最近有些需求想製作一個小型的真空腔體
焊接的部分原本想找師傅幫忙焊
但最近看到銅鋁焊條的加工門檻很低想要自己試試看
只要400~490度就可以焊接可以用噴燈加熱跟瓦斯爐維持自己施工
硬化後的強度大約等於6061鋁合金
看了一些強度測試至少焊料本身是比純鋁強
(焊接鋁管鋁片做拉力壓力測試都是鋁料本身先壞)
據我所查主成分是鋅鋁合金跟一些助焊藥劑組成(難怪熔點很低)
而且跟鋁合金的滲透性流動性極強抗拉強度約150Mpa
然後因為溫度才450度，焊接時母材本身也不易氧化
缺點是熔點很低不能在高溫條件下工作
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先簡述一下我的需求:
主要要將6塊約30cm^2的6061鋁合金板焊接成一個方形筒狀容器
需要具有良好的氣密性
目的是能抽到10^-5~10^-6torr 中高真空度
想選擇銅鋁焊條的原因是強度符合而且好加工(腔體會照需求自己加一些零件)
且可以焊接鋁合金跟304不鏽鋼
(管路接頭都是304不鏽鋼，腔體料件是6061鋁合金)
而且滲透性似乎比電焊的鋁焊條還高
我看鋁焊接的鐵水幾乎都是溶化之後
馬上形成一層疙瘩覆蓋感覺根本沒有滲透進去隙縫
所以不知道高流動性的銅鋁焊條會不會比較符合氣密這項需求
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找到的資料整理起來
優點:大概是加工門檻低可以自己來、滲透性強接合度高常用於管路密封、可以連接白鐵跟鋁合金
缺點:融點低不耐熱(但本身使用沒有加熱需求所以不是問題)
有請教一些對真空設備比較熟悉的教授他們本身給我的回覆是說沒有問題
主要就是沒用過不知道實際接合強度氣密度如何
但以目前google到問到的資料來看是符合我的需求的
強度的部分看到測試影片跟數據應該是沒有問題的
常見的用途是拿來焊接冷氣的冷媒管路所以我想氣密度應該也是沒有問題的
主要就是想知道有沒有人用過想討個安心
tyf000 wrote:
5052
有找過但找不到那麼大跟厚的方管或方桶
不要圓管的對這個實驗不好操作，圓管真空腔已經有幾個了
我要的不是單純能抽真空的腔體(這我有很多)
而是想照需求自製一個符合快拆實驗設備的高真空腔體
但同時又必須符合預算要求
這是大略的設計圖
我知道焊接後強度會變低所以選擇10mm厚的6061鋁合金
選擇6061是參考過一些高真空設備論文，最後內部會做表面處理減少outgas
高真空需求的表面處理似乎是6061比較好，強度的方面用厚度來換
而且3mm根據經驗只是勉強能抽真空而已，形變很嚴重尤其是做成方形還那麼大
整個腔體想要自行施工所以想試試看這種低溫高流動性的鋁合金焊料
https://www.youtube.com/watch?v=RCrixbXz4rc
之前預算不足都是用玻璃+環氧樹酯+外面再封真空ab膠
但這些材料outgas都很嚴重根本達不到我這次實驗要的高真空(低於10^-5~10^-6torr)
所以才打算做一個泛用型的方形真空腔以後做什麼實驗都方便
上下兩個大洞是我設計用來方便更換不同實驗模組的操作平台的
光是玻璃罩本身的熱脹冷縮，就足夠讓環氧樹脂黏著面出現縫隙了
接合面的氣密基本上要用矽膠、橡膠之類的高彈性材料，靠壓力牢牢壓著才能達到氣密
我建議你直接去買現成的真空桶，或是訂做一個
有在搞空壓器材的工廠就可以了，也可以拿現成的儲氣桶或冷媒桶來改
要開幾個孔，裡面要放什麼東西，門要怎麼開，對工廠把你的需求一次講完
花個幾千塊搞定，省時省力
你的主任務是進行實驗，不是開副本去精進焊接技術
就算要 DIY，最好也先放棄焊接的想法
只要你的使用環境沒超出 -60℃ ~ 225℃ 範圍，用矽膠就很理想了
板子接縫夾矽膠墊，鑽孔攻牙，用螺絲鎖固
tyf000 wrote:
沒聽過拿環氧樹脂來做...(恕刪)
大大會錯意了玻璃接合的地方不是用環氧樹酯當作氣密
圖片中的真空罩跟操作板的連接地方是使用矽膠墊沒錯
環氧樹酯是建構真空罩內部實驗結構用的主支撐材料
