真空电子束焊接中真空度的合理控制

Ｓ 一 泵 的 名 义 抽 速 。 在 这里 Ｓｂ ０ ＝３ （１ ｓ） ／
由气 体 的 连续 方 程 有；
Ｑ ＝Ｐ ｏ Ｓ， （８）
式 中，Ｐ。 一系统 的 极 限 压 强，Ｐｏ ＝５ 丽 ￣３ （ ／ ） ０ １ｓ
１ （托 ）’ ０
一
一
将 Ｋｊ ．， Ｖ ＝３ ＝１ ５ ０（１）， Ｐ１ ６ ＝７ ０ （托 ） Ｐ＝ ， ＝５Ｘ１ ’ ０ （托 ） Ｐ。 ， 。＝５× １ （托 ）代 入 （５）式 得 ： ０
和密度， 广泛应用于航 空、气 象、煤矿等
工 业 部 门， 具 有 重 复 性 好 ， 分 辨 率 高 ， 工 作 性 能 稳定 ， 易 于数 字 化 等优 点 。 谐 振 筒 式 压 力传 感 器 真 空 腔 的 封 焊 ， 目前 多 采 用 真 空 电子 束 焊 ， 它 的特 点 是 焊 区 受 热 集 中， 简 体 的 温 升 低 ， 焊 缝 窄， 整 齐 美 观 ， 可靠 性 好 。 由于 真 空 封焊 时真 空系 统
０１ ． ＜ ３ ． ＜３ ３（Ｃ １）或 Ｉ Ｉ
ｌ× １ 一。 ａ ３． ０ ＜ ＜ ３× １ ’ （ｉ ）。 ０ ｎ
四 、 导 能 力 的 计算 通
系统 工 作 室 排 气 口在 不 同气 体 分 子 运 动 状 态 下 的 通 导能 力： ｔ ．在 分 子 流状 态 下 ， 对 ２空度
刖
三、 真空 系统的气 体分子运 动状 态和 气 体分 子 平 均 自由程
Ｉ真 空 系统 中在 不 周真 空 虞 下 的 气 体 ．
分 子 运 动状 态
、
谐 振 简式 压 力 传 感 器 现 已发 展 到 比 较 先 进 的水 平。 它主 要 用 米测 量 气 体 的 压 力
ｔ ＝１ ． ｊ ４５ （ｓ）
Ｓ 一 系统在高真空下 的有效抽速。： ， 由 （ ） 可知ｌ ６ 式
ｓ， ＝ （９）
Ｉ１ ＋ Ｓ ｂ １ ｔ
（ ２） 在分 子 粘 性 流 状态 下 的有 效 通 导 能力
＝ ：
式 中 ，ｓｂ一 扩 散泵 名 义 抽 速 （／ ） ， １ｓ ， 由此 将ｕｌ ． ４ ０ （Ｉｓ， ｓ ＝ｌ ＝１ １ Ｘ１ 。 ／） ｂ Ｏ （１ｓ）代 入 （９）式 ／ ｓ， １ ９ ＝９ ． ３（１ ｓ ｌ ）可 得 （ ８）式 为 ：
和 表 面 材 料 的蒸 发整 都是 与 时 间 无 关 的 常 量 ， 只 有 表 面 放 气 随 时 间 而 下 降 （） （】， 因此 ， 时 间 的 计算 有 ｝ ３ ５
Ｑ ：Ｑｂ － ｔ ０＋Ｑ （７）
系 统 中 均 为 不 锈 钢和 丁 腈 橡 胶。 对 于 锈 钢抽 气 ｌ 时 后， 表面 放气 量 ｑ 小 ＝１ ８ ．３×ｌ （ ｏ ｔ Ｉｃ ・） 系统 的 放 ０ Ｔ ｒ ・／ ｍ ｓ 气 表 面 积 ｚ ＝８０ Ａｌ ５ ０（ｃ ｍ ）｝故
故
二 、 焊 时 真 空 系 统 封 真 空 度 的 确 定
衡 量 谐 振 式 传 感 器 性 能 柏 一个 重 要 指 标是 品质 因素 “ ”值 。Ｑ 疽 越 高， 意 味 Ｑ 着损 耗 越 小 ， 谐 振频 率 稳 定 度 越 高， 传 感 器 抗外 界 振 动干 扰 的 能力 越 强 ， 它的
（３ ）
