Паяная конструкция
Изобретение относится к пайке и может быть использовано в машиностроении при изготовлении элементов огнеупорных стенок. Цель - повышение работоспособности паяной конструкции при тепловом нагружении. Конструкция содержит металлическое основание 1, керамическую деталь 2 с металлизационным слоем на паяемой поверхности, слой из гибких металлических элементов 3 и пластину 4. Последняя выполнена из металла с коэффициентом термического расширен.чя, соответствующим коэффициенту термического расширения материала керамической детали , и температурой плавления выше температуры пайки. Пластина 4 размеш,ека между керамической деталью и слоем гибких металлических элементов. Металлическая пластина снижает остаточные напряжения в соединении керамическая деталь - металлизация , увеличивает эффективную площадь механического и теплового контактов в соединении керамическая деталь - гибкие элементы и снижает в этом соединении концентрацию тепловых и механических напряжений . В сумме это увеличивает срок службы огнеупорных стенок в три раза. 1 ил. с & (Л
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
4 в «3 K i i9
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К A BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
IlO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР (21) 4096784/31-27 (22) 15.05.86 (46) 23.02.89. Бюл. № 7 (71) Особое конструкторское бюро Института высоких температур АН СССР (72) А. М. Дубасов, Г. А. Желобцова и А. Я. Куфайкин (53) 621.791.36 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР
¹ 1215908, кл. В 23 К 1/19, 1984.
Авторское свидетельство СССР № 1139588, кл. В 23 К I/19, 1983. (54) ПАЯНАЯ КОНСТРУКЦИЯ (57) Изобретение относится к пайке и может быть использовано в машиностроении при изготовлении элементов огнеупорных стенок.
Цель — повышение работоспособности паяной конструкции при тепловом нагружении.
Конструкция содержит металлическое осно„„SU„„1459831 А1 вание 1, керамическую деталь 2 с металлизационным слоем на паяемой поверхности, слой из гибких металлических элементов 3 и пластину 4. Последняя выполнена из металла с коэффициентом термического расширения, соответствующим коэффициенту термического расширения материала керамической детали, и температурой плавления вьппе температуры пайки. Пластина 4 размеще a между керамической деталью и слоем гибких металлических элементов. Металлическая пластина снижает остаточные напряжения в соединении керамическая деталь — металлизация, увеличивает эффективную площадь механического и теплового контактов в соединении керамическая деталь — гибкие элементы и снижает в этом соединении концентрацию тепловых и механических напряжений. В сумме это увеличивает срок службы огнеупорных стенок в три раза. 1 ил.
1459831
Формула из<Яретения
Составитель Л. амбросимова
Редактор О. Юрковецкая Текред И. Верес Корректор В. Гирняк
Заказ 252 11 Тираж 892 Г!одписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
1133035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5
Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4
Изобретение относится к области пайки, в частности к конструкции паяных соединений разнородных материалов, и может быть использовано в машиностроении при изготовлении элементов огнеупорных стенок.
Целью изобретения является повышение работоспособности конструкции при тепловом нагружении.
На чертеже представлен паяный элемент огнеупорной стенки, поперечное сечение.
Конструкция содержит металлическое основание 1, керамическую деталь 2 с металлизационным слоем на паяной поверхности, слой из гибких металлических элементов 3 и пластину 4, выполненную из металла с коэффициентом термического расширения (КТР), соответствующим КТР материала керамической детали, и температурой плавления выше температуры пайки, размещенную между керамической деталью и слоем гибких металлических элементов.
При снабжении паяной конструкции металлической пластиной концентраторы напряжений, возникающие в зоне присоединения к керамической детали гибких металлических элементов, отдаляются от керамической детали, сглаживаются искажения теплового поля в охлажденном слое керамической детали (за счет высокой теплопроводности металлической пластины), увеличивается площадь керамической детали, воспринимающая растягивающие усилия, возникающие при прогибе, и снижаются остаточные напряжения в соединении керамической пластины со слоем металлизации, так как металлическая пластина с низким КТР их компенсирует.
Эти факторы обеспечивают нагружение паяной конструкции более мощными тепловыми потоками без ее разрушения, повышение стойкости конструкции при воздействии на нее вибрационных монтажных и других нагрузок, т. е. повышение надежности ивяной конструкции. Выбор сплава пластины и ее толщины диктуется параметрами нагружения, геометрическими и теплофизическими характеристиками конструкции. Сплав пластины должен иметь коэффициент термического расширения, близкий к таковому керам ики.
Паяная конструкция в плане может иметь форму квадрата, шестигранника, прямоугольник;I. Из такого рода элементарных конструктивных ячеек набирается огнеупорная сгенка.
Пример. Паяная конструкция, предназначенная для использования в качестве элемента термостойкой стенки, состоит из мед10
2 ного водоохлаждаемого основания длиной
47 мм, шириной 15 мм и высотой 30 мм, слоя из медных проволочек в виде спиралей (диаметр спирали 3 мм, диаметр проволоки
0,3 мм, шаг витков спирали 1,2 мм), металлической пластины из медно-молибденового псевдосплава МД-40 длиной 47 мм, шириной 15 мм и толщиной 0,6 мм и трех керамических элементов из хромита лантана высотой 30 мм, шириной и длиной 15 мм каждый, расположенных на расстоянии 1 мм друг от друга. Перед сборкой конструкции поверхности керамических элементов, контактирующие с пластиной из МД-40, металлизируют известным способом путем нанесения слоя серебра и затем на слой серебра наносят слой никеля гальваническим способом. В процессе сборки конструкции между медным основанием и слоем из металлических проволочек, между слоем из металлических проволочек и пластиной из МД-40, между пластиной из МД-40 и керамическими элементами размещают припой Пср72 в виде фольги толщиной О,! мм. Пайку осуществляют в вакууме при 830+-10 С. Полученную таким образом паяную конструкцию испытывают путем термонагружения, при котором температура горячего основания керамического элемента составляет 1927 С, холодного — 67 С, без растрескивания керамики и паяных соединений.
Технико-экономический эффект от использования предлагаемого технического решения заключается в повышении надежности паяных конструкций огнеупорной стенки и увеличении ее срока работы.
Полученные результаты по испытаниям паяных конструкций элементов стенки показали, что срок ее работы может возрасти в три раза.
Паяная конструкция, содержащая»еталлическое основание, керамическую деталь с металлизацHolIHblM слоем на паяной поверхности и слой из гибких»еталлических элементов, отличающаяся тем, что, с целью повышения работоспособности конструкции при тепловом нагружении, она дополнительно снабжена пластиной, выполненной из металла с коэффициентом термического расширения, соответствующим коэффициенту термического расширения материала керамической детали, и температурой плавления выше температуры пайки, размещенной между керамической деталью и слоем гибких металлических элементов.
