Способ пайки крупногабаритного стального узла, содержащего не менее 2 днищ, соединенных посредством трубчатых элементов



Способ пайки крупногабаритного стального узла, содержащего не менее 2 днищ, соединенных посредством трубчатых элементов
Способ пайки крупногабаритного стального узла, содержащего не менее 2 днищ, соединенных посредством трубчатых элементов

 


Владельцы патента RU 2403133:

Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный космический научно-производственный центр имени М.В. Хруничева" (ФГУП "ГКНПЦ им. М.В. Хруничева") (RU)

Изобретение может быть использовано в космической технике. Осуществляют пайку крупногабаритного стального сборочного узла, имеющего не менее двух днищ с многочисленными соосными отверстиями, в которые вставлены трубчатые элементы, например форсунки. В каждом трубчатом элементе в местах его соединения с днищами выполняют проточки для размещения в них дозированных колец припоя. Ниже проточки формируют коническую поверхность, конусность которой выбирают из условия заполнения расплавленным припоем капиллярного зазора, образованного между соединяемыми деталями узла. Способ позволяет повысить качество паяных соединений деталей, исключая непропаи как в местах плотного контакта, так и при максимальном зазоре соединений. 2 ил.

 

Изобретение относится к способу пайки в вакууме стального сборочного узла, имеющего не менее двух днищ, в которых выполняют многочисленные отверстия, в каждое из которых также вставляют трубчатые элементы (форсунки) с припоем, а именно может быть использовано в космической технике.

Известен метод оценки капиллярных свойств припоя (Справочник по пайке. Под ред. С.Н.Лоцманова, И.Е.Петрунина, В.П.Фролова. М.: Машиностроение, 1975 г., с.27). Этот метод справедлив для припоя, состав которого не изменяется при нагреве до температуры пайки.

Известен способ получения качественных паяных соединений при строгом фиксированном зазоре между деталями и быстром нагреве (в течение 10-15 с) стыка до заданной температуры, что исключает возможность испарения летучих компонентов припоя, обеспечивая заполнение строго фиксированного капиллярного зазора между деталями (Пайка ниппельных соединений стальных трубопроводов малых диаметров, журнал «Сварочное производство», №7, 1986 г., с.15-16).

Рассмотренный метод фиксирования неприемлем для многочисленных трубчатых элементов в стальных днищах.

Задачей предлагаемого изобретения является повышение качества паяных деталей, исключая непропаи как в местах плотного контакта, так и максимальном зазоре соединений.

Техническая задача решается с помощью пайки крупногабаритного стального узла, содержащего не менее 2-х днищ, соединенных посредством трубчатых элементов. Сначала проводят подготовку поверхностей деталей узла под пайку. Затем размещают припой и производят сборку узла. Собранный узел нагревают в камере с выдержкой при температуре пайки и потом охлаждают вместе с камерой. В каждом трубчатом элементе в местах его соединения с днищами выполняют проточки для размещения в них припоя. Ниже проточки формируют коническую поверхность, конусность α которой выбирают из условия заполнения расплавленным припоем капиллярного зазора С (C=Smax), образованного между соединяемыми деталями узла и длины капилляра В (фиг.2). Одновременный и быстрый нагрев до требуемой температуры всех элементов сборки под пайку невозможен из-за низкой теплопроводности стали. И в процессе достижения заданного режима пайки произойдет неизбежное испарение компонентов припоя и снижение его жидкотекучести (например, Mn - марганца в припоях типа Г40НХ). Соединения трубчатых элементов с днищами должны удовлетворять требованиям высокой прочности при абсолютной герметичности мест стыковки деталей. Эти требования обеспечиваются технологическим процессом пайки сложным по составу многокомпонентным припоем типа Г40НХ при общем нагреве сборочного узла до заданной температуры.

Способ пояснен чертежами: на фиг.1 изображен существующий способ формирования капиллярного зазора, на фиг.2 - предлагаемый способ пайки крупногабаритного стального узла, содержащего не менее 2-х днищ, соединенных посредством трубчатых элементов.

Крупногабаритный сборочный узел состоит из верхнего 2 и нижнего 3 стальных днищ, в которых выполнены многочисленные отверстия, в каждое из которых также вставлены трубчатые элементы 1 с припоем 4. В трубчатых элементах (форсунках) выполняют отверстия для подачи Г - горючего и О - окислителя. Все детали сборочного узла подвергают тщательной обработке (очистке) в органических растворителях. А чтобы исключить выпадение трубчатых элементов из узла осуществляют их фиксацию - обжимку.