２ 气体 分 子 的 平 均 自 由程 ．
对 于２ ℃ 空 气， 有 ， Ｏ Ｐ ：５ ０ ／ Ｊ 一 气 体 分 子 的平 均 ×１ ＾
自 由程 （ｇ ｉ ｎ） ｝ Ｐ一 气 体 在 管 路 中 入 Ｅ １ 与出 口的 平 均 压强 ， 对工 作 室 排 气 口，
在 分子 粘 性 流状 态 下， 有 ：
１ ５ ０ 。 Ｐ８ ５×ｌ 一 （托 ） 或 ． ×１ 一 ＜ ＜ Ｏ
０ ２ Ｐ３ ６ ７（Ｐａ） ． ＜ ＜ ．
Ｋ：… 修正 系数 ， 将 Ｋｃ ． 、 Ｐ＝ ＝１ ５ ３０ ８ 代入 （２）式 得 ； ｕ ＝１ ７ ２ ． ２×１ （１ ｓ ＝ １ ７ ０ ／） ． ２×ｌ Ｏ （ｍ ｓ ／） ３ 在分 子 粘 性 流状 态 下 ， 对 ２ ℃ 空 ． Ｏ 气有： ｕ ＝１ ２ Ｄ Ｌ＋１ ． ｂ 。 Ｌ ８ Ｐ ／ ３ ９Ｄ ／ ０
（ ｏ ｒ Ｉｓ） 在 （ 式 中： Ｔ ｒ ・／ ， ７）
Ｑｂ ＝Ｑ １ ｂ ＋Ｑ ｂ ｔ （１ ０）
式 中，Ｑ 一系统 中金属材 料表面放气 流
量 （ＴＯｒｌ ｓ ｔ ・／ ）Ｉ Ｑ 一 系 统 中 非 金 属 表 面 放 气 流 ：
量。
当系统 进＾ 高真 空阶段，真空系统的 排 气 主 要 是 系统 表 面 的放 气 和 密 封处 材 料 的渗 透，在一定 温度 下，渗透的气 体流量
７理 论 计 算 ， 井 依 此 重新 制 定 ７谐， 筒 式 诹
压 力 传 感 器 的 焊接 工 艺要 求， 从 而 使焊接
后 ， 简体 的 合格 率 大 幅度 提 高， 证 采 ７在 大批 量 生产 情 况下 的可 甩价 值 。
主墨 饵
真 空 电子 柬 焊 接 传基置
一
谐撮 筒 控 制
Ｐ Ｄ４０ ０ ５ ． １ 为 分子 流Ｊ
的真空度 将直接影 响到传 感器 的质 量和 系 统 使 用 的效 益 ，其 工 艺制 定 需 要 一个 可 靠
的系 统 的 理 论 依据 。
ＰＤ≥ ０５ ．
为 粘 性 流，
００ ５ ．１ ＜ＰＤ＜０ ｓ 为分 子粘 性 流 。 ． 其 中 ， Ｐ是 真 空 系 统 中 气体 入 口处 与 出 口处 的 平 均 压 强， Ｄ 是 气 体 流 动 所通 过 ｕ 径 的大 小 。 在 该 电子 束焊 机 系统 中， 工 作 室 排气 ｆ径Ｄ ＝ｉ Ｊ ０（ｃ Ｊ 长度 Ｌ＝２ ｆ ｎ） ０（Ｃ ）Ｉ ｍ
重 复 性 也 就 越 好 。［．）从 这 一 角 度 出 Ｉ２
工 作 室排 气 口 在分 子 流状 态 下 有 ：
Ｐｌ ． １ ／ ＝Ｉ ５×１ （托 ） ＝ ≤０ ０ Ｓ Ｄ ． ０
０ ２ （Ｐａ ）ｌ ．
发， 我 们 将简 体真 空腔 的残 余压 力 对 品质
在粘 性 流状态下， 有
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６
仪表技术 与传感器
１ ９ 年 ９０
真 空 电子束 焊接 中真 空度 的合 理控制
国营太 行 仪 表 厂 秦 杰
【 要 】 本 文对 真 空 系统 抽 气时 间 作 摘
