Устройство для диффузионной сварки

 

Изобретение относится к оборудованию для сварки давлением и может быть использовано в авиационной и электронной промышленности при сварке разнородных материалов с большим выходом годных, при этом могут свариваться изделия большой площади. Целью изобретения является повышение производительности и качества сварки. Сущность изобретения заключается в том, что рабочий стол через шарики опирается на штоки, установленные в стаканы, заполненные легкоплавким металлом и расположенным на днище вакуумной камеры. Причем вакуумная система устройства снабжена вымораживающей ловушкой, внутренняя полость которой соединена трубопроводом с обратным клапаном с полостью охлаждения стаканов. При этом криопанель вымораживающей ловушки выполнена с возможностью соприкасания с рабочим столом. Устройство позволяет осуществить сварку изделий большой площади и номенклатуры без переналадки при минимальных деформациях 2 ил. (Л С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 В 23 К 20/26

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (л)

«)» 0 QQ ЬЭ (21) 4771532/08 (22) 23.10.89 (46) 30.05.92, Бюл, ¹ 20 (71) Саратовский политехнический институт и Научно-исследовательский институт прикладной механики (72) А.И. Коблов Г.И.Иванов, Г.В,Конюшков и С.И.Эсаулов (53) 621,791.66.03(088.8) (56) Казаков Н,Ф. Диффузионная сварка материалов, М.: Машиностроение, 1976, с. 116. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИФФУЗИОННОЙ

СВАРКИ (57) Изобретение относится к оборудованию для сварки давлением и может быть использовано в авиационной и электронной промышленности при сварке разнородных материалов с большим выходом годных, при

Изобретение касается получения неразьемного соединения диффузионной сваркой и может быть использовано в электронной и авиационной промышленности.

Известно устройство для диффузионной сварки, содержащее вакуумную камеру, пуансон и рабочий стол с шаровой опорой.

Недостатками известного устройства являются трудность передачи равномерного давления на свариваемые детали большой площади и сложность сварки деталей, имеющих конусность.

Наиболее близким к изобретению является устройство для диффузионной сварки, содержащее расположенные в вакуумной камере пуансон, рабочий стол в виде вращающейся планшайбы, нагреватель сваривае. Ж«173бб82 А1 этом могут свариваться изделия большой площади. Целью изобретения является повышение производительности и качества сварки. Сущность изобретения заключается в том, что рабочий стол через шарики опирается на штоки, установленные в стаканы, заполненные легкоплавким металлом и расположенным на днище вакуумной камеры.

Причем вакуумная система устройства снабжена вымораживающей ловушкой, внутренняя полость которой соединена трубопроводом с обратным клапаном с полостью охлаждения стаканов. При этом криопанель вымораживающей ловушки выполнена с возможностью соприкасания с рабочим столом, Устройство позволяет осуществить сварку изделий большой площади и номенклатуры без переналадки при минимальных деформациях, 2 ил. мых изделий и размещенную в вакуумной системе вымора ивающую ловушку, Недостатками этого устройства являются трудность сварки изделий большой площади и имеющих непараллельность в зоне сварки, а также низкая производительность из-за длительности охлаждения свариваеMûх изделий и оправок.

Цель изобретения — повышение качества сварки путем устранения непараллельности в зоне сварки и производительности путем эффективного охлаждения свариваемых изделий после сварки.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для диффузионной сварки, содержащее вакуумную камеру с днищем, расположенные в ней пуансон и рабочий стол в виде вращающейся планшайбы, установ1736682

55 ленной на шариках, дополнительно снабжено установленными на днище вакуумной камеры охлаждаемыми стаканами, заполненными легкоплавким металлом, подпружиненными штоками, установленными в стаканах с возможностью контактирования их торцов с шариками, и вымораживающей ловушкой с криопанелью, выполненной в виде цилиндров, внутренняя полость которых соединена трубопроводом с обратным клапаном, с полостью охлаждения стаканов, Устройство (фиг,1 и 2) содержит вакуумную камеру 1, помещенные в вакуумной камере подвижный пуансон 2 и рабочий стол

