Устройство для ультразвуковой пайки труб

Устройство для ультразвуковой пайки труб

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение касается пайки, в частности устройств для ультразвуковой пайки труб. Целью изобретения является увеличение производительности и повьшение качества паяных соединений. В устройстве ванночка с припоем вьтолнена разъемной, одна половина ее жестко связана с волноводом , а другая - с отражателем и образует при смыкании единую акустическую систему. Центр ванночки находится на расстоянии, /4 от плоскости отражателя. Возбуждаемые упругие механические колебания в единой ак.устической системе образуют с помощью отражателя в режиме стоячей волны пучность колебаний в зоне пайки трубного соединения. Благодаря разъемному выполнению ванночки повышается производительность труда при пайке труб за счет облегчения процесса сборки труб и съема их после пайки. Режим стоячей волны обеспечивается при размещении центра ванночки на расстоянии 71/4 от плоскости отражателя. 2 ил, 1 табл. (Л с эо эо

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) А1 (SI) 4 В 23 К 3 06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТЕЕЕКЕМУ ЛВЛЕЕТЕЛВЕТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3856732/31-27 (22) 20.02.85 (46) 23,05. 87. Бюл, Ф !9 (71) Белорусский политехнический институт (72) В.К.Станишевский, А.А.Кособуцкий, А.Э.Паршуто, В.А.Крапивницкий и В.Л.Ланин (53) 621. 791. 3 (088. 8) . (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УЛЬТРАЗВУКОВОЙ

ITAAKH ТРУБ (57) Изобретение касается пайки, в частности устройств для ультразвуковой пайки труб. Целью .изобретения . является увеличение производитель.— ности и повышение качества паяных соединений. В устройстве ванночка с припоем выполнена разъемной, одна половина ее жестко связана с волноводом, а другая — с отражателем и образует при смыкании единую акустическую систему. Центр ванночки находится на расстоянии, /4 от плоскости отражателя. Возбуждаемые упругие механические колебания в единой акустической системе образуют с помощью отражателя в режиме стоячей волны пучность колебаний в зоне пайки трубного соединения. Благодаря разъемному выполнению ванночки повышается производительность труда при пайке труб за счет облегчения процесса сборки труб и съема их после пайки. Режим стоячей волны обеспечивается при раз- ф мещении центра ванночки на расстоянии A/4 от плоскости отражателя. 2 ил, 1 табл. 13118 Изобретение относится к области пайки, в частности к пайке трубных соединений, и может быть использовано в холодильной, газовой промышленности, а также в приборостроении и машиностроении..

Цель изобретения — увеличение производительности и повышение качества паяных соединений.

На фиг. 1 показана схема устройст- 1О ва; на фиг . 2 — разрез А-А на фиг,1, Устройство включает отражатель 1, полуформы 2, жестко соединенные с волноводом 3. В свою очередь волновод соединен через акустический трансформатор 4 с преобразователем ультразвуковых колебаний 5 магнитострикционного типа, Паяемые участки труб 6 фиксируются оправкой в строго вертикальном положении, 20

Устройство для ультразвуковой пайки труб работает следующим образом.

Спаиваемые участки труб фиксируются оправкой вертикально, в зону сое- 25 динения наносится кольцо дозированного припоя. Внутренние элементы трубного соединения обжимаются оправкой без зазора при смыкании полуформ, при этом между наружной поверхностью расширенного участка трубы и внутренней поверхностью образуется замкнутая ванночка, которую после расплавления заполняет припой 7, От источника ультразвуковых колебаний— генератора — электрические колебания ультразвуковой частоты подаются на магнитострикционный преобразователь.

Возбуждаемые преобразователем упругие механические колебания в единой 40 акустической системе образуют с помощью отражателя в режиме стоячей волны пучность колебаний в зоне пайки трубного соединения, Под действием интенсивных ультразвуковых колебаний припой смачивает соединяемые поверхности и образует паяный шов. Для пайки используется полностью все количество дозируемого припоя, что. устраняет потери припоя в процессе пайки.

Благодаря разъемному исполнению ванночки повышается производительность труда при пайке труб за счет облегчения процесса сборки труб и съемки их после пайки. При смыкании полуформ ванночки создается надежнь:й акустический контакт между наружной поверхностью соединяемых труб и внут— ренней поверхностью полуформ, а так81 2 же образуется замкнутая полость для жидкого припоя, которая препятствует вытеканию дозированной навески припоя в виде кольца иэ зоны соединения. Нагрев припоя до расплавления и участков трубного соединения до температуры пайки осуществляется любым известным способом; ИК-нагревом, токами ВЧ или гаэопламенным нагревом.