因 素Ｑ值 的 影 响， 不 同残 余 压 力 下Ｑ值 随 温度 变 化 的趋 势 以及 残 余 压力 对温 度 一 频 率 特 性 和 温度 系数 值 的影 响 做 了 认真 的理 论 分 析 和 实验 论 证 ， 从 而 确 定 真 空系 统 在 焊 接 时的 真 空度 应 保 证 达 到 ｌ 托 （１３ ０ ．３ ｘ１ 帕 ） 量 级 。 ０ 数
Ｑ ＝ ５Ｘ１ ’ ×９ ９ ０‘ １． ３＝４ ５ ６Ｘ１ ’ ．９ ０ 。
ｉ＿ ３ ２ｅ ： ｌ ０ ９ ＝．
Ｐ‘ ． ＝１ ５Ｘ１ ０
（／ ） １ ｓ
将Ｐ３ ０ （ ） ＝５Ｘ１ 托
ｔ ±＝１ ６（ｓ） ５．
（ ）’ Ｋｉ 代入 （ 式 得 ｌ 托 ＝４ ５） ２ ．幕绞 赴 于 寓真 空时 抽 气 时 间 柏 计 算
Ｑ １ ｂ ＝ｑｌ ＺＡ ｌ ． ６Ｘ１ ４ ＝１ ５ ０ （Ｔｏ ｔ－ ／ ｒ ｉ ｓ）
式 中， ０一 表 示 赫 、 放 气的 总 气 体 流
量， 它构成高真空抽气阶段的气体 负柑 （Ｔ ， ，ｌ ｏ ｒ ｌｓ）ｊ ｒ
Ｏ 一 暴 露在 真 空 系 统 中 物 体 袭
系 统 中 非 金 属 材 料 表 面 放气 量 ｑ ＝２× １ （ ｔ ・／ ｍ Ｓ ０ Ｔｏ ｉｃ ・ ）； 非 金 属 密 封 件 ｒ
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第１ 期
仪表 技 术 与 传 感 器 ｕ ２＝１ ６ Ｄ‘ Ｋｃ ３ ０ Ｐ／ Ｌ
７ （２）
Ｐ２ ． ／ ＝５×ｌ （托 ）：６ ７ ≥０ Ｓ Ｄ ０ ．
（Ｐａ ）；
式 中， Ｐ
（托 ） 。
排 气 口入 Ｅ与 出 Ｅ平 均 压 强 ｌ ｌ
真 空系 统 中 气 体 流动 的状 态 一 般有 四 种 ： 紊 流 、 粘 性 流、 分 子 粘 性 流 （ 渡 过 流 ）和分 子 流 。但 常 出 现 的 还是 后三 种 情 况 。 因 为 紊 流是 非 稳 定 流 ， 我 们 在 这 里 只 考 虑 后三 种 情况 。对 于 ２ ￣ ０Ｃ空气 ， 气 体 分 子 运 动 状 态 判 断 如 下 ： ［） ３
有：
分 子 流 状态 下 气 体 分子 平均 自由程 为 ：
ｌ ＝５×１ ～／ ｌ ． ０ Ｐ ＝３ ３×１ （ｍ ） ０
式 中， Ｐ ，一 分 子 牯性 流 状 态 下 ， 管道 入
Ｅ与 出 口的 平 均 压 强 ； ｌ
ｂ 嗲正 系数 。 － ｂ＝（ ＋２ ６ １ ／ １ １ Ｐ ０ Ｄ ） １ ５ Ｐ ０ Ｄ） （ ＋３ ６
的计算
ｔ ： ｉ ｎ ［ （Ｐ — Ｐ ）
ｕ ５ （ ３詈）（） ／ １ ＝Ｄ １
式 中 ， ｕ 通 导能 力 （１ ｓ）， ～ ／
Ｄ 一 管 道 的 内 径 （ｃ ）｝ ｍ
Ｌ—— 管 道 的 长度 （ Ｉ ）｝ ＣＩ Ｉ 悔Ｄ＝１ 、Ｌ＝２ 代入 （１）式 得 ： ０ ０ ｕ ＝１ １ ｌ ． 。 （１ ｓ ＝１ １ ４×１ ０ ／） ．４ （ ／） ｍ ｓ ２ 在 粘 性 流 状 态 下 ， 对 ２ ℃ 空 气 ． Ｏ
有ｔ
Ｐ 。 泵 的 极 限压 强； 。一
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８
仪表 技 术 与传 感器
ｌ９ 年 ９０
Ｋ： 表 示抽 速 变化 的 系数 。 一