外部的密封是用專用的真空AB膠
我指的有影響是環氧樹酯做的零件在真空腔內部本身就會釋放氣體影響真空
但這一切全是這些年建立在沒錢的背景下的土炮性質
所以未來假設腔體如期做好我的實驗面板也必須換成完全沒有塑料的
最近存好的錢加上暑期有其他學校的老師資助
所以想照自己的設計好好做一個高品質的泛用真空腔
這次不想再用勉強妥協的方式了
用矽膠、氟化橡膠、壓克力、環氧樹酯、快乾，這些勉強接合的真空腔這些年來我已經做過N個了
只要不是全密合接合的東西全部都有漏氣的因素
更別提有的塑膠本身放在真空內就會造成釋氣影響
甚至即使漏氣率做到0，但鋁合金本身就有很高的outgas影響真空度
這次內部最後還必須幫鋁做一次表面氧化處理才符合要求
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所以暫時不用給我其他腔體製作的想法了感謝您
材料的部分已經下訂出貨了，目前主要是想請教CNC跟焊接的問題
台東找不到CNC加工跟車床铣床之類的鋁合金加工廠
主要是想車出腔們氟化橡膠(ORING)的槽，還有幫我在腔體上開大洞的工廠
所以打算暑假運去高雄找找看鋁合金加工廠
如果經濟允許當然是全部都全權交給台灣最好的真空設備公司訂做
但受限於現實沒有辦法，我的預算只有15000，光是買這些鋁材就花掉9500元
再算上加工的費用要完成實在過於天方夜譚
焊接的問題就是上面說的不曉得低溫钎焊HTS-2000焊條
跟傳統高溫焊接哪個氣密度跟接合度比較好
流動性毛細現象肯定是HTS-2000焊條>傳統鋁焊條
但接合強度就不確定是傳統的比較好還是HTS-2000比較好
不過對母材的傷害應該是銅鋁焊條小於傳統電焊鋁
因為施工溫度比較低對母材強度破壞性比較少
實驗的部分倒是不用擔心哈哈
目前沒有什麼必須要趕在什麼時間點要做完的實驗
還是循序漸進先搞好實驗環境我覺得比較重要
另外我覺得做真空腔本身就是很好的實驗了
如果認真做好中高真空腔我認為本身就對推甄有很大的幫助了
感謝您的回覆對我幫助很大
karls wrote:
我本身是焊接業,之前...(恕刪)
turbomorri wrote:
另外 你這樣的腔體...(恕刪)
閥門蝶閥球閥有很多KF系列快拆的呀
當初要做通用真空腔所以除了三個大窗全部都用KF接頭
我三台PUMP一台是KF25兩台是KF16接頭
最後跟學長們討論決定改做2個腔體
一個高真空一個低真空(不鏽鋼&鋁合金)
另一個用304不鏽鋼做比較小已經送給專門的真空焊接廠處理了
應該後天會好，尺寸約20*20*20目標真空度10^-6 TORR
沒有腔門三面大窗都用法蘭觀景窗(沒畫得很精細，有七個快拆頭)
至於鋁合金得比較大30*30*30
最後考慮到鋁合金的零件跟加工費實在太高
所以打算把鋁合金的板材做成低度真空的保存腔體
我這兩年有做個有趣的裝置最近剛完成，初賽前天也過了
目前在等決賽中，那樣東西必須放在真空環境下才有辦法運作
所以看能不能趕在八月前做好保存用的腔體
------------------目前的近況----------------------
不鏽鋼的腔體焊接交給焊接廠應該是沒問題
鋁合金的腔體決定真空度不用太高目前已經自己焊接完成
用的是HTS-2000焊條所以換我可以分享心得了
這東西很猛強度比母材還高，甚至是缺點，太硬太難鑽孔也太難磨稜角
我們有先用小塊的板子試做弄完去敲去打都是母材先壞
優點是方便而且滲透性超級強，跟母材的親和度也很高感覺不出來是兩種金屬
他甚至滲到沒磨的母材氧化層的下面變成一個超大的疙瘩
(圖中深色的地方就是焊料滲到我們沒有磨的氧化層下面了)
缺點是如果母材如果沒有清除乾淨會很難被吃進去
還有腔體太大很難施工要整體都加熱到很高溫所以我們回台南借快速爐才完整做好
這是剛弄好時的樣子，焊料甚至有滲到外面去，裡面我們也弄很滿
整理過後泡水灌氣粗測沒有漏氣的現象，等接頭跟門做好後再抽真空測試
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