【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于聚变工程领域，具体涉及一种面向聚变装置损坏支撑腿的局部加热钎焊修复方法，即采用钎料及扫描电子束局部加热方法，将聚变装置损坏支撑腿重新进行修复。
技术介绍
1、在21世纪能源短缺及环境污染的背景下，新型清洁能源的开发与利用对于人类未来的可持续发展有着举足轻重的作用，而可控核聚变作为一种辐射周期短，能量高且储量庞大的清洁能源，受到了科研人员越来越多的关注。我国也于2006年正式加入国际热核聚变实验堆(international thermonuclear experimental reactor，iter)计划，以开展聚变堆相关的工程和物理研究，并计划在2050年建设聚变商业聚变堆。
2、在恶劣的聚变环境中，诸如热冲击、中子辐照以及等离子体的作用下，聚变装置的面向等离子体材料易出现裂纹、气泡、溅射甚至掉落等现象，因此我们必须面临一系列的工程及技术问题，在面向等离子体材料发生上述现象时，需拆卸下来后进行维修，但拆卸下来的偏滤器或包层部件其背部的支撑腿出现了脱落现象，在将拆卸部件修复好后，剩余的支撑腿无法承受部件的重量从而造成安装困难等问题，若整体更换部件则需要大量时间及金钱，因此为节约成本，需要对拆卸下来的部件进行支撑腿的再植修复。
3、基于上述问题，在制造过程中支撑腿是采用炉中钎焊来进行的整体批量制造，再植修复时若仍采用炉中钎焊来整体升温的话，周围完好支撑腿的钎焊界面会有再次融化并脱粘的风险。为避免其余支撑腿的失效，需采用一种局部热源来进行支撑腿的再植修复工作。因此，亟需一种面向聚变装置损坏脱落
技术实现思路
1、为解决上述技术问题，本专利技术提供一种面向聚变装置损坏支撑腿的局部加热钎焊修复方法，它能够通过调控电子枪中的聚焦电流来控制电子束扫描面积从而以局部加热的方式来钎焊修复聚变装置损坏的支撑腿，适用于聚变装置及未来聚变堆的维修中。
2、为达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
3、一种面向聚变装置损坏支撑腿的局部加热钎焊修复方法，所述聚变装置的支撑腿至少包括上偏滤器支撑腿、下偏滤器支撑腿、包层支撑腿；局部加热方法为通过聚焦电流控制扫描电子束热源进行加热；其特征在于，包括以下步骤：
4、步骤一：找到上述聚变装置损坏支撑腿的脱落部位；
5、步骤二、收集损坏支撑腿，并将修复基体处的支撑腿损坏部位打磨平整并保持与脱落的支撑腿平行，将残留磨渣用吸尘器清理干净后用酒精清洗并脱水干燥；
6、步骤三、针对聚变装置损坏支撑腿的尺寸，选择修复用的支撑腿材料及钎料，修复用的支撑腿材料的表面采用砂纸打磨平整，超声波清洗干净，最后进行脱水干燥；随后将修复用的支撑腿材料及钎料放置于清理好的修复基体处，固定并施压；
7、步骤四：将脱落的支撑腿放置在固定了修复用的支撑腿材料及钎料的修复基体处，采用电子束局部加热修复方法进行修复，修复时真空度在5.0×10-2-5.0×10-3pa之间，压力范围控制在0-15mpa，电子束从单侧加热修复支撑腿及修复基体来达到钎焊温度，聚焦电流为300-600ma，升温速率在1℃/s-300℃/s之间；控制聚焦电流使电子束均匀扫描在修复支撑腿及修复基体表面，修复支撑腿温度控制在500℃-1100℃，修复基体表面温度控制在600℃-1050℃，加热时间为1min-180min；修复结束后通过调节冷却水及再次加热的方式对修复后的支撑腿进行后续热处理，冷却速率介于1℃/s-500℃/s之间。
8、优选的，在所述步骤四之后还包括：步骤五、对修复好的支撑腿进行质量评估。
9、优选的，所述损坏支撑腿包括完全脱落的支撑腿及部分脱落的支撑腿。
10、优选的，所述步骤二、步骤三中，采用手动进行加工或使用机械化设备进行加工，或者两者相结合的方式进行加工。
11、优选的，所述修复用到支撑腿材料包括但不局限于金属以及非金属材料。
12、优选的，钎料包括但不局限于铜基、镍基、银基等各类钎料。
13、优选的，所述修复基体包括但不局限于钨、钢等材料。
14、优选的，所述修复后的支撑腿的温度由温度计测得，所述温度计包括但不局限于红外相机测温仪、双比色测温仪、热电偶测温仪。
15、优选的，所述修复基体的表面温度由温度计测得，所述温度计包括但不局限于红外相机测温仪、双比色测温仪、热电偶测温仪。
16、优选的，所述通过调节冷却水及再次加热等方式对修复支撑腿进行后续热处理中，不同的支撑腿材料采用与之对应的热处理方式，并且其热处理温度不能高于钎料熔化温度。
17、优选的，所述步骤五包括荧光检查、着色检验、磁粉检验、x射线、y射线检验、超声波检验、水压试验、气密性试验、气渗透试验、煤油渗透试验、质谱实验、导电、导热和电磁性能试验以及力学性能试验。
18、优选的，所述支撑腿也可称为吊腿、support legs等，其主要作用为在安装过程中提供支撑或作为安装时的夹持介质。
19、优选的，所述步骤四中，聚焦电流通过在电子枪上安装聚焦线圈来实现，其用来控制电子束扫描面积（即加热区域），可分为上、下聚焦电流或其它叫法，其给定值300-600ma仅作参考。
20、本专利技术的有益效果是：