Наличие отражателя, закрепленного жестко на расстоянии 7 /4 от спаиваемых деталей, образует режим стоячей волны в единой акустической системе, включающей преобразователь, волновод, ванночку и отражатель. При этом в геометрическом центре ванночки, являющемся зоной пайки трубного соединения, образуется пучность ультразвуковых колебаний, что повышает качество ультразвуковой пайки труб, способствует более полному заполнению припоем зазора между деталями ° Проведенные испытания показали высокую эффективность устройства ° При использовании в качестве источника ультразвуковых колебаний генератора мощностью 400 Вт и магнитострикционного преобразователя с резонансной частотой 22 + 0,5 кГц и при температуре пайки 633-653 К оловянно-цинковым припоем время воздействия ультразвуковых колебаний 15-20 с. Извлечение спаянного трубного соединения из оправки осуществлялось после его принудительного охлаждения до 373 К,что гарантировало прочность и герметичность паяного шва °

На устройстве выполнялись соединения алюминиевой трубки диаметром

8,0 мм с медной трубкой теплообменника холодильного агрегата бытового холодильника "Минск-16". Спаиваемые концы труб фиксировались в ванночке устройства, в зону пайки вносилось дозированное количество припоя массой 50 r.

В качестве источника ультразвуковых колебаний использовался генератор 1,5 КВт, с которого напряжение подавалось на магнитострикционный преобразователь с резонансной частотой 22 + 0,5 кГц.

После смыкания полуформ ванночки, соединенных с волноводом и отражателем, осуществлялся нагрев ванночки газовой горелкой до температуры о

360 1 10 С. ?емпература в зоне пайки

1311

Расстояние от

Качественные показатели

Прочность паяного соединения центра оправки до плоскости отражателя, мм

2 3

Среднее

Все соединения

216

221 217

%/8 (29,4) 210 герметичны, разрыв по месту пайки

Все соединения герметичны, разрыв по алюминиевой трубке A/4 (58, 7) 258 260 257,3

254

178 195 184,3 Незначительная утечка фреона, разрыв по месту пайки ф/2 (117,5) 180 измерялась с помощью термопары, соединенной с прибором М303К.

Длительность воздействия ультра-. звуковых колебаний составляла 25 с, Готовое соединение извлекалось иэ ванночки путем ее размыкания при 100120 С.

Полученные паяные соединения испытывались на механическую прочность и герметичность. 10

Испытания на разрыв паяных образцов труб осуществляли на разрывной машине P-0,5 при скорости движения захвата 20 мм/мин. Для проверки на герметичность кон-15 ца алюминиевых труб заваривались аргонодуговой сваркой, а на медные насаживались специальные муфты для ва- куумирования и заправки фреоном. После заправки фреоном образцы погружа-20 лись в ванну с теплой водой для определения негерметичности по выделению пузырьков, а при их отсутствии проверка производилась течеискателем.

Результаты испытаний устройства в зависимости от расстояния- от геометрического центра ванночки до плоскости отражателя представлены в таблице °

Расчет длины волны ультразвуковых колебаний проводился для отражателя 30 и полуформы ванночки, изготовленных из нержавеющей стали и имеющих скорость распространения УЗ колебаний

5,17 ° 10 м/с на частоте 22 кГц.

Анализ результатов испытаний, пред-у ставленных в таблице, показывает,что при расстояниях от геометрического центра ванночки до плоскости отражателя меньших /4, механическая прочность соединений уменьшается ввиду 40 рассогласования единой акустической системы устрбйства и смещения пучнос881 4 ти колебаний от центра ванночки, где происходит пайка. Герметичность соединений при этом сохраняется.

При расстояниях, больших /4, в системе нарушается режим стоячей волны вследствие неполного отражения волны от плоскости отражателя, что приводит к уменьшению амплитуды колебаний в центре ванночки, и как следствие, к снижению прочности соединений и потери герметичности за счет .ухудшения смачивания припоем поверхностей труб и неполному заполнению зазоров припоем, Технико-экономический эффект с предлагаемого изобретения заключается в увеличении производительности труда в 1,5-1,6 раза при изготовлении многотрубных соединений за счет исключения операции сварки и сокращения доли ручного труда, а также в повышении качества паяных соединений. формула изобретения

Устройство для ультразвуковой пайки труб, содержащее преобразователь ультразвуковых колебаний, трансформатор упругих колебаний, .волновод, ванночку и отражатель, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью увеличения производительности и повышения качества паяных соединений, ванночка выполнена разъемной, одна ее половина жестко связана с волноводом, а другая — с отражателем, образуя при смыкании единую акустическую систему, при этом центр ванночки находится на расстоянии, равном 7 /4, от плоскосги отражателя, где h — длина ультразвуковой волны.

1311881

Составитель Л.Абросимова

Техред А.Кравчук Корректор M,Äåì÷èê

Редактор С.Патрушева

Тираж 976

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д, 4/5 !

Заказ 192 1/ 13

Годписное

Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная, 4