全国首届粒子加速器真空、低温技术研讨会论文集上海光源W i g g l e r 真空室的研制卢裕，蒋迪奎( 中国科学院上海应用物理研究所上海2 0 1 8 0 0 )【摘要】本文介绍了上海光源( S S R F ) 首批常规插入件中两台扭摆器( W i g g l e r 8 、W i g g l e r l 4 )真空室的研制针对小间隙真空室的设计中面临的阻抗问题，采取了内表面电镀铜的解决方法，并对研制中遇到或存在的问题进行简单总结．一、W i g g l e r 真空室主要技术要求S S R F 首批5 台插入件有两台W i g g l e r ( w 8 w 1 4 ) ，安装于储存环第1 3 、第1 4 直线节，分别用于向X 射线成像线站和X A F S 线站提供硬X 射线同步光W i g g l e r 真空室为束流提供运行通道，同时还须保证光源运行的超高真空环境，满足插入件工作的技术要求插入件W 8 例1 4W i g g l e r 磁极间最小气隙1 6 m m插入件长度1 4 8 0m m ／1 7 0 0m m真空室束流清晰区阻×V )_ + ．2 0 m m ×+ 5 m m束流室最大高度G 印M 。
1 0 m m真空室长度2 1 2 4 m m真空室法兰带R F 屏蔽真空室平整度≤O ．3m m与单元间过渡< l ：5静态真空Q ．6 ×1 0 ‘8P a动态真空( 1 0 0 A ·h 束流剂率，3 0 0 m A )≤1 ．3 x 1 0 一P a总漏率< 1 ．3 x l f f 8 P a ．1 ／s径向安装公差A X ，A Y ，A 7分别< 0 ．5 ，0 ．2 ，1 ．0m m二、W i g g l e r 真空室研制1 ．真空室结构设计根据W i g g l e r 真空室的主要技术要求，结合S S R F 储存环真空室的情况，从加工工期、费用的角度出发，我们决定真空室的加工材料为S S 3 0 4 不锈钢插入件最小气隙为1 6 r n m ，确定外壁厚度1 4 m m ，上、下表面与磁极间隙l m m 束流清晰区( H ×V ) 为+ _ 3 4 m m ×+ 5 m m 真空室长度按最长一台w i g g l e r 要求设计，即在大于最长的一台w i g g l e r 的磁极长度前提下，预留足够的间隙考虑到统一规格、减少零件设计及加工种类、节省工期，确定两台W i g g l e r真空室总长均为2 1 2 4 m m 。
端部法兰采用了屏蔽台、屏蔽槽内安装屏蔽弹簧进行法兰间的屏蔽利用A N S Y S 对真空室进行变形分析，最终确定主真空室截面形状尺寸如下1 4 9J ：塑苎塑! ，! ￡! ! 呈! 兰塑竺型幽1W i g g l e r ( 8 ，1 4 ) 真空室柬流截面形状尺寸图2 端部截面过渡及注兰屏蔽机构W i g g l e r 真空室啦甜采用柬流室附带抽气室结构的真空室通过A N S Y S 对截面结构分析，设计束流室截面形状为包络椭圆的八边形，最博处擘导2 m m ．采用7 m m 厚S S 3 0 4 饭村机加而成，抽气宝采州3 m m 楹材折弯成型在抽气室中部J , b , mJ l 设汁个外支撑，以防l L安装后真空室＆重力作用下的挠曲变形真空室端邻由法兰和过渡块维成注兰端面加上自屏蔽措，屏越弹簧的安装后，与亢线口直空室法兰上屏械音衍首』台，实现屏蔽功能直线节真空室束流室高度为3 5 r a m ，W i g g l e r 真空室柬流生高度I O m m ，要确保过渡锥度小丁1 ：5 ．同此在两端法兰处各增加一个j 』渡块，该过披块亦用丁W i g g l e r 真空窀的支掉。
同时，过渡块L 加l 靶标} L ，用于W i g g l e r真宅室的安装准直2 柬流室镀铜采蒯S S 9 9 4 研制小司隙W i g g l e r 真宅事男一个问题足告求流穿过不锈钢束流室时，含在其^ 面感麻出镜像电流，激发电磁波尾场由丁小司隙W i g 甜e r 真空盒尺寸较小，束流感受剑的尾场会较大，为弦小尾场效麻，我们决定枉束流室内表面镀一层铜膜经物理部| I计算后确定镀锕层厚度丰1 1 0 u m W i g g l e r 真空室长度超过2 米，且镀层厚度太．因此决定采用电镀的方式比较了碱性r N a C N 氰化物) 镀铜和酸陛镀铜两种常用镀铜方式后发现，氰化物镀铜虽然膜层增巨速率缓慢，电镀所需时间陡，但较酸肚镀铜却具有镀层致密、均匀等优势外，同时氰化物镀铜是解决钢铁什镀铜结合力晶好的措施困此，W i g g l e r 不锈钢真空室选择了氰化钠屯镀铜i ．艺，锼铜层J } 理115 9 i n 镀铜后S S 3 0 4 的真空肚能，我们利用小孔流导法( 压差法) 进行了测试事先加工一段柬流室样品，按照确定的L 艺镀铜并清洗后，对测试样品进行2 0 0 “ Cx 4 8 h 真空烘烤调试，测算出S S 3 0 4 镀铜后热出气率为1 ．6 4 ×1 口1 呻a —f s ' 莳。
利用R G A 对测试系统分析可知，镀铜上艺对系统也不会带来污染3 真空室的加TW i g g l e r 真空宅的加】土要包括机加帛】折弯、l , 症f t l 、焊接成型及真空除气退磁等步骤按照设计柬流主的以加和抽气室的折弯加r 颁分别独立完成，柬流室机加完成后．按照预先确定的碱性氰化物镀匍工艺，将束流室放^ 电镀槽中首先电镀一薄层冲击镍打底，以增加不锈钢t 糍铜可的结台力然后将真空室制作作月极，纯铜板作阳极，挂于含有氰佗砸铜、氰化钠和碳酸铺等成分的碱性电镀液牛，配以适当的添加荆完成镀锅镀铜完成后全国i 月# f ∞《％真i 、低温技$ “ 1 t 2 镕女集进行电抛光去除表面毛刺为了便于后续1 [ 艺的完成，将外表面铜层及焊缝附近铜层抛光击除图5W ig g 】e r 真空室隧道内室装后照片三、Wg ge r 真空室研制总结上海光源W i g g l e r 真空室的研制，采用不锈钢内壁镀铜工艺米减小柬流的尾场效应，通过镀铜试验发现此祛可行两台真空室的加工过程中，第一个真空室由于在焊接之前焊缝附近铜层去际处理不彻底，导致焊接后主体真空室发生多次泄漏，反复补漏的过程导致真空室焊缝处导磁率严重增加，影响美观。
故对第二台真空室焊缝附近铜层进{ 亍彻底的清除，防J } 了类似漏气现象的发生另外，高温退融试验后发现，若高温退碰过程中炉内真空度较差，镀铜层则会消失囡此，还必须确保退磁过程中真空炉较好的真空度上海光源W i g g l e r 真空室的研制上海光源首批两台W i g g l e r 真空室于2 0 0 8 年的8 月装入储存环隧道，两台W i g g l e r 于9月2 2 日顺利调试成功，具备了向光束线站供光的条件到目前为止，设备运行正常1 5 2。