3, свариваемые изделия 4, 5, сферические опоры 6, штоки 7. Штоки опираются на пружины 8, которые помещены в стаканы 9 с легкоплавким металлом(ЛПМ). В вакуумной системе устройства размещена вымораживающая ловушка 10 с криопанелями 11. Охлаждающим агентом является жидкий азот

12. Для нагрева свариваемых изделий служит нагреватель 13, а для снижения теплового потока от нагревателя 13 к ЛПМ служит экран 14. Для эффективного использования охлаждающего агента при охлаждении ловушки, ЛПМ и свариваемых изделий служит обратный клапан 15. Трубопровод 16 соединяет внутренние полости вымораживающей ловушки с полостью охлаждения стаканов 9.

Устройство работает следующим образом.

Во время испытаний сваривался ситалл

СО-115 с титаном через алюминиевую прокладку.

В вакуумной камере 1 на пуансоне 2 и рабочем столе 3 помещают свариваемые изделия 4, 5. Устанавливают термопары (не показаны) на свариавемых изделиях и на дне стаканов и камеру вакуумируют до давления 5x10 Па, при этом свариваемые изделия находятся в разнесенном состоянии, После чего нагревателем 13 температуру свариваемых изделий поднимают до 300330 С, при этом температура на дне стакана должна быть не менее 50-55 С. Затем свариваемые изделия приводят в контакт так, чтобы под действием пружин 8 устранилась неплоскостность свариваемых изделий в зоне сварки и чтобы зазор между нижним торцом штока и дном стакана был зазор не менее хода рабочего стола из положения

"Сварка" в положение "Охлаждение". Положение "Сварка" это когда мы выбрали неплоскостность в зоне сварки, а положение

"Охлаждение", когда рабочий стол коснется

35 торцов криопанелей вымораживающей ловушки, Далее обратные клапаны 15 трубопровода 16 открывают и в вымораживающую ловушку и полость для охлаждения стаканов заливают жидкий азот, Свариваемые изделия зафиксировались в положении "Сварка", После чего свариваемые изделия вновь разносят на расстояние 20 — 25 мм и продолжают нагрев до температуры сварки 500—

550 С. Затем приводят свариваемые изделия в контакт, прикладываютдавление

1,5 МПа и проводят изотермическую выдержку в течение 15 мин, В процессе изотермической выдержки подачу жидкого азота прекращают. За счет теплоты от рабочего стола азот испаряется из полости для охлаждения стаканов, ЛПМ расплавляется (т.пл, галлия 29,7 С) и под действием усилия от пуансона рабочий стол движется к днищу вакуумной камеры и касается криопанелей вымораживающей ловушки. После этого в ловушку заливают жидкий азот при открытом обратном клапане.

Процесс охлаждения сокращается на

60 — 70 от времени естественного охлаждения. После охлаждения изделие выгружают из вакуумной камеры.

Для диффузионной сварки изобретение позволяет осуществить сварку изделий большой площади и номенклатуры без переналадки при минимальной деформации.

Тогда как применение специализированных оправок при одной номенклатуре свариваемых изделий трудно получить качественные соединения при малых деформациях из-за неплоскостности свариваемых изделий.

Формула изобретения

Устройство для диффузионной сварки, содержащее вакуумную камеру с днищем, расположенные в ней пуансон и рабочий стол в виде вращающейся планшайбы, установленной на шариках, о т л и ч а ю щ е е— с я тем, что, с целью повышения качества сварки и производительности, оно снабжено установленными на днище вакуумной камеры охлаждаемыми стаканами, заполненными легкоплавким металлом, подпружиненными штоками, установленными в стаканах с возможностью контактирования их торцов с шариками, и вымораживащей ловушкой с криопанелью, выполненной в виде цилиндров, внутренняя полость которых соединена трубопроводом с обратным клапаном, с полостью охлаждения стаканов, 1736682

Фиг. 1

Соста вител ь А. Ко бло в

Техред М,Моргентал

Редактор М.Келемеш

Корректор И.Муска

Заказ 1854 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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