Способ контроля газовой среды при диффузионной сварке

 

Изобретение относится к сварке и может быть использовано при отработке технологических режимов диффузионной сварки различных материалов. Цель изобретения - повышение точности контроля по всему сечению зазора. Свариваемые поверхности соединяемых деталей обрабатывают до шероховатости R<SB POS="POST">A</SB>≤2,0 мкм. Затем на свариваемой поверхности одной из соединяемых деталей выполняют канавки с шагом T≥D/6, где D - диаметр или наименьшая длина детали, и глубиной H=R<SB POS="POST">A</SB>, в которых располагают пленочные газоанализаторы, толщиной, равной глубине канавки. При сварке токопроводящих материалов пленочные газоанализаторы предварительно наносят на диэлектрическую пленку. Кроме того, для реализации способа пленочные газоанализаторы через контактные площадки и проводники соединяют с прибором контроля электрической цепи. Затем детали размещают в сварочной камере установки для диффузионной сварки с зазором между свариваемыми поверхностями. Камеру вакуумируют, детали нагревают и по изменению электросопротивления пленочного газоанализатора определяют концентрацию кислорода в зазоре между свариваемыми поверхностями в зависимости от парциального давления кислорода в сварочной камере, температуры нагрева и времени выдержки. По найденным зависимостям определяют технологические параметры диффузионной сварки конкретных деталей. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з В 23 К 20/14

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

;:;..c; .:, (:.i .y-

t..

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

М (21) 4619204/31-27 (22) 12.12.88 (46) 15.11.90. Бюл. t+ 42 (71) Воронежский политехнический институт (72) В.В.Зенин, М.Н.Подоприхин и В,В.Пешков (53) 621.791.66 (088.8) (56) Кренделева А.И. и др. Образование вакуума в процессе нагрева герметизированных пакетов при сварке прокаткой.— Автоматическая сварка, 1978, М 12, с. 67-68, (54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ ГАЗОВОЙ СРЕДЫ

ПРИ ДИФФУЗИОННОЙ СВАРКЕ (57) Изобретение относится к сварке и может быть использовано при отработке технологических режимов диффузионной сварки различных материалов. Цель изобретения — повышение точности контроля по всему сечению зазора. Свариваемые поверхности соединяемых деталей обрабатывают до шероховатости Rs «» 2,0 мкм. Затем на свариваемой поверхности одной из соединяемых деталей выполняют канавки с шагом

3 > б/6, где d — диаметр или наименьшая

Изобретение относится к сварке и может быть использовано при отработке тех-. нологических режимов диффузионной сварки различных материалов.

Цель изобретения — повышение точности контроля по всему сечению зазора.

На фиг.1 показаны соединяемые детали, вид сбоку; на фиг.2 — вид А на фиг.1 (расположение пленочных газоанализаторов); на фиг,3 — пленочный газоанализатор, поперечное сечение; на фиг.4 — сечение Б-Б на фиг.3 (пленочный гаэоанал изатор).

„„5U,, 1606286 А1 длина детали, и глубиной Н = 4, в которых располагают пленочные газоанагиэаторы, толщиной, равной глубине канавки. При сварке токопроводящих материалов пленочные газоанализаторы предварительно наносят на диэлектрическую пленку. Кроме того, для реализации способа пленочные газоанализаторы через контактные площадки и проводники соединяют с прибором контроля электрической цепи. Затем детали размещают в сварочной камере установки для диффузионной сварки с зазором между свариваемыми поверхностями. Камеру вакуумируют, детали нагревают и по изменению злектросопротивления пленочного газоанализатора определяют концентрацию кислорода в зазоре между свариваемыми поверхностями в зависимости от парциального давления кислорода в сварочной камере, температуры нагрева и времени выдержки .: По найденным зависимостям определяют технологические параметры диффузионной сварки конкретных деталей. 1 э,п. ф-лы, 4 ил, Способ осуществляютследующим обра- . зом.

Свариваемые поверхности соединяемых деталей 1 и 2 (фиг.1-3) обрабатывают до шероховатости Ra» 2,0 мкм, затем на свариваемой поверхности детали 2 выполняют канавки 3 с шагом с > d/6, где d— диаметр или наименьшая длина детали, и глубиной Н = Ra, в которых располагают пленочные газоанализаторы 4 толщиной, равной глубине канавки (фиг,4), При сварке токопроводящих материалов пленочные газоаналиэаторы предварительно

1606286 наносят на диэлектрическую пленку 5. Кроме того, для реализации способа пленочные газоанализаторы 4 через контактные площадки 6 и проводники 7 соединяют с прибором 8 контроля электрической цепи.

