Способ получения сварного соединения
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СВАРНОГО СОЕДИНЕНИЯ, преимущественно металлов с пьезоэлектрическими и магнитострикционными материалами включакшщй сварку и принудительное деформирование деталей, отличающийся тем, что, с целью повышения качества соединения путем уменьшения остаточных напряжений, принудительное деформирование осу цествляют после сварки путем воздействия на пьеэоэлектрик или магнитостриктор постоянным электрическим или магнитным полем с направлением его вектора, перпенди кулярным плоскости сварки при соединении пьезоэлектриков с металлом и перпендикулярным или параллельным плоскости сварки при соединении металла с магнитострикторами.
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИК (19) (1Ц
:4(51) В 23 К 28 00
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ
3 (21) 3635654/25-27 (22) 26.05.83 (46) 15.02.85. Бюл. У 6 (72) В.Г.Новиков,:А.И.Екимов, С.В.Прокопьев и Н.С.Беляева (53} 621.791 015(088.8) (56) I.Àâòîðñêîå свидетельство СССР
Ф 580965, кл. В 23 К 28 -00, 15.!2.75.
2,Авторское свидетельство СССР
Ф 539713, кл.В 23 К 28/00, 02.06.75 (прототип). (54)(57) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СВАРНОГО .СОЕДИНЕНИЯ, преимущественно металлов с пьезоэлектрическими и магнитострикционными материалами, включающий сварку и принудительное деформирование деталей, отличающийся тем, что, с целью повышения качества соединения путем уменьшения оста" точных напряжений, принудительное деформирование осуществляют после сварки путем воздействия на пьезоэлектрик или магнитостриктор постоянным электрическим или магнитным полем с направлением его вектора, перпендикулярным плоскости сварки при соединении пьезоэлектриков с металлом и перпендикулярным или параллельным плоскости сварки при соединении металла с магнитострикторами.
1 1139
Изобретение относится к сварке в .)твердой фазе и пайке и предназначено: для уменьшения остаточных напряжений при сварке 1пайке) материалов, значительно отличающихся по температур5 ным коэффициентам линейного расширения (ТЛКР, -например пьезоэлектриков и магнитострикционных материалов с металлами, Известен способ уменьшения оста- Ig точных сварочных деформаций, преду-. сматривающий до сварки создание деформаций и перемещений, обратных сварочным, путем пластического деформирования края детали (Ij .
Данный способ применим в случае сварки плавлением металлических материалов, Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому эффекту является способ получения сварного соединения, преимущественно металлов с пьезоэлектрическими и магнитострикционными материалами, включающий сварку.и принудительное деформирование деталей (2) .
Недостатком известного способа в случае сварки хрупких материалов является возможность их разрушения под воздействием механических нагрузок.
Цель изобретения — повышение качества соединения путем уменыпения остаточных напряжений.
Поставленная цель достигается тем, что согласно способу получения сварного соединения, преимущественно металлов с пьезоэлектрическими и маг. нитострикционными материалами, вклю. чающему сварку и принудительное деформирование деталей, принудительное деформнрование осуществляют после сварки путем воздействйя на пьезоэлектрик или магнитостриктор постоянным электрическим или магнитным полем с направлением его вектора, перпендикулярном плоскости сварки при соединении пьезоэлектриков с металлом и перпендикулярным или параллель" ным плоскости сварки при соединении металла с магнитострикторами.
Пьезоэлектрики уменьшают свои размеры перпендикулярно вектору приложенного поля. После прекращения воздействия электрического поля или магнитного полей деформация матерна- 55 лов сохраняется, а у пьеэокерамики, кроме того, увеличивается значение .
ТКЛР по сравнению с ТКЛР керамики, 598 2 не подвергающейся воздействию поля, в свою очередь, уменьшает остаточныенапряжения в зоне соединения.
Величину деформации пьезокерамических и магнитострикционных материалов в процессе охлаждения от температуры сварки до комнатной можно определить по формуле (11 для материалов, не подвергавшихся воздействию электрического и магнитного поля, а по формуле (21 деформацию с наложением полей
1 =альт, (l )
ХИ= Ф ьт + IE,, (2) где дТ= Т вЂ” То, Т вЂ” температура сварки;
То- комнатная температура; — ТКЛР пьезокерамических или магнитострикционных материалов;
- — остаточная деформация пьезоE,н керамических и магнитострикционных материалов после воздействия электрического н магнитного полей соответственно.
Пример, Пьезокерамику системы цирконат-титанат свинца (ЦТС) и титанат висмута (ТВ) 9 8 х 10; И 20 х 2;
9 8 х 1,5 соединили с корпусом преобразователя из материалов медь NN б и сталь 12Х18Н10Т алюминиевым сплавом АМг-б и магнитострикционный материал 49НК с нержавеющей сталью
12Х18НIОТ диффузионной сваркой.
Сварку образцов производили на известных режимах в следующем порядке. нагрев до температуры сварки, изотермическая выдержка 15-40 мин и охлаждение со скоростью для пьезокерамики 1 — 4 град/мин, для магнитострикционных материалов в диапазоне
М-.(превращения 0,3-1,5 груд/мин. В процессе охлаждения при температуре, превращающей на 10-30 С точку Кюри, на образцы воздействуют электрическим или магнитным полем для пьезокерамики
NB
1-1,5 — —, для магнитострикционных материалов 3500-4000 . При достиА
М женин комнатной темиературы воздействие полем прекращают.
Преимущество предлагаемого способа заключается в том, что упругая деформация пьезоэлктриков и магнитострикционных материалов уменьшается при воздействии электрического поля или магнитного поля, вектор когорого
Составитель 1О.Мельцов
Редактор Ю.Ковач Техред Т.Фанта Корректор В.Бутяга
Заказ 204/12 Тираж 1086 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
3, 1 направлен перпендикулярно или параллельно плоскости сварки, вследствие эффекта электро-или магнитострикции, который вызывает деформацию 1
Это приводит к снижению остаточных напряжений в сварном соединении, повышению прочности контакта.
139598 4
Испытания образцов на отрыв показали, что наложение электрического и магнитного полей повышает прочность соединений пьезокерамических и магни5 тострикционных материалов с металлами на 10-30Х в результате снижения внутренних напряжений.
