[发明专利]薄壁真空管道及由薄壁真空管道制造真空室的制造方法

说明书

技术领域

本发明主要涉及电真空设备的制造方法，尤其涉及一种可以在高频交流电场或交变磁场下使用的真空管道的制造方法。

背景技术

建造兰州重离子肿瘤治疗专用装置(HITFiL)，需要一种大型非圆断面薄壁真空室，不仅能够满足在高频交流电场或交变磁场下使用要求，而且通过尽可能地减少电磁铁磁极间隙大大降低工程建造成本。在上述工况下，由于真空室会产生电涡流作用，不能采用大体积金属制造。目前，对于小型真空室，采用薄壁圆断面不锈钢管制造，方能满足克服电涡流影响及承受大气压力要求。而对大型真空室，如果仅按比例放大，对真空室中椭圆或跑道形包络断面的束流而言，不仅增加了圆截面管道的无用空间，而且大大增加了电磁铁的磁极间隙，使得加速器整体的制造和运行费用大幅度增加。另外，按比例放大的不锈钢管壁厚不能太厚，会产生较大电涡流作用；另一个问题是大直径薄壁不锈钢管的圆度控制困难，局部不圆将造成抽真空后塌陷变形，连锁反应后使得整个真空室被破坏。在此之前，国内没有制造过类似元件。为此，探索一种新制造工艺显得十分有意义，满足使用要求的同时能够大大降低工程造价。

发明内容

本发明的目的在于避免现有技术的不足提供一种可以在高频交流电场或交变磁场下使用的大型非圆断面薄壁真空室的制造方法，从而有效解决了现有技术中的问题。

本发明的目的可以通过采用以下技术方案来实现，一种薄壁真空管道的制造方法，包括有下述步骤：

(1)、将剖面为圆形的薄壁不锈钢管压扁，使所述的薄壁不锈钢管的剖面呈跑道形，即靠近磁极的管壁剖面呈直线，剖面为直线管壁的两侧管壁呈半圆弧线；

(2)、用线切割截取步骤1）中截面呈跑道形的薄壁不锈钢管的两端面，并保证薄壁不锈钢管中心线的长度为200～800mm及薄壁不锈钢管两端面5～45°的角度，同时预留出薄壁不锈钢管两端面卷边长度2～8mm；

(3)、对薄壁不锈钢管的一端断面进行卷边，卷后手工修整边缘；

(4)、根据薄壁不锈钢管的横截面尺寸，在薄壁不锈钢管的外表面线切割出加强筋和固定加强筋的跑道形预留孔；薄壁不锈钢管与加强筋或固定加强筋之间还预留了填入真空钎焊焊料的间隙；

(5)、根据跑道形预留孔，将加强筋和固定加强筋安装在薄壁不锈钢管上；

(6)、对薄壁不锈钢管的另一端断面进行卷边，卷后手工修整边缘；

(7)、调整加强筋和固定加强筋的位置及间距，在薄壁不锈钢管与加强筋或固定加强筋之间缝隙填入真空钎焊焊料，进行真空钎焊焊接，所述的薄壁真空管道制造完成。

进一步，还包括有步骤（8）、对制造完成的薄壁真空管道进行氦质谱检漏，漏率应高于1×10^-9Pa·L/s。

进一步，所述的步骤（1）中所述压扁后的薄壁不锈钢管高为10～90mm，管宽为10～250mm，其管壁厚度为0.3～1mm。

进一步，步骤（7）中加强筋和固定加强筋的位置及间距：所述加强筋的设置间隔为5～30mm，所述固定加强筋的设置间隔为300～1000mm，所述加强筋和固定加强筋的厚度为0.5～3mm。

本发明还提供一种用以上所述的方法制造薄壁真空管道制造的一种薄壁真空室的制造方法：包括如下步骤：

1)      、用手工氩弧焊气密焊接数段有如上所述的方法制造出来的薄壁真空管道焊为一体，形成薄壁真空室；

2)      、制造液压波纹管装置：用手工氩弧焊分别气密焊接波纹管与两端的过渡环；气密焊接过渡环与长接管和短接管；气密焊接短接管与真空刀口法兰 

3)      、用手工氩弧焊分别焊接真空刀口法兰与连接座；焊接长接管与接耳；

4)      、机械联连连接座和接耳之间锁紧拉杆，并固定锁紧，制成液压波纹管装置；

5)      、在所述的步骤1）焊接为一体的薄壁真空管道两端安装液压波纹管装置，即用手工氩弧焊分别气密焊接液压波纹管装置的长接管与薄壁真空管道两端，所述的薄壁真空室制造完成；

进一步，所述的薄壁真空管道端面与液压波纹管装置的长接管进行用手工氩弧焊，在长接管上、与薄壁真空管道连接的一端设有防焊接变形槽。

进一步，还包括有对步骤1）中手工氩弧气密焊接焊缝进行氦质谱检漏，漏率应好于1×10^-9Pa·L/s。

进一步，还包括有对步骤3）中手工氩弧气密焊接焊缝进行氦质谱检漏，漏率应好于1×10^-9Pa·L/s。