[發明專利]超薄壁金屬內襯真空腔室的制作方法

有效

• 申請號: 202211092747.5
• 申請日: 2022-09-08
• 公開（公告）號: CN116133225B
• 公開（公告）日: 2023-08-04
• 發明（設計）人: 蒙峻;羅成;楊建成;楊偉順;焦紀強;魏寧斐;謝文君;柴振;劉建龍;李長春;藺曉建;萬亞鵬;朱小榮
• 申請（專利權）人: 中國科學院近代物理研究所
• 主分類號: H05H7/18
• 分類號: H05H7/18
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 張月娟

本發明涉及一種超薄壁金屬內襯真空腔室的制作方法，包括如下步驟：零件加工：通過將真空腔室模具放置在架臺上對半結構的超薄壁真空腔室進行加工；通過3D打印對金屬內襯進行制作，通過數控加工中心對法蘭進行加工；表面凈化：通過有機溶劑清洗和超聲波清洗的方式對半結構的超薄壁真空腔室、金屬內襯和法蘭進行清洗并烘干；裝配：將若干個金屬內襯放入兩個半結構的超薄壁真空腔室之間，將兩個分離的半結構的超薄壁真空腔室采用若干個夾具夾緊；焊接：將用夾具夾緊的兩個半結構的超薄壁真空腔室進行焊接；將兩個加工好的法蘭焊接在完整的超薄壁真空腔室的兩端；檢漏：利用氦質譜檢漏法檢測焊接部位是否漏氣。

技術領域

本發明涉及真空腔室技術領域，具體是關于一種超薄壁金屬內襯真空腔室的制作方法。

背景技術

現今，國內已研究出強流重離子加速器，它是一臺束流指標領先、多學科用途的重離子科學研究裝置，可以提供高達4.25GeV/u的脈沖重離子束流。束流壽命與真空腔室中的殘余氣體量、渦流效應及阻抗等相關。

然而，傳統的真空腔室的制作方法是相對于壁厚大于1mm的真空腔室進行的，若壁厚為3mm，則按照加工尺寸上下左右側板線切割然后進行組焊即可。若壁厚小于或等于3mm，且真空腔室截面面積較大時，為了使得制作出的真空腔室有足夠的強度和剛度，在上述3mm壁厚真空腔室組焊的基礎上，還需對真空腔室外壁做加強處理，加強筋一般是周向全覆蓋、長度方向間隔設置，并采用釬焊工藝使其與真空腔室壁面綁定。

傳統的制作方法制作出來的壁厚大于1mm的真空腔室的渦流效應和阻抗均比較大。因此，為了增加束流壽命，應減小系統真空壓力、降低渦流效應、減小阻抗，須對真空腔室的壁厚進一步降低。當壁厚降低時，采用傳統的制作方法便不適合該超薄壁金屬內襯真空腔室。

綜上，現有技術中還沒有針對該超薄壁金屬內襯真空腔室的特定制作方法。

發明內容

針對上述問題，本發明的目的是提供一種超薄壁金屬內襯真空腔室的制作方法，能夠加工超薄壁真空腔室，并使其壁厚控制在0.3mm以內。

為實現上述目的，本發明采取以下技術方案：

本發明所述的超薄壁金屬內襯真空腔室的制作方法，包括如下步驟：

零件加工：通過將真空腔室模具放置在架臺上對半結構的超薄壁真空腔室進行加工，半結構的超薄壁真空腔室包括0.1mm-0.3mm的薄壁結構和位于半薄壁結構上的若干組限位壓條，若干組限位壓條沿著半薄壁結構的長度方向間隔設置；通過3D打印對金屬內襯進行制作，通過數控加工中心對法蘭進行加工；

表面凈化：通過有機溶劑清洗和超聲波清洗的方式對半結構的超薄壁真空腔室、金屬內襯和法蘭進行清洗并烘干；

裝配：將若干個金屬內襯放入兩個半結構的超薄壁真空腔室之間，并使每個金屬內襯的兩側分別與兩個半薄壁結構上的相鄰組限位壓條緊配合，將兩個分離的半結構的超薄壁真空腔室采用若干個夾具夾緊；

焊接：將用夾具夾緊的兩個半結構的超薄壁真空腔室進行焊接，使其形成一個完整的超薄壁真空腔室；將兩個加工好的法蘭焊接在完整的超薄壁真空腔室的兩端，其中，法蘭的截面形狀與完整的超薄壁真空腔室的橫截面的形狀相適應；

檢漏：利用氦質譜檢漏法檢測焊接部位是否漏氣。