Устройство для диффузионной сварки

 

Изобретение относится к диффузионной сварке, в частности к устройствам для создания давления при сваривании деталей в вакууме, и может быть использовано о различных отраслях промышленности. Цель изобретения - повышение качества сварного соединения. Устройство содержит опорные элементы, стойки и толкатель, расположенный между опорными элемента: ми, и снабжено стяжками с пазами. Стойки выполнены с пазами на внутренних поверхностях глубиной 0,3-0,5 их толщины и установлены в пазах стяжек, а опорные элементы установлены в паг.ах стоек на расстоянии от стяжек, равном 1,5-1,7 их толщины . Детали в процессе нагрева дополнительно сжимаются за счет разницы коэффициентов термического расширения материалов элементов устройства и свариоаемых деталей. 1 ил., 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 В 23 К 20/26

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛ6СТВУ

С), . Ъ )

СО () (21) 4784467/27 (22) 22.01.90 (46) 15.01.92. Бюл. М 2 (71) Мариупольский металлургический институт (72) П.С.Харлашин, M.À.Âoðîíêèí. Е,Г,Рассказова, В.М.Бакланский, А.С.Мановицкий, В.Г.Гзргин и В.А.Олдаковский (53) 621.791.66. 03(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N 1204342, кл. В 23 К 20/00, 1984. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИФФУЗИОННОЙ

СВАРКИ (57) Изобретение относится к диффузионной сварке, в частности к устройствам для создания давления при сваривании деталей

Изобретение относится к диффузионной сварке, в частности к устройствам для создания давления при сваривании деталей в вакууме, и может быть использовано в различных отраслях промышленности.

Известно устройство для передачи давления йа свариваемые детали при диффузионной сварке зз счет разницы коэффициентов термического расширения материалов узлов устройства и свариваемых деталей. содержащее опорные плиты, съем-. ные стяжные элел1енты, кулачковые элементы с клиновой поверхностью, Вал.

Известно также устройство для сдавливания деталей при диффузионной сварке, содержащее пл11ты, фиксирующ.1L1, стяжной и расо-,рные элементы, Из:естные устройства обеспечивают н.1зкое качество cD;. ðíoão соединения деталей, сложны в изготовлении и эксплуатации.

„„SU ÄÄ 1704989 h1 . в вакууме. и может быть использовано в различных отраслях промышленности. Цель изобретения — повышение качества сварного соединения. Устройство содержит опорные элементы, стойки и толкатель, расположенный л1ежду опорными элементами, и снабжено стяжками с пазами. Стойки выполнены с пазами на внутренних поверхностях глубиной 0,3-0,5 их толщины и установлены в пазах стяжек, а опорные элементы установлены в пазах стоек на расстоянии от стяжек, равном 1,5-1,7 их толщины. Детали в процессе нагрева дополнительно сжимаются за счет разницы коэффициентов термического расширения материалов элементов устройства и свар11ваемых деталей, 1 ил., 1 табл.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемол1у является устройство для термомеханического сдавливания при сварке давлением, содЕржащее корпус в виде плит, соединенных стяжками, и толкатель, расположенный между плитами и выполненный из л1атериала с большим, че л у плит и стяжек коэффициентом тер личе<:кого расширения. Плиты корпуса выполнены заодно со стяжками, а на противополож 1ых сторонах корпуса выполнены пазы, причем г1оперечное сечение толкателя не меньше суммарного сечения стяжек.

Недостатком известного устройства является то, что оно не позволяет полу ить качестве1н1ое соед11нение разнороднь .i л1Dтериалов, один из которых, напри;-1<.р, теoðдосплавная пластина. Прил1енен11е разрывной м",øþø усложняе1 процесс подготовки устройства к работе.

1704989

Цель изобретения — повышение качества сварного соединения.

Поставленная цель дс с жигается тем, что устройство для диффузионной сварки, содержащее о юрные элементы, стойки и толкатель, расположенный между опорными элемента ли, дополнительно снаб>кено стяжками с позами, стойки выполнены с пазами нэ внутренних поверхностях глубиной

0,3-0,5 их толщины и установлены в пазах стяжек, от орные элементы установлены в пазах стоек на рэсстоя ии от стяжек, рав ном 1,5 — 1,7 их толщины.

Устройство представляет собой разъемную жестку о pah«y. элементы которой изготовлены из материала с меньшим коэффициентом термического расширения, чем латериал толкэтеля. Материал толкателя выбирают таким, чтобы он работал в процессе диффузионной сварки о области упругих деформаций, т.е. рабочее давление не должно превышать предела текучести толкателя. Стойки выполнены съемными.