Затем детали 1 и 2 размещают в сварочной камере установки для диффузионной сварки с зазором между соединяемыми поверхностями, В результате электронного обмена между частицами газа и пленочного газоанализатора в последнем изменяется электропроводность, термоЗДС и величина контактного потенциала, которые измеряют прибором 8, Таким образом, проведя ряд экспериментов определяют зависимость концентрации газов в зазоре между соединяемыми поверхностями от температуры нагрева, степени вакуума и размеров свариваемых поверхностей. Полученные результаты используют для сварки конкретных изделий, Обработка соединяемых поверхностей до Ra < 2,0 MKM соответствует 6-му классу шероховатости поверхности, что наиболее полно удовлетворяет технологический процесс подготовки деталей к диффузионной сварке. Расположение газоанализаторов на соединяемой поверхности другой детали с шагом t > d/6; где d — диаметр или наименьшая длина детали способствует равномерному контролю газовой среды по всей соединяемой поверхности деталей.

Глубину канавок Н, в которых располагают пленочные газоанализаторы, выбирают с целью возможного контроля газовой среды в момент контактирования соединяемых поверхностей с высотой неровностей профиля

Ra. При значениях Н < Ra происходит разрушение пленочного газоанализатора до момента контактирования соединяемых поверхностей, а при Н > Ra контроль газовой среды возможен в местах впадин соединяемых поверхностей, когда уже произошло контактирование по вершинам профиля. Ширину канавок,.в которых располагаются пленочные гаэоанализаторы, выбирают из условия технологических особенностей получения пленочных газоанализаторов.

Пример. Сваривали диффузионной сваркой детали из титанового сплава ОТ4 размером 48 х 16,2 х 5 мм, Перед сваркой свариваемые поверхности деталей обрабатывали, например, до 8-ro класса шероховатости поверхности (Ra = 0,63 мкм).

На свариваемой поверхности одной из деталей формировали 5 канавок шириной

1 мм и глубиной 0,63 мкм с шагом d = 2,7 мм. величина контактного потенциала пленочного газоанализатора.

45 Изменение концентрации кислорода в зазоре фиксировали по изменению сопротивления пленочного газоанализатора в зависимости от парционального давления кислорода в вакуумной камере и от темпе50 ратуры нагрева деталей в вакууме. По найденным зависимостям определяли температуру сварки, степень вакуума, время изотермической выдержки для соединения конкретных деталей.

Формула изобретения

1. Способ контроля газовой среды при диффузионной сварке, при котором определяют состав газовой среды в зазоре между свариваемыми поверхйостями сое10

Затем через трафарет на дно канавок методом электроннолучевого испарения металла на установке "Оратория 9" напыляли диэлектрическую пленку АЬОз толщиной 0,33 мкм. Для получения контактных площадок по краям диэлектрической пленки наносили металл вакуумным осаждением на установке с электроннолучевым испарителем. В данном случае наносили пленку платины толщиной 0,2 мкм.. После этого осуществляли присоединение проволочных проводников к контактным площадкам.

Монтаж проволочных проводников проводили методом микросварки давлением внахлестку, например термоимпульсной сваркой расщепленным электродом.

Заключительной операцией подготовки деталей к диффузионной сварке с целью контроля газовой среды в соединительном зазоре являлось расположение пленочного газоанализатора в канавках детали, В качестве материала для пленочного газоанализатора использовали пленку TiOz.

Для этого через трафарет на конта ктн ые площадки с приваренными проволочными проводниками и диэлектрическую пленку методом термического испарения в вакууме на установке "Оратория-5" 2 наносили пленку Т!Ог толщиной 0,3 мкм. После этого камеру заполняли аргоном под давлением 2,6 Па. Формирование пленки TiOz осу-, ществляли окислением пленки при 700 С в течение 3 ч при разрежении 1,3 Па. После этого детали размещали в установке для диффузионной сварки с зазором между соединяемыми поверхностями, равным 50 мкм

Проволочные проводники подсоединяли к прибору контроля электрической цепи, В результате электронного обмена между частицами газа и твердым телом изменялись электропроводность, термоЭДС и

1606286 диняемых деталей, отличающийся тем, что, с целью повышения точности контроля по всему сечению зазора, свариваемые поверхности обрабатывают до шероховатости

R> 2,0 мкм, на одной из поверхностей выполняют канавки с шагом t d/6 и глубиной Н = R>, в которых располагают пленочные газоанализаторы толщиной, равной глубине канавки, где d — диаметр или наименьшая длина детали.

2. Способ по и 1, от л и ч а ю шийся

5 тем, что при сварке токопроводящих материалое пленочные гаэоаналиэаторы предварительно наносят на диэлектрическую пленку.

1606286

1606286

Составитель В, Петросян

Редактор Т. Парфенова Техред М.Моргентал Корректор А. Обручар

Заказ 3516 Тираж 636 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета-по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101