Способ подготовки образца нахлесточного паяного соединения к испытанию

 

Изобретение относится к исследованию прочностных свойств паяных соединений и может быть использовано в различных отраслях машиностроения. Цель изобретения - определение влияния остаточных напряжений на результаты испытания. Заготовки 1 и 2 нахлесточного образца собирают с образованием паяемого зазора. На поверхности одной из заготовок в зоне нахлестки размещают вспомогательный элемент 3 из материала с коэффициентом термического расширения, отличающимся от коэффициента термического расширения материала соединяемых заготовок 1 и 2. Производят нагрев, заполнение зазора между заготовками 1 и 2 расплавленными припоем 4 и заполнение зазора между вспомогательным элементом 3 и заготовкой 1 расплавленным припоем 5, имеющим температуру плавления более высокую, чем припой 4, соединяющий заготовки 1 и 2 образца. Далее образец охлаждают и вспомогательный элемент 3 удаляют механическим путем. Указанные операции приводят к образованию в испытуемом паяном шве остаточных напряжений, что позволяет расширить информативность определения работоспособности паяных соединений. 1 з.п. ф-лы, 6 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11!

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

llQ ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР

1 (21) 4372471/31-27; 4372472/31-27;

4372473 (22) 01.02.88 (46) 23.11.89. Бюл. М 43 (71) Могилевский машиностроительный институт (72) Ю.А.Цумарев, О.И.Стеклов, И.В.Тарасенко, Е.В.Червякова и Н.Л.Денисов (53) 621.791 3(088.8) (56) Петрунин И.Е., Лоцманов С.Н.„

Николаев Г.А. Пайка металлов.

И.: Металлургия, 1973, с. 250-252.

Справочник по пайке. M. Машиностроение, 1984, с. 303. (54) СПОСОБ ПОДГОТОВКИ ОБРАЗЦА НАХЛЕСТОЧНОГО ПАЯНОГО СОЕДИНЕНИЯ

К ИСПЫТАНИЮ (57) Изобретение относится к исследованию прочностных свойств паяных соединений и может быть использовано в различных отраслях машиностроения. Цель изобретения — определение влияния остаточных напряже 11 4 С 01 N 1/28, В 23 К 1/l3Q

2 ний на результаты испытания. Заготовки 1 и 2 нахлесточного образца собирают с образованием паяемого зазора.

На поверхности одной из заготовок в зоне нахлестки размещают вспомогательный элемент 3 иэ материала с коэффициентом термического расширения, отличающимся ст коэффициента термического расширения материала соединяемых заготовок 1 и 2. Производят нагрев, заполнение зазора между заготовками 1 и 2 расплавленным припоем 4 и заполнение зазора между вспомогательным элементом 3 и заготовкой 1 расплавленным припоем 5, имеющим температуру плавления более высокую, чем припой 4, соединяющий заготовки 1 и 2 образца, Далее образец охлаждают и вспомогательный элемент 3 удаляют механическим путем. Указанные операции приводят к образованию в испытуемом паяном шве остаточных напряжений, что позволяет расширить информативность определения работоспособности паяных соединений. 1 з.п. ф-лы, 6 ил.

1523Э50

Изобретение относится к области исследования прочностных свойств паяных соединений и может быть использовано в различных отраслях машиностроения.

Цепь изобретения - определение влияния остаточных напряжений на результаты испытания.

На фиг. 1 изображен плоский нахпесточный образец после пайки; на фиг. 2 - то же, перед испытанием; на фиг ° 3 - телескопический образец с размещением вспомогательной втулки внутри охватываемой трубы после пайки; на фиг. 4 - то же, перед испытанием; на

Фиг,5 — телескопический образец с размещением вспомогательной втулки снаружи охватывающей трубы; на фиг. 6 - то же, перед испытанием. 20

Способ реализуется следующим образом.

Заготовки 1 и 2 нахлесточного образца собирают с образованием паяемого зазора. На поверхности одной из за-2 готовок в зоне нахлестки размещают вспомогательный элемент 3 из материала с коэффициентом термического расширения (KTP), отличающимся от KTP материала соединяемых заготовок 1 и 2.

Производя r нагрев, заполнение зазора между заготовками 1 и 2 расплавленным припоем 4, заполнение зазора между вспомогательным элементом 3 и заготовкой 1 расплавленным припоем 5, имеющим температуту плавления более высокую, чем припой 4, соединяющий заготовки 1 и 2 образца. Далее образец охлаждают и вспомогательный элемент 3 удаляют механическим путем. Образец

40 готов к испытанию.

При подготовке образца телескопического соединения в качестве вспомогательного элемента может быть использована втулка, размещаемая внутри охватываемой трубы (фиг. 3) или сна45 ружи охватывающей трубы (фиг, 5) .