Это упрощает конструкцию и подготовку устройства к соарке, На внутренних поверхностях стоек выполнены пазы глубиной

0,3-0,5 их толщины, При глубине паза меньше 0,3 толщины стойки, он не выдерживает рабочего давления. Происходит скол мате-. риала уголка паза. При глуби е паза больше

0,5 толщины стойки появляются микротрещины в районе паза. При расстоянии от опорного элемента до внутренней поверхности стяжки меньше 1,5 их толщины. собранная рамка не выдерживает рабочего давления. Расстояние от опорного элемента до внутренней поверхности стяжки больше

1,7 толщины стяжки экономически нецелесообразно, так как это приводит к увеличению расхода материала рамки.

Устройстоо снабжено стяжками с пазами, в которые вставляют концы стоек. Стяжки фиксируют стойки строго параллельно относигельно друг друга, замыкая их. Это позволяет устройс1ну выдерживать в процессе сварки лаксимальные давления и получать качественное сварное соединение.

1(а чертеже изображено устройство. общий вид.

Устройство содержит дое стойки t с пазами на онутренних поверхностях, в которые установлены опорные элементы 2.

Между опорными элементами размещают снэривэемые детали 3 и 4, и толкатель 5, Между соарнвэемой цеталью 3 и опорным элементом и между толкателем 5 и доугим опорным элементо л располо>лены графитовые прокладки 6. Стойки 1 своими концами устэноолены в пазы стяжек 7.

Устройство работает следующим образом.

Собирают рамку. Для этого стойки 1 с одного конца оставляют о пазы одной из стяжек 7. Соэриоаемыо детали 3 и 4, и толкатель 5 размещают л ежду опорными элементами 2, которые остэиле нl о пазы стоек

1. Для надежной фиксации деталей, толкателя и для предотвращения приоэриоания их к элементам устройства, между одним опорным элементом и соэриоае лой деталью и другим опорным элементом и толкателем вставляют графитооые прокладки 6. За счет установления деталей, толкателя и графитовых прокладок без зазора снариоэе лые детали сдавливаются. Зэтем стойки I оставляют другими конца ли о пазы второй стяжки 7. Собранную рамку с деталями размещают в вакуумной печи, создают необходимый вакуум, включают печь, дооодят температуру до необходимой температуры диффузионной сварки. Детали при этом сжи лаются вследствие разницы коэффициентов термического расширения толкэтеля и элементов устройства. Давление на снариваемые детали при температуре сварки регулируют величинами KTP и размерами толкателя и графитовых прокладок. При температуре снарки детали ныдер>кивэютопределенное оре ля. Затем печь отключают и устройство с деталями охлаждают до комнатной температуры.

Результаты исследования работоспособности устройство в процессе диффузионной сварки тоердосплавной пластины со сталью при 700 С в зависимости от глубины паза (о у„при 700 С = 22,5 кгс/>лм, сг„лох при 700 С = 20.5 кгс/MM ) прэдстаолены в таблице.

Хорошую работоспособность показывают устройства, в которых глубина паза в стойках равна 0,3-0," их толщины.

С помощью рамки, элементы которой изготовлены из молибдена (заготонка сечением 16х16 мм), имеющего при те.лпературе диффузионной снарки 700 С коэффициент тепмического расширения меньший, чем у материала толкэтеля (40X) (средний о. интервале 0-700 С КТРуо = 5.4 10 " 1/град.

КТРстлэх = 14.0 10 1/град), н которой пазы в стойках оыполнены глубиной 6,4 мм, что составляет 0,4 их толщины, расстояние от опорного элемента до внутренней поверхности стяжки 25,6 мм, что составляет 1,6 их толщины, приварена о вакууме 1,33 10 Па алмазно-тоердосплаоная пластина к стальной подложке.

Данное устройство позволяет получить качестве н нов сварное соединение эл ммно1704989

П р и M е ч а н и е.* — учитывается удвоенная площадь паза, так как пазы выполнены в двух стойках.

Составитель E.Рассказова

Техрод М.Моргентал Корректор M.Äåë ÷èê

Редактор И.Касарда

Заказ 153 Тираж Подписное

БН ИГ111 t 0"-уд..рственного ком»тета па»зобротениям и открытиям пр» ГКНТ СССР

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

Про»зподстве но-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 твердосплавной пластины со сталью при изкотемпературной диффузионной сварке с прочностью на сдвиг 296-310 МПа.

Формула изобретения

Устройство для диффузионной сварки, содержащее Ьпорные элементы, стойки и толкатель, расположенный между опорными элементами. отл ич а ю щ ее с я тем, что, с целью повышения качества сварного соединения, оно снабжено стяжками с пазами, стойки выполнены с пазами на внутренних поверхностях глубиной 0,3-0,5 их

5 толщины и установлены в пазах стяжск. опорные элементы установлены в пазах стоек на расстоянии от стяжек, равном 1,5-1,7 их толщины.