Установка для диффузионной сварки

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

ÄÄSUÄÄ 1053997

3(51) В 23 К 20/26 ь

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ь ь

1 ь

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

H АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3461879/25-27 (22) 01.07.82 (46) 15.11.с3. Бюл. и 42 (72) Э.Я.Станишевский, Е.А.Степанцов и Ю.М.Дымшиц (71) Специальное конструкторское бюро

Ордена Трудового Красного Знамени института кристаллографии им. А.В.Шубникова (53) 621 ° 791.66.03(088.8) (56) 1. Диффузионная сварка материалов. Справочник. Под ред. Н.Ф.Казакова. М., "Машиностроение", 1981. с. 112.

2. Авторское свидетельство СССР

М 679356, . В 23 К 20/00, 21 .03 . 78 (прототип) . (54) (57) 1. УСТАНОВКА ДЛЯ ДИФФУЗИОННОЙ СВАРКИ, содержащая вакуумную ка- меру, введенный в нее подвижный шток, нагреватель, охватывающий его защит ный экран, механизм перемещения штока и высоковакуумный криогенный насос, состоящий из криогенной панели и криогенных экранов, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью повышения качества сварки при соединении материалов с существенно различными коэффициентами термического расширения, она снабжена вакуумными заслонками, одна из которых установлена с возможностью горизонтального перемещения над отверстием для прохождения штока, а другая закреплена на штоке, криогенная панель и криогенные экраны размещены в вакуумной камере и .выполнены в виде охватывающего нагреватель элемента, защитный экран выполнен водоохлаждаемым и установлен между нагревателем и внутренней поверхностью криогенных экранов.

2. Установка по п.l, e т л и ч аю щ а я с я тем, что криогенные и водоохлаждаемый защитнь.й экраны выполнены в виде трубчатых змеевиков с закрепленными на них рядами перекрывающих; одна другую пластин.

3. Установка по пп. 1 и 2, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что экраны соединены стержнями с пазами, выполненными перпендикулярно их оси и расположенными вдоль нес в шахматном порядке.

1 10539

Изобретение относится к оборудо" ванию для сварки давлением, в частности к установкам для диффузионной сварки материалов.

Известна установка для диффузион- ной сварки материалов, содержащая вакуумную камеру, нагреватель и механизм перемещения штока Pi ), Недостатком этой установки является сравнительно высокое остаточное давлеяяе (6,7" /0,Ма ), что отрица" тельно сказывается на качестве соединения материалов.

Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности и достигаемому эффекту является установка для .диффузионной сварки, содержащая вакуумную камеру, введенный в нее под- вижный шток, нагреватель, охватывающий его защитный э кран, механизм перемещения штока и высоковакуумный криогенный насос, состоящий из крио" генной панели и криогенных экранов(2 ), Недостатком данной установки является то, что перед каждым процессом 25 соединения установка должна вскрываться. При этом в нее напускается воздух, что приводит к большому газоотделению в процессе последующей от,качки и ограничивает возможность по- gp лучения предельного остаточного давления величиной порядка 10 6Па, а размещение криопанели насоса с криогенными экранами вне камеры снижает эффективность откачки, Невозможность получения более глубокого разрежения . препятствует повышению качества соединения материалов со значительно отличающимися коэффициентами термического расширения, так как из-за сравнительно высокого остаточного давления соединение должно осуществляться при температурах порядка

1500-1800 С, и возникающие при охлаждении термоупругие напряжения пРиво- 45 дят к разрушению соединения.

Целью изобретения является повышение качества сварки при соединении материалов с существенно различными коэффициентами термического расширения, Поставленная цель достигается .тем, что установка для диффузионной сварки, содержащая вакуумную камеру, введенный в нее подвижный шток, нагревам

55 тель, охватывающии его защитныи экран, механизм перемещения штока и высоковакуумный криогенный насос, состоящий из криогенной панели и крис»

97 3 генных экранов, снабжена вакуумными заслонками, одна из которых установлена с возможностью горизонтального перемещения над отверстием для прохождения штока, а другая закреплена на штоке, криогенная панель и крио" генные экраны размещены в вакуумной камере и выполнены в виде охватываю.щего нагреватель элемента, защитный экран выполнен водоохлаждаемым и установлен между. нагревателем и внутренней поверхностью криогенных экранов.

Криогенные и водоохлаждаемый за" щитный экраны выполнены в виде трубчатых змеевиков с закрепленными яа них рядами перекрывающих одна другую пластин.

