真空腔體製造與銲接｜潔淨氬銲、通過測漏

製造真空腔體和製造壓力容器不是同一回事。壓力容器看強度；真空腔體看的是有沒有讓氣體通過的路徑，而會造成影響的路徑大小是以微米計的。

什麼樣的銲道才真空氣密

全滲透、無咬邊、收弧處無弧坑，且無微孔。氣孔通常就是元凶：沒通到表面的氣孔無害，但一串連通銲道兩面的氣孔就是漏徑。它來自汙染 — 油、氧化物、水氣或保護氣體用錯 — 所以銲接前的潔淨度比銲接當下的技巧更關鍵。

真空零組件的銲接在受控環境中進行，接合面在銲前即刻清潔。不鏽鋼銲道外側形成的回火色是一層氧化物，內側則是汙染源，必須以機械或化學方式移除，腔體才算潔淨。

大型腔體銲接會被拉變形。這首先是尺寸問題，其次才是真空問題：不再平整的法蘭無法密封，這就是密封面要在銲後而非銲前加工的原因。變形也會以各種方式讓間隙閉合，使銲接更難完成，因此配對精度和銲接本身一樣重要。

每個銲接完成的腔體出廠前都經氦質譜測漏，並逐腔記錄方法與檢出限。目視檢查銲道幾乎無法判斷它能不能撐住 UHV — 接合外觀可以完美，卻在 10⁻⁶ mbar·l/s 下漏氣。

304 與 316L 不鏽鋼，從薄板儀器筒到厚壁腔體筒身都有；大型輕量化腔體則用鋁合金。較薄的材料需要更謹慎控制熱輸入，因為變形隨壁厚下降而急遽惡化，這正是受控銲接程序比操作員經驗判斷更有價值的地方。

真空腔體要怎麼銲才不漏？

全滲透銲道、潔淨接合面、正確的保護氣體，以及沒有弧坑或收弧缺陷。銲道漏氣最大的單一成因是銲前汙染，而不是銲接當下的技巧，所以真空件的接合準備與清潔會比一般製造投入更多工夫。

真空腔體銲接和壓力容器銲接差在哪裡？

壓力容器以強度設計並以壓力測試驗證；真空腔體以漏率設計並以質譜儀驗證。一道輕鬆通過水壓試驗的銲道，仍可能以一個讓 UHV 無法實現的漏率漏氣。

薄不鏽鋼可以銲得不變形嗎？

可以，靠受控熱輸入與排定順序的銲接路徑。薄件作業正是銲接程序控制最要緊的地方，因為壁越薄變形長得越快，而翹曲的法蘭就是無法密封。

真空銲道要怎麼檢查？

用氦質譜測漏，而不是目視。測試在完工腔體上執行，方法與檢出限都會記錄，並以逐腔紀錄的形式提供。

腔體銲接後還會加工嗎？

會。密封面與安裝面在銲接後、變形已經發生後才加工，讓它們最終保持平整與平行。若在銲前加工，變形就會直接落在密封面上。

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