Устройство для сборки под сварку в вакууме торцовых швов термонестойких изделий

Устройство для сборки под сварку в вакууме торцовых швов термонестойких изделий

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к сварке, в частности к вспомогательным устройствам для закрепления изделий в процессе сборки и сварки, и может быть использовано, например, при изготовлении преобразователей датчиковой аппаратуры. Цель изобретения - повышение качества изделий путем улучшения тепловой защиты. Внешний аккумулирующий теплоотвод 1, выполненный в виде разрезанного на части кольца, устанавливают на изделие 23 так, чтобы свариваемые кромки выступали на высоту, примерно равную их толщине. Перемещают накидное крепежное кольцо 16 до плотного сопряжения с конической поверхностью теплоотвода 1. При этом части теплоотвода 1 плотно поджимаются к свариваемому изделию, а внутренняя кромка дополнительного теплоотводящего кольца 10, также разрезанного на части, плотно поджимается к свариваемым кромкам, т.к. все части этого кольца подпружинены относительно боковой поверхности цилиндрического углубления 9. Датчики контроля теплового состояния 2 поджимаются к поверхности свариваемого изделия на границе зоны термонестойкости. Затем на изделие устанавливают торцовый аккумулирующий теплоотвод 22, снабженный датчиками 2, после чего изделия, собранные с теплоотводами, устанавливаются в шпиндели манипулятора, находящегося внутри вакуумной электронно-лучевой установки. Откачивают камеру и производят сварку. В процессе сварки теплоотводы защищают изделие от перегрева. Благодаря тому, что устройство улучшает тепловую защиту изделия в процессе сварки, повышается его надежность и увеличивается выход годных изделий. 8 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (sl)s В 23 К 37/04

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4472953/25-27 (22) 11.08.88 (46) 07,09.90. Бюл. ¹ 33 (72).Ю.Н, Крысанов и С.В, Соломаха (53) 621.791.039 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1516286, кл, В 23 К 37/04, 28.12.87.

„, Ж,„, 1590304 А1 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СБОРКИ ПОД

СВАРКУ В ВАКУУМЕ ТОРЦОВЫХ ШВОВ

ТЕРМОНЕСТОЙКИХ ИЗДЕЛИЙ (57) Изобретение относится к сварке, в частности к вспомогательным устройствам для закрепления изделий в процессе сборки и .г

1590304 сварки, и может быть использовано, I" а..ример, при изготовлении преобразователей датчиковой аппаратуры. Цель изобретенияповышение качества изделий путем улучшения тепловой защиты. Внешний аккумулирующий теплоотвод 1, выполненный в виде разрезанного на части кольца, устанавливают на иэделие 23 так, чтобы свариваемые кромки выступали на высоту, примерно равную их толщине. Перемещают накидное крепежное кольцо 16 до плотного сопряжения с конической поверхностью теплоотвода 1. При этом части теплоотвода 1 плотно поджимаются к свариваемому иэделию, а внутренняя кромка дополнительного теплоотводящего кольца 10, также разрезанного на части, плотно поджимается к свариваемым кромкам, т.к. все части этого кольца

Изобретение относится к сварке, в частности к вспомогательным устройствам для закрепления изделий в процессе сборки и сварки, и может быть использовано, например, при изготовлении преобразователей датчиковой аппаратуры..

Цель изобретения — повышение качества изделий путем улучшения тепловой защиты.

На фиг.1 приведено устройство для сборки под сварку торцовых швов термонестойких изделий, общий вид; на фиг.2 — разрез А — А на фиг,1; на фиг.3 — разрез Б — Б на фиг.1; на фиг.4 — датчик контроля теплового состояния; на фиг.5 — узел l на фиг.1; на фиг.6 — свариваемое изделие в виде цилиндрического корпуса с двумя торцовыми швами.L, 01 и 02 — зоны термостойкости; на фиг.7 — узел ll на фиг.4; на фиг.8 — вид А на фиг.7, Устройство содержит внешний аккумулирующий теплоотвод 1, выполненный в виде разрезанного вдоль оси на части кольца из теплопроводного материала, а также датчики 2 контроля теплового состояния, выполненные в виде пластин 3 из легкоплавкого пластичного металла, причем пластины укреплены внутри полостей 4 в цилиндрических корпусах 5. Каждая пластина имеет на наружной поверхности канавки-риски 6. Каждый корпус 5 укреплен в подпружиненном цилиндрическом теплоизоляторе 7, а каждый теплоизолятор 7 под.пружинен и укреплен в корпусе-винте 8 с воэможностью возвратно-поступательного перемещения вдоль оси корпуса-винта 8.

Каждый датчик 2 контроля теплового состо5

35 подпружинены относительно боковой поверхности цилиндрического углубления 9, Датчики контроля теплового состояния 2 поджимаются к поверхности свариваемого иэделия на границе зоны термонестойкости. Затем на изделие устанавливаютторцовый аккумулирующий теплоотвод 22, снабженный датчиками 2, после чего изделия, собранные с теплоотводами, устанавливаются в шпиндели манипулятора, находящегося внутри вакуумной электронно-лучевой установки, Откачивают камеру и производят сварку. В процессе сварки теплоотводы защищают изделие от перегрева.

