Устройство для автовакуумной пайки крупногабаритных деталей

Устройство для автовакуумной пайки крупногабаритных деталей

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ 893431

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6! ) Дополнительное к авт. свид-ву —. (22) Заявлено 16.05.80 (21) 2925013/25-27 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М. Кл.з

В 23 КЗ/00

Гееудерстееннмй кемнтет (53) УДК 621.791..3 (088.8) Опубликовано 30.12.81. Бюллетень № 48

Дата опубликования описания 05.01.82 на Аепам нзебретеннй н еткрытнй

В. Н. Радзиевскнй и В. И. Рымарь (72) Авторы изобретения

Всесоюзный научно-исследовательский и конст технологический институт компрессорного маши (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОВАКУУМНОЙ ПАЛКИ

КРУПНОГАБАРИТНЪ|Х ДЕТАЛЕЙ

Изобретение относится к пайке и предназначено для высокотемпературной пайки крупногабаритных деталей с большим сечением паяного соединения.

Известно устройство для автовакуумной пайки крупногабаритных деталей, содержащее присоединенную к герметизированному паяльному зазору посредством канала камеру с сорбентом и припоем (1).

Однако в устройстве отсутствуют элементы, управляющие перемещением газов и припоя в процессе пайки, что приводит к образованию несплошностей и газовых раковин.

Известно устройство для автовакуумной пайки крупногабаритных деталей с некапиллярным зазором, содержащее присоединенную к герметизированному паяльному зазору посредством канала на выходе припоя из зазора камеру с сорбентом и установленную на входе припоя в зазор камеру с припоем, выполненную с массивным днищем и каналом в его центре, перед которым размещена дроссельная заслонка, а над припоем размещена перегородка из материала с температурой плавления ниже температуры плавления припоя, отделяющая припой от вещества, переходящего в газообразное состояние при нагреве (2).

Это устройство применимо при отсутствии наполнителя в зазоре или при заполнении зазора наполнителем, нерастворяющимся в расплавленном припое. Однако практически выбор наполнителя, отвечающего этому требованию, затруднен. При высокотемпературной пайке порошки металлов, применяемые в качестве наполнителя, разной степени растворимы в расплаве припоя. При перемещении в наполнителе припой насыщается элементами, входящими в состав наполнителя, и изменяет свои свойства, в том числе температуру плавления. При значительных размерах шва перемещение припоя в наполнителе может прекратиться да1 же при наличии давления газа. Кроме того, в связи с изменением химического состава припоя, изменяются механические свойства соединения.

Целью изобретения является разработ20 ка устройства, повышающего качество паяного соединения при некапиллярном паяльном зазоре с наполнителем путем обеспечения однородности свойств металла шва по

893431 всему сечению при нерегламентированных его размерах.

Поставленная цель достигается тем, что устройство, содержащее присоединенную посредством канала к герметизированному паяльному зазору на выходе припоя камеру с сорбентом и установленную на входе припоя в зазор камеру с припоем, имеющую перегородку из материала с температурой плавления ниже температуры плавления припоя, отделяющую припой от вещества, переходящего в газообразное состояние при нагреве, и выполненную с массивным днищем и каналом в его центре, перед которым размещена дроссельная заслонка, снабжено перегородкой, выполненной сплошной против входа припоя в зазор и с равномерно расположенными отверстиями по всей остальной поверхности диаметром меньше размера частиц наполнителя и установленной по всему сечению паяльного зазора между наполнителем и входом припоя в зазор.

При этом перегородка может быть выполнена из фольги металла, растворяющегося в расплавленном припое при изотермической выдержке при температуре пайки.

