng)離子泵和鈦升華泵,加大真空排氣的力度。隨著排氣力度的增大和由于腔體溫度降低而放出氣體的減少,系統(tǒng)的真空度會(huì)迅速好轉(zhuǎn)。

新完成的腔體初次烘烤時(shí),一般需要一周時(shí)間,重復(fù)烘烤后單獨(dú)的烘烤時(shí)間可以適當(dāng)減少。為了更準(zhǔn)確地測(cè)量真空度,停止烘烤后也應(yīng)該對(duì)真空計(jì)進(jìn)行除氣處理。如果真空泵能力充分而且烘烤時(shí)間充足的話,烘烤后真空度可提升幾個(gè)數(shù)量級(jí)。

一個(gè)大氣壓在1cm2的面積上產(chǎn)生約1kgf的壓力,對(duì)直徑20cm的法蘭來(lái)講,就是1t的壓力。圓筒或球形的腔體,由于構(gòu)造的特殊性使得壓力分散,腔體的壁厚2～4mm就不會(huì)變形。但是,對(duì)于方形腔體,側(cè)面的平板上要承受上噸的壓力,必須通過(guò)增加壁厚或設(shè)置加強(qiáng)筋,才能防止變形。方形腔體一般情況下要比筒形和球形腔體重,而且價(jià)格高。