Благодаря тому, что устройство улучшает тепловую защиту изделия в процессе сварки, повышается его надежность и увеличивается выход годных изделий, 8 ил. яния укреплен в радиально расположенном отверстии в соответствующей части внешнего аккумулирующего теплоотвода 1 с возможностью контакта с защищаемой поверхностью. В торцовой части внешнего аккумулирующего теплоотвода 1 выполнено углубление 9 (фиг.5), боковая поверхность которого имеет цилиндрическую форму, а поверхность нижней стенки расположена в плоскости, параллельной торцу внешнего аккумулирующего теплоотвода 1. В углублении 9 установлено разрезанное на части соответственно частям аккумулирующего теплоотвода дополнительное теплоотводящее кольцо 10, внутренняя кромка которого выполнена со скосом 11, а на наружной поверхности вблизи внутренней кромки выполнена кольцевая проточка 12. Каждая из . частей теплоотводящего кольца 10 подпружинена относительно боковой поверхности цилиндрического углубления 9 (фиг.2) и установлена с возможностью радиального перемещения в пределах зазора между выполненными в этих частях радиально расположенными овальными отверстиями 13 и боковой поверхностью крепежных винтов

14, укрепленных в нижней стенке цилиндрического углубления 9 и торцовой части внешнего аккумулирующего теплоотвода 1.

Теплоотводящее кольцо 10 и внешний аккумулирующий теплоотвод 1 разделены теплоизолирующей пластиной 15 кольцевой формы (фиг.5), толщина которой значительно меньше толщины дополнительного теплоотводящего кольца. Верхняя часть наружной боковой поверхности внешнего аккумулирующего теплоотвода 1 имеет ко1590304 ническую форму и с этой поверхностью сопряжено накидное крепежное кольцо 16.

Все части внешнего аккумулирующего теп- 40 лоотвода 1 скреплены разрезным пружинным кольцом 17, установленным в кольцевой канавке 18, выполненной во внутренней цилиндрической части внешнего аккумулирующего теплоотвода 1. Нижняя 45 часть наружной боковой поверхности внешнего аккумулирующего теплоотвода имеет цилиндрическую форму. Этой частью аккумулирующий теплоотвод укреплен в цилиндрической оправке 19, имеющей хвостовик

20 для крепления в шпинделе сварочного манипулятора. В неш ний аккумулирующий теплоотвод фиксируется в оправке при по- 5 мощи винта 21 (см.фиг.1).

На торцовой поверхности свариваемого изделия свободно установлен торцовый аккумулирующий теплоотвод 22 с укрепленными в нем датчиками 2 контроля теплового 10 состояния поверхности свариваемого изделия 23.

Устройство работает следующим образом.

Подготовка к работе. 15

Ослабляют винт 21, извлекают внешний аккумулирующий теплоотвод 1 из оправки

19, приподнимают накидное крепежное кольцо 16, и ри этом расходятся части теплоотвода,1 за счет разрезного пружинного 20 кольца 17.

Установка устройства на изделие и сварка.

Устанавливают теплоотвод 1 на изделие 25

23 так, чтобы свариваемые кромки выступали на высоту, примерно равную их суммарной толщине, Перемещают накидное кольцо 16 до плотного сопряжения с конической поверхностью теплоотвода1. При 30 этом части теплоотвода 1 плотно поджимаются к свариваемому изделию, а внутренняя кромка дополнительного теплоотводящего кольца 10 плотно поджимается к свариваемым кромкам. так как все части 35 теплоотводящего кольца подпружинены относительно боковой поверхности цилиндрического углубления 9. Датчики 2 контроля теплового состояния поджимаются к поверхности свариваемого иэделия на границе 40 зоны термонестойкости. Затем устанавливается на изделие торцовый аккумулирующий теплоотвод 22, также снабженный датчиками 2, после чего иэделия, собранные с теплоотводами, устанавливаются в 45 шпиндели многопозиционного манипулятора. находящегося внутри вакуумной электронно-лучевой установки. Откачивают камеру и производят сварку.

В процессе сварки теплоотвод защищает иэделие от перегрева. После сварки производят выдержку изделий вместе с теплоотводами в течение 10-15 мин, что приводит к выравниванию температуры в защищаемом изделии и теплоотводах.

Затем изделия освобождают от теплоотводов в порядке, указанном для подготовки теплоотвода к работе.

При сьеме датчиков 2 теплового состояния по виду канавок-рисок 6 на пластине 3 из легкоплавкого пластичного материала, температура плавления которого равна или ниже предельно допустимой для термонестойкого иэделия, можно судить о степени защиты изделия. Если канавки-риски не изменили своего вида, значит при сварке был осуществлен необходимый теплоотвод и изделие не перегревалось, что гарантирует его надежную работу в процессе его дальнейшей эксплуатации. Если вид канавок-рисок

6 изменился, это говорит о том, что при сварке теплоотвод недостаточек и была достигнута предельно допустимая температура, что снижает надежность и качество свариваемых изделий.