Наличие перегородки в зазоре сплошной против входа, припоя в зазор и с отверстиями, равномерно расположенными на всей остальной ее поверхности и имеющими диаметр меньше размера частиц наполнителя, предотвращает взаимодействие припоя с наполнителем на входе в зазор, способствует растеканию припоя по всему сечению шва. Под давлением припой через отверстия в перегородке проникает в наполнитель одновременно по всему сечению шва. Перегородка, выполненная из фольги металла, растворяющегося в расплавленном припое при изотермической выдержке, растворяется в припое, повышая прочность паяного соединения. Таким образом, повышается качество паяного соединения при некапиллярном паяльном зазоре с наполнителем.

На фиг. 1 изображено устройство, разрез; на фиг. 2 — разрез А — А на фиг. 1.

Устройство для автовакуумной пайки крупногабаритных деталей при некапиллярном паяльном зазоре с наполнителем состоит из камеры с порошковым металлическим сорбентом 2, отверстием 3 для ввода сорбента и полостью 4 для сбора газов и выхода припоя. Камера 1 соединена каналом 5 с паяльным зазором 6, заполненным наполнителем, изделия 7 в верхней точке зазора.

В нижней точке зазора каналом 8 к нему присоединена камера питателя 9 с крышкой

10, в нижней части которой и в канале 11, проходящем по центру массивного днища

12, заплавлен припой 13. Перед входом в канал 11 установлена дроссельная заслонка 14. Припой 13 перегородкой 15 из соли отделен от вещества 16. В паяльном зазоре между входом канала 8 в зазор и наIO

zo

25 зо

4S

4 полнителем 6 установлена перегородка 17 с равномерно расположенными на ней отверстиями 18. Расстояние между отверстиями зависит от состава припоя и наполнителя.

Отверстия в зоне канала 8 отсутствуют.

Паяльный зазор 6 герметизирован по периметру сварным швом 19. Отверстия 3, крышка 10, каналы 5 и 8 также герметизированы сваркой.

Устройство работает следующим образом.

При подготовке в камере питателя 9 временно герметизирован сваркой канал 1! на выходе из днища 12, заплавлено в нижней части камеры и в канале требуемое количество припоя 13. Помещено требуемое для образования перегородки 15 количество соли, газообразующее вещество 16 и герметизирована крышка 10. Затем открывается выход канала 11 и каналом 8 присоединяется камера питателя к паяльному зазору 6. В паяльном зазоре установлена перегородка

17, затем паяльный зазор герметизируется по периметру сваркой, оставляется отверстие для проведения необходимых технологических операций (удаление инертных газов, продувка кислородом, ввод наполнителя и др.), после чего присоединяется через канал 5 камера 1, вводится в него расчетное количество сорбента 2 и герметизируется отверстие 3.

Подготовленное устройство нагревается до температуры пайки. При этом нагрев камеры питателя 9 приводит к испарению вещества 16 и повышению давления газов в камере до требуемой величины. При определенной температуре, меньшей температуры плавления припоя, расплавляется соль, образуя жидкую перегородку 15. При дальнейшем нагреве расплавляется припой 13.

Жидкая перегородка 15 препятствует взаимодействию газовой фазы и насыщению газами расплава. С некоторой задержкой во времени, обусловленной различной массой и теплоемкостью днища 12 и питателя, расплавляется припой в канале 11 и давлением газов перемещается по каналу 8 в паяльный зазор. При перемещении припоя из питателя 9 в паяльный зазор 6 дроссельная заслонка 14 регулирует поток и предупреждает образование воронки с захватом расплавленной соли и газа. Перегородка 17, предотвращая взаимодействие расплавленного припоя с наполнителем на входе в зазор, направляет припой по всему сечению шва. Под давлением припой через отверстия

18 в перегородке 17 проникает в наполнитель одновременно по всему сечению шва и далее через канал 5 в избытке выходит в полость 4 насоса 1.

При изотермической выдержке перегородка 7 определенной толщины, изготовленная из соответствующего материала, может раствориться в расплаве припоя, повышая прочность паяного соединения. После охлаждения удаляются от изделия соедини893431 тельные каналы 5 и 8. По заполнению канала 5 предварительно судят о качестве пайки.

