Vacuum Tight Threaded Junction
Giunzione avvitata con tenuta in vuoto
The working principle of VTTJ is extremely simple. Two parts (at least one with tube shape) are screwed one into the other with a mechanical interference that creates a metallic seal. One part presents a cylindrical slot, the other presents a conical ring, whose diameter is slightly larger than the one of the cylindrical slot. When the two parts are screwed together, a plastic deformation occurs in the mechanical interference region. The plastic deformation generates an absolutely hermetic seal, as demonstrated by several tests carried out on various geometries of the junction. To avoid unscrewing of the two parts, and to make the junction compatible with high thermal and/or structural loads, one can proceed with a finishing phase using galvanic electrodeposition of copper.
Il principio di funzionamento della giunzione VTTJ è estremamente semplice. Due parti (almeno una di forma tubolare) sono avvitate una nell’altra con una certa interenza meccanica che crea una guarnizione metallica. Una parte presenta una cava cilindrica, la seconda presenta un anello conico, il cui diametro è leggermente maggiore di quello della cava cilindrica. Quando le due parti sono avvitate insieme, c’è una deformazione plastica nella regione di interferenza meccanica. La deformazione plastica genera una guarnizione assolutamente ermetica, come dimostrato da molti test svolti con diverse geometrie della giunzione. Per evitare lo svitamento delle due parti, e per rendere la giunzione compatibile con alti carichi termici e/o strutturali, si può procedere con una fase di finitura utilizzando un’elettrodeposizione galvanica di rame.
Advantages: The new VTTJ technique permits to manufacture metallic junctions having a perfect seal (compatible with the requirements of high vacuum environments) that is reliable in time also in presence of high temperatures and high structural loads. The process is carried out completely in cold conditions, hence in any phase the materials are prevented from possible damages due to overheating. On the other hand, using any other existing technique able to give a vacuum compatible seal (like friction welding, electron beam welding, brazing etc.) there is always a certain overheating in the junction area, with possible cracks or other types of degradation of the materials (annealing, recrystallization, inclusions etc.).
Vantaggi: La nuova tecnica VTTJ permette di costruire giunzioni metalliche aventi una perfetta tenuta (compatibile con i requisiti di ambienti in ultra alto vuoto) che sono affidabili nel tempo anche in presenza di alte temperature e alti carichi strutturali. Il processo è svolto completamente a freddo, quindi in ogni fase i materiali non possono subire danni per surriscaldamento. D’altra parte, utilizzando le altre tecniche esistenti per generare giunzioni compatibili con il vuoto (come la saldatura per attrito, la saldatura a fascio elettronico, la brasatura ecc.) c’è sempre un certo surriscaldamento nella zona della giunzione, con possibili cricche o altri tipi di degradazione dei materiali (ricottura, ricristallizzazione, inclusioni ecc.)
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