作者:邢银龙 ¹ ²,吴杰峰 ¹,裴仕伦 ³,刘志宏 ¹,李 波 ¹,刘振飞 4 ,马建国 ¹ (1.中国科学院等离子体物理研究所,安徽 合肥 230031;2.中国科学技术大学,安徽 合肥 230026;3.中国原子能科学研究院,北京 102413;4.合肥聚能电物理高技术开发有限公司,安徽 合肥 230036)
关键词:船型射频腔;真空电子束焊;1/2Y 态无氧铜;显微组织;显微硬度;抗拉强度
大功率质子束加速器在基础物理、核工业、家庭安全等领域具有广泛的应用,其中大功率波导型射频腔极为重要。船型射频腔具有最高的空载 Q 值和分流阻抗,是 GeV 质子束加速器的良好选择。船型铜腔体制造的最大难点在于船型腔的成形与铜的焊接。本文以 6mm 厚 1/2Y 态无氧铜(OFC)电子束焊 接接头为研究对象,开发了详细的真空电子束焊接工艺。结果表明:1/2Y 态 OFC 板经电子束焊接后,焊接接头无明显表面缺陷,铸态组织为等轴晶;从焊缝到母材,1/2Y 态无氧铜焊接接头的显微硬度变化显著,焊缝的显微硬度约为母材的 65%;室温拉伸后 1/2Y 态无氧铜焊接接头具有明显的塑性变形,断裂发生在 焊缝区;1/2Y 态无氧铜焊接接头的抗拉强度相当于母材的 95%,约为 228MPa,断后伸长率为 64%~67%, 能够满足船型射频腔的焊接和成形要求。本文详细介绍了 1/2Y 态无氧铜板真空电子束焊工艺,给船型射频腔的制造提供了实验依据。