Предлагаемое устройство опробовано в лабораторных условиях. Заготовки размером 80х80х430 мм собраны 0 зазором

2,5 мм по грани размером 80х430 мм. На детали, в которой просверлено отверстие для ввода припоя контактной сваркой, закреплена перегородка с отверстиями диаметром 0,1 мм, расположенными с шагом 10 мм„ изготовленная из фольги никеля толщиной

0,05 мм. Паяльный шов герметизирован по периметру сваркой. В питателе (труба

65х3 высотой 100мм) с днищем толщиной

33 мм, каналом 9 3 мм; дроссельной заслонкой толщиной 2 мм, установленной над входом в канал с зазором 1 мм, выплавлен (430 г) припой ВпР1. На припой помещена (25 г) соль, просушенная при 200 С, и 50 мг воды. Приварена крышка питателя.

Канал в днище питателя через трубку 1а 12х3, длиной 30 мм соединен с отверстием, ведущим через тело детали к паяльному зазору.

Из паяльного зазора через отверстие откачаны инертные газы, попавшие в него при аргонодуговой сварке герметизируюйего шва, зазор продут кислородом и заполнен дробью диаметром 0,5 мм. К отверстию присоединена камера насоса, выполненная совместно с соединительным каналом ф 3 мм.

Размеры камеры насоса О 24, высота 13 мм, толщина стенки 3 мм. В камере насоса помещен порошок хрома (10 r) дисперсностью

50 — 150 мкм, закрыто отверстие винтом и герметизировано сваркой. Заготовки образцов, камеры насосов и питателя выполнены из стали 20.

Подготовленный таким образом узел помещают в печь и нагревают до 1130 С с выдержкой при этой температуре 10 мин, затем охлаждают. После удаления камеры с сорбентом и питателя паяный образец подвергают нормализации при 920 С и механической обработке. При обработке определяют качество формирования паяного шва. Механические свойства соединений, определенные на образцах, вырезанных из изделия в центральной зоне шва, в зонах входа и выхода припоя не отличаются величиной и составляют 43 — 44 кгс/мм с разрушением по основному металлу при испытаниях на растяжение и 2,6 — 3,0 кгс.м/см при определении ударной вязкости.

Использование предлагаемого устройства позволяет получить качественные паяные

5 соединения крупногабаритных деталей, собраиных с некапиллярными паяльными зазорами при нерегламентированных размерах шва.

Формула изобретения

1. Устройство для автовакуумной пайки крупногабаритных деталей при некапиллярном паяльном зазоре с наполнителем, содержащее присоединенную посредством канала к герметизированному паяльному зазору на выходе припоя камеру с сорбентом и установленную на входе припоя в зазор камеру с припоем, имеющую перегородку из материала с температурой плавления ниже температуры плавления припоя, отделяющей припой от вещества, переходящего в газообразное состояние при нагреве, и выполненную с массивным днищем и каналом в его центре, перед которым размещена дроссельная заслонка, отличающееся тем, что, с целью повышения качества соединения путем обеспечения однородности свойств металла по всему сечению шва, оно снабжено перегородкой, выполненной сплошной против входа припоя в зазор и с равномерно расположенными отверстиями

З0 по всей остальной поверхности диаметром меньше размера частиц наполнителя и установленной по всему сечению паяльного зазора между наполнителем и входом припоя в зазор.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что перегородка выполнена из фольги металла, растворяющегося в расплавленном припое при изотермической выдержке при температуре пайки.

Источники информации, 40 принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

- 625858, кл. В 23 К 1/12, 16.03.76.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке № 2760807/25-27, кл. В 23 К 3/00, 4 28.04.78 (прототип) .

893431

1б

12

Составитель Л. Абросимова

Резакrop A. Власенко Техред A. Бойкас Корректор Г. Огар

Заказ 11335/15 Тираж 151 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, ж — 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4