Наличие теплоизолирующей пластины

15 и дополнительного теплоотводящего кольца со скосом 11 кромки и проточкой 12 позволяет улучшить тепловую защиту свариваемого иэделия вследствие следующих факторов. Внутренняя кромка кольца t0 служит для формирования и предотвращения "проваливания" сварного шва. Скос 11 кромки и проточка 12 увеличивают тепловое сопротивление и уменьшают теплооток от свариваемой кромки, так как уменьшена поверхность контакта с этой кромкой, а теплоизолирующая пластина 15 защищает основную часть внешнего аккумулирующего теплоотвода от излишнего перегрева.

Таким образом, дополнительное теплоотводящее кольцо 10 выполняет роль теплового экрана для внешнего теплоотвода 1 и одновременно излучателя тепловой энергии, так как в процессе сварки по мере плавления свариваемой кромки под воздействием электронного пучка и перемещения сварочной ванночки, происходит интенсивное излучение от поверхности сваренной кромки (Т 650 С). В процессе сварки происходит также отражение части энергии, излучаемой сварочной ванночкой и разогретой кромкой, в то же время происходит постепенный нагрев самого теплоотводящего кольца 10, интенсивность нагрева этого кольца уменьшается с уменьшением его сечения (за счет скоса 11 и проточки 12). В момент кристаллизации металла сварного шва кольцо 10 выполняет также функцию по

1590304 его формированию. После окончания cBRpки кольцо 10 нагревается до 250-280 С и выполняет роль излучателя накопленной в нем и сварном шве тепловой энергии, так как кольцо 10 расположено вне зоны термо стойкости свариваемого изделия и поэтому может быть нагрето выше температуры термостой кости, Более интенсивному излучению тепловой энергии дополнительным теплоотводящим кольцом способствует также кольцевая (проточка 12, так как за счет нее увеличивается излучающая поверхность.

Таким образом, дополнительное теплоотводящее кольцо 10 выполняет роль первичной "тепловой ловушки" и снимает пик тепловой перегрузки при сварке изделия.

Основной теплосток после окончания сварки обеспечивается за счет массивного внешнего аккумулирующего теплоотвода 1.

Датчики 2 устанавливаются на границе термостойкости изделия (на границе размеров L О) и Dz на фиг.б), Поскольку само изделие имеет на верхней свариваемой крышке проточку (для образования буртика под сварку), выполняющую роль тепловой ловушки, то достаточной является установка массивного торцового теплоотвода 22, который также снабжен датчиками 2 контроля теплОвого состояния, установленными на границе термонестойкости.

Такая конструкция устройства позволяет повысить выход годных изделий и повысить их надежность по сравнению с известным устройством, Формула изобретения

Устройство для сборки под сварку в вакууме торцовых швов термонестойких изделий, содержащее установленный. в шпинделе сварного манипулятора внешний аккумулирующий теплоотвод, выполненный в виде разрезанного вдоль оси на части кольца из теплопроводного материала, и датчики контроля теплового состояния, о тл ичающееся тем,что,сцельюповы шения качества изделий путем улучшения

5 тепловой защиты, устройство снабжено разрезанным на части соответственно частям аккумулирующего теплоотвода дополнительным теплоотводящим кольцом, выполненным со скосом и проточкой, 10 теплоизолирующей пластинойдля изоляции теплоотводящего кольца от внешнего аккумулирующего теплоотвода, торцовым аккумулирующим теплоотводом, накидным крепежным кольцом с внутренней кониче15 ской поверхностью, разрезным пружинным кольцом и полой цилиндрической оправкой для крепления в шпиделе сварочного манипулятора, при этом торцовая часть внешнего аккумулирующего .теплоотвода

20 выполнена с цилиндрическим углублением для теплоизолирующей пластины и дополнительного теплоотводящего кольца, внутренняя цилиндрическая часть внешнего аккумулирующего теплоотвода выполнена с

25 кольцевой канавкой для разрезного пружинного кольца, каждая из частей дополнительного теплоотводящего кольца подпружинена относительно аккумулирующего теплоотвода и установлена с возмож30 ностью радиального перемещения, толщина теплоизолирующей пластины меньше толщины разрезного теплоотводящего кольца, одна часть наружной боковой поверхности внешнего аккумулирующего

35 теплоотвода выполнена конической для внутренней поверхности накидного крепежного кольца, другая часть наружной боковой поверхности внешнего аккумулирующего теплоотвода выполнена

40 цилиндрической для размещения в полости цилиндрической оправки, а датчики контроля теплового состояния размещены в торцовом аккумулирующем теплоотводе.

1590304

1590304

1590304

8 /

Фм 7

Составитель Е.Крюкова

Техред М.Моргентал Корректор Н,Король

Редактор Г,Гербер

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 2604 Тираж 645 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5