21、1、对偏滤器、包层等部件的支撑腿采用逐个修复的方式，避免了整体加热修复而导致的其余完好支撑腿界面的二次融化以及因支撑腿脱落而造成的整体报废，降低了成本。
22、2、通过添加聚焦电流，使传统的电子束焊接方法能够应用于局部加热中，其加热区域可控，不会影响周边的完好的支撑腿性能。且小型化电子枪设备相比电阻焊、热等静压以及感应加热等灵活性更高。
23、3、电子束相比激光其金属吸收率高，能量利用率大，能够进行快速加热，并且焊后通过调整冷却水以及再次加热可以对支撑腿及修复基体进行热处理，支撑腿性能良好，界面结合无明显缺陷，具有良好的结合性能及服役性能，抗拉强度大于120mpa，能够胜任偏滤器或包层等部件的安装工作。
24、本专利技术采用聚焦扫描电子束局部加热方式，其为局部面积可控的加热方法，避免了对周围完好支撑腿的影响；对于聚变装置及聚变堆均适用；避免了因支撑腿脱落后强度不够难以安装而造成的整体报废，节省了大量资金。
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1.一种面向聚变装置损坏支撑腿的局部加热钎焊修复方法，所述聚变装置的支撑腿至少包括上偏滤器支撑腿、下偏滤器支撑腿、包层支撑腿；局部加热方法为通过聚焦电流控制扫描电子束热源进行加热；其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种面向聚变装置损坏支撑腿的局部加热钎焊修复方法，其特征在于，在所述步骤四之后还包括：步骤五、对修复好的支撑腿进行质量评估。
3.根据权利要求1或2所述的一种面向聚变装置损坏支撑腿的局部加热钎焊修复方法，其特征在于，所述损坏支撑腿包括完全脱落的支撑腿完全脱落及部分脱落的支撑腿部分脱落。
4.根据权利要求1所述的一种面向聚变装置损坏支撑腿的局部加热钎焊修复方法，其特征在于，所述步骤二、步骤三中，采用手动进行加工或使用机械化设备进行加工，或者两者相结合的方式进行加工。
5.根据权利要求1所述的一种面向聚变装置损坏支撑腿的局部加热钎焊修复方法，其特征在于，所述修复用的支撑腿材料包括金属或非金属材料。
6.根据权利要求1所述的一种面向聚变装置损坏支撑腿的局部加热钎焊修复方法，其特征在于，所述钎料包括铜
7.根据权利要求1所述的一种面向聚变装置损坏支撑腿的局部加热钎焊修复方法，其特征在于，所述修复基体包括钨或钢。
8.根据权利要求1所述的一种面向聚变装置损坏支撑腿的局部加热钎焊修复方法，其特征在于，所述修复用的支撑腿材料的温度由温度计测得，所述温度计包括红外相机测温仪、双比色测温仪或热电偶测温仪。
9.根据权利要求1所述的一种面向聚变装置损坏支撑腿的局部加热钎焊修复方法，其特征在于，所述修复基体的表面温度由温度计测得，所述温度计包括红外相机测温仪、双比色测温仪或热电偶测温仪。
10.根据权利要求1所述的一种面向聚变装置损坏支撑腿的局部加热钎焊修复方法，其特征在于，所述通过调节冷却水及再次加热的方式对修复后的支撑腿进行后续热处理中，不同的支撑腿材料采用与之对应的热处理方式，并且热处理温度不高于钎料熔化温度。
11.根据权利要求2所述的一种面向聚变装置损坏支撑腿的局部加热钎焊修复方法，其特征在于，所述步骤五包括荧光检查、着色检验、磁粉检验、X射线、Y射线检验、超声波检验、水压试验、气密性试验、气渗透试验、煤油渗透试验、质谱实验、导电、导热和电磁性能试验以及力学性能试验。
12.根据权利要求1所述的一种面向聚变装置损坏支撑腿的局部加热钎焊修复方法，其特征在于，所述步骤四中，聚焦电流通过在电子枪上安装聚焦线圈来实现，用来控制电子束扫描面积，即加热区域，分为上聚焦电流、下聚焦电流。
...【技术特征摘要】
1.一种面向聚变装置损坏支撑腿的局部加热钎焊修复方法，所述聚变装置的支撑腿至少包括上偏滤器支撑腿、下偏滤器支撑腿、包层支撑腿；局部加热方法为通过聚焦电流控制扫描电子束热源进行加热；其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种面向聚变装置损坏支撑腿的局部加热钎焊修复方法，其特征在于，在所述步骤四之后还包括：步骤五、对修复好的支撑腿进行质量评估。
3.根据权利要求1或2所述的一种面向聚变装置损坏支撑腿的局部加热钎焊修复方法，其特征在于，所述损坏支撑腿包括完全脱落的支撑腿完全脱落及部分脱落的支撑腿部分脱落。
4.根据权利要求1所述的一种面向聚变装置损坏支撑腿的局部加热钎焊修复方法，其特征在于，所述步骤二、步骤三中，采用手动进行加工或使用机械化设备进行加工，或者两者相结合的方式进行加工。
5.根据权利要求1所述的一种面向聚变装置损坏支撑腿的局部加热钎焊修复方法，其特征在于，所述修复用的支撑腿材料包括金属或非金属材料。
6.根据权利要求1所述的一种面向聚变装置损坏支撑腿的局部加热钎焊修复方法，其特征在于，所述钎料包括铜基钎料、镍基钎料或银基钎料。
7.根据权利要求1所述的一种面向聚变装置损坏支撑腿的局部加热钎焊修复方法，其特征在于，所述修复基体包括钨或钢...
【专利技术属性】
技术研发人员：徐玉平，田雨，彭吴擎亮，李强，周海山，罗广南，
申请(专利权)人：中国科学院合肥物质科学研究院，
类型：发明
国别省市：
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