В результате припаивания к образцу для испытания вспомогательного элемента 3 иэ материала с КТР, отличающимся от KTP материала заготовок 1 и 2 образца, и последующего удаления вспомогательного элемента 3 механическим путем в паяном шве образуются остаточные напряжения. Уровень остаточных напряжений зависит от разницы между 55

KTP материалов заготовок 1 и 2 образца и вспомогательного элемента 3, толщины вспомогательного элемента 3, а также разницы в температурах плавления припоев (возрастает с ростом перечисленных параметров).

Пример 1. Проводят испытания соединений, паяных припоем ПОС 61, на прочность при статическом нагружении. Образцы представляют собой нахлесточные соединения пластин иэ меди М3 толщиной 2 мм и шириной 20 мм.

Для выявления влияния остаточных напряжений на результаты испытания на одну из соединяемых деталей устанавливают стальную пластинку, которую припаивают кадмием. После охлаждения до температуры испытания (+20 С) стальную пластину удаляют механическим путем и определяют величину остаточных напряжений тенэометрическим методом. При этом в соединяемых деталях получают остаточные напряжения, соответствующИе плоскому напряженному состоянию, равные по величине и имеющие разные знаки. Изменяя толщину стальной пластинки, получают остаточные напряжения различной величины (с увеличением толщины пластинки уровень остаточных напряжений возрастает) ° Тем самым выявлено влияние остаточных напряжений на результаты статических испытаний паяных соединений.

Пример 2, Проводят испытания телескопических соединений, паяных припоем ПОС 61, на прочность при статическом нагружении ° Образцы представляют собой соединения труб из меди МЗ с толщиной стенки 1,5 мм.

Наружный диаметр охватывающей трубы составляет 12 мм. Для выявления влилния остаточных напряжений на результаты испытания внутрь охватываемой детали вставляют стальную втулку, которую припаивают кадмием, После охлаждения до температуры испытания (+20 С) стальную втулку высверливают и определяют величину остаточных напряжений тенэометрическим методом. Изменяя толщину стальной втулки от 1,0 до 3,0 мм получают сжимающие осевые напряжения от 2 до 7 кгс/мм . Тем самым выявлено влияние остаточных напряжений на результаты статических испытаний соединений медь - медь.

Пример 3. Проводят испытания телескопических соединений, паяных припоем ПОС 61, на прочность при статическом нагружении. Образцы представляют собой телескопические соединения

1523950 олщиной стенки каж- Ф о р м у л а и э о б р е т е н и я труб из меди ИЗ с т дой трубы 1,5 мм. Наружный диаметр охватывающей трубы составляет 12 мм, Для выявления влияния остаточных

5 напряжений на результаты испытаний снаружи охватывающей детали устанавливают втулку иэ Ст.3, которую припаивают к охватывающей детали кадмием.

После охлаждения до температуры испы- 10 тания (+20 С) стальную втулку вместе с кадмием, служащим в качестве пр:iпоя, удаляют механической обработкой на токарном станке и определяют остаточные напряжения в поверхностном слое охватывающей детали тенэометрическим методом. Изменяя толщину стальной втулки от 1,0 до 4,0 мм, получа— ют растягивающие осевые напряжения в поверхностном слое охватывающей детаги от 2,5 до 8,0 кгс/мм . Тем самым выявлено влияние остаточных напряжений на результаты статических испытаний паяных телескопических соединений медь — медь.

Предлагаемый способ испытания соединений незначительно удорожает испытания, позволяя при этом получить более достоверную информацию о влиянии остаточных напряжений на

З0 характеристики работоспособности паяных соединений при статических, усталостных испытаниях, испытаниях на длительную прочность, а также испытаниях на корроэионную стойкость.

1. Способ подготовки образца нахлесточного паяного соединения к испытанию, включающий сборку заготовок образца с образованием паяного зазора, нагрев, заполнение зазора расплавленным припоем и охлаждение, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью определения влияния остаточных напряжений на результаты испытания, при сборке на поверхности одной из заготовок в зоне нахлестки размещают вспомогательный элемент иэ материала с коэффициентом термического расширения, отличающимся от коэффициента термического расширения материала соединяемых заготовок, после нагрева зазор между вспомогательным элементом и заготовкой заполняют расплавленным припоем, имеющим температуру плавления более высокую, чем припой, соединяющий заготовки образца, а после охлаждения вспомогательный элемент удаляют механическим путем.

2. Способ по и. 1, о т л и ч а юшийся тем, что при подготовке образца телескопического соединения в качестве вспомогательного элемента используют втулку, размещаемую внутри охватываемой трубы или снаружи охватывающей трубы.

1523950

Фи? 3

Составитель Л.Абросимова

Редактор Н.Бобкова Техред А.Кравчук Корректор М.Пожо

Заказ 7035/45

Тираж 789

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета ло изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, 11-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбина r Патент, r. Ужгород, ул. Гагарина, 101