Экраны соединены стержнями с па-. зами, выполненными перпенди кулярна их оси и расположенными вдоль. нее в . шахматном порядке, На фиг.1 изображена установка, общий вид; на фиг.2 - установка с поднятым штоком; на фиг.3 -. схема экра" нов и их соединение, Установка содержит вакуумную камеру I (фиг. Ц, расположенные в ней нагреватель 2, водоохлаждаемый защитный экран 3 (фиг.1 и 3), расположенный между нагревателем 2 и криогенными экранами 4 с плоскими пластинами

5, перекрывающими одна другую и закрепленными на трубчатых змеевиках 6, соединенных стержнями 7 с пазами 8, выполненными перпендикулярно их оси и расположенными вдоль нее в шахматном порядке, подвижный шток, 9,. приводимый в движение механизмом пере" мещения 10, криогенную панель 11 криогенного насоса, вакуумную заслонку

12, установленную с возможностью горизонтального перемещения над отверстием 13 для прохождения штока заслонки 14 (ф г.1. и 2), заслонку 14, закрепленную на штоке 9, фланец 15 для подсоединения камеры к вакуумной системе (не показана), контейнер 16 для установки соединяемых образцов

l7, загрузочную камеру 18, люк 19 для загрузки и выгрузки образцов 17, фланец 20 для подсоединения к системе откачки загрузочной камеры (не показана), вакуумный ввод 21 штока

9 и механизм нагружения 22.

Наличие двух заслонок позволяет исключить возможность попадания атмосферного воздуха в вакуумную камеру при. загрузке и выгрузке образцов

3 1053997 4 .контейнер установки их после прове" струкции, значительно снизить тепло. дения процесса соединения. проводность стержней, что создает

Размещение криогенной панели с более благоприятные условия для рабокриогенными экранами в вакуумной ка" ты криогенного насоса, т.е, для соз" мере вокруг нагревателя позволяет дания высокого вакуума. значительно увеличить эффективную Установка работает следующим обскорость откачки камеры. Все это да" разом. ет возможность снизить температуру, . Образцы 17 соединяемых материалов необходимую для полуЧения твердофаз через люк 19 устанавливают в контейного соединения материалов, за счвт. 10 иере 16. после герметизации люка 19 улучшения очистки соединяемых поверх- откачивают загрузочную камеру 18 с ноСтей обезгаживанием при высокотем" помощью вакуумной системы, подсоедипературном прогреве в сверхвысоком . : Няемой к фланцу 20. В загрузочной вакууме, что позволяет снизить тер- . камере производят предварительную моупругие напряжения, возникающие 4 очистку образцов 17 обезгаживанием в зоне соединения материалов с cy- . с помощью нагревателя, установленно" щественно различными коэффициентами ro в камере (не показан ). Далее оттермического расширения, т.е. повы- . крывают заслонку 12, перемещая ее в сить качество сварки. Горизонтальной плоскости. После этоУстановка водоохлаждаемого защит". го с помощью перемещения механизного экрана между нагревателем и - . ма 10 опускают шток 9, и контейнер внутренней поверхностью криогенных .. 16 с образцами 17 устанавливают в раэкранов Обеспечивает возможность дли- . бочую зону нагревательного элемента тельной работы криогенного насоса в." 2, отверстие 13 герметизируют занепосредственной. близости От нагре слонкой 14, закрепленной на штоке 9. вателя за счет уменьшения теплового. После очистки поверхно ти об цов 17 высокотемпературным обезгажиный насос, что обеспечивает более ванием при температуре порядка 1500 С о высокУЮ степень вакУУмиРованиЯ и .по -. и aaKyy.e порядка 10 8 Ра соз а, создаваемом с помощью к„;иогенного насоса, темпеыполнение кРиогенного и водо- ратуру понижают до значения, необхоОХЛажДаЕМОГО ЗаЩИТНОГО ЭКРаНОВ В димого для Осуществления соединения виде .трубчатых змЕевиков с закреп- Затем производят сжатие образленными на них РЯДами пеРекрываюЩих" цов 17 с помощью механиэма нагружеодна другУю пластин повышает ффек- ния 22. После выдержки и снижения тивность Работы криогенного насоса М температуры до комнатной с -помощью в СВЯЗИ с УлУчшением теплового экРа" механизма 10 поднимают шток 9 и кон. и"Ровани" кРиогенно" панел" Насоса тейнер 16 переносят в загрузочную ка.За счет лУчшего ОхлажДениЯ пластин, меру 18 и герметизируют камеру

ПосколькУ хлаДоагент ДВОДитсЯ по заслонкой 12 После напуска Воздуха м всей длине непосРедственно к каждои 40 в загрузочную камеру 18 через люк 19 из пласт н ° что также в коне ном ито- вынимают соединенные образцы 17.

Ге повышает качество сварки, Использование изобретения по срав1

Выполнение стержнеи, соединяющих нению с базовым объектом позволяет экраны, с пазами, перпендикулярными повысить на 40-50/ прочность соединеих оси и расположенными вдоль них в. 45 ния и в 18-20 раз скорость откачки шахматном порядке, позволяет, со- вакуумной камеры при снижении темхранив достаточную прочность кон- пературы сварки на 300-500 С.

1053997

1053997

Составитель В. Петросян

- Редактор М.Колб Техред И.Метелева . Корректор jl " " е « ю««ее «ее

«

Заказ 8983/12 Тираж 1106 Подпйсное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д..4/5 е «»е ее « е О ее филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4