Способ пайки осуществляют следующим образом.

Под постановку трубчатых элементов 1 (форсунок) обработка ведется совместно по днищам 2 и 3. Поверхности под постановку, как правило, покрывают никелем. В проточке, выполненной по наружной поверхности в трубчатом элементе 1, устанавливают припой 4, размеры которого при расплавлении гарантируют заполнение капиллярного зазора С. С целью улучшения качества паяного соединения ниже проточки формируют коническую поверхность, конусность которой выбирают из условия заполнения расплавленным припоем капиллярного зазора, состав которого неизбежно изменяется в процессе нагрева до заданной температуры и устраняется участок гарантированного непропая между деталями из-за неизбежного эксцентриситета элементов сборки. Узел готов к пайке. Пайку выполняют в вакуумных печах или в герметичных контейнерах при их внешнем нагреве. Качество паяных соединений гарантировано при достижении режима пайки 1220±10°С, времени выдержки 5 минут, остаточном давлении вакуума ≈1×10-4 мм рт.ст.

Таким образом, данный способ позволяет повысить качество паяных деталей, исключая непропаи как в местах плотного контакта, так и максимальном зазоре соединений.

Способ пайки крупногабаритного стального узла, содержащего не менее 2 днищ, соединенных посредством трубчатых элементов, при котором проводят подготовку поверхностей деталей узла под пайку, размещение припоя, сборку, нагрев собранного узла в камере с выдержкой при температуре пайки и охлаждение вместе с камерой, при этом в каждом трубчатом элементе в местах его соединения с днищами выполняют проточки для размещения в них припоя, а ниже проточки формируют коническую поверхность, конусность которой выбирают из условия заполнения расплавленным припоем капиллярного зазора, образованного между соединяемыми деталями узла.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к пайке и может быть использовано в различных отраслях машиностроения, в частности авиационной, при изготовлении и ремонте различных паяных конструкций.

Изобретение относится к способу сварки неплавящимся электродом в защитных газах корневых слоев сварных соединений и может быть использовано при сварке во всех пространственных положениях.

Изобретение относится к способу дуговой сварки вольфрамовым электродом в среде инертного газа первой детали с первой стенкой и торцевой кромкой со второй деталью со второй стенкой и кромкой, причем обе детали сваривают друг с другом вдоль поверхности соединения между упомянутыми кромками, вдоль которой первая стенка образует выступающий угол со второй стенкой.

Изобретение относится к электродуговой сварке и может быть использовано в различных отраслях промышленности преимущественно для сварки стыковых соединений металлических листов больших толщин плавящимся электродом в среде защитных газов в горизонтальном и вертикальном пространственных положениях.
Изобретение относится к способу устранения дефектов преимущественно в толстостенных стальных конструкциях, выполненных из высокопрочных трудно свариваемых сплавов, например из дисперсионно-твердеющего сплава на никелевой основе.

Изобретение относится к технологии получения неразъемных соединений, в частности к способу дуговой сварки в инертных газах стыковых соединений разнородных алюминиевых сплавов, и может быть использовано в авиастроении, ракетостроении, судостроении и других отраслях машиностроения для получения соединений панельных конструкций из алюминиевых сплавов.

Изобретение относится к способам сварки кольцевых стыков труб и трубопроводов и может быть использовано как при производстве сварных труб в электросварочных агрегатах, так и при строительстве магистральных, промысловых и морских трубопроводов в нефтяной и газовой промышленности.
Изобретение относится к сварке, в частности к способу легирования сварного шва при дуговой сварке плавлением в среде углекислого газа, и может найти применение в сельхозмашиностроении для изготовления стрельчатых лап почвообрабатывающих орудий.

Изобретение относится к способам подготовки концов труб с внутренним полимерным покрытием под сварку и может быть использовано при ремонте трубопроводов. .

Изобретение относится к области обработки металлов давлением и может быть использовано при ремонте трубопроводов из стальных труб. .

Изобретение относится к области металлургии, в частности к устройствам для получения покрытий из материалов с эффектом памяти формы на цилиндрической поверхности деталей.

Изобретение относится к способу изготовления облегченной лопатки для газотурбинных двигателей и может найти использование в энергетическом машиностроении. .

Изобретение относится к способу и устройству для плазменной обработки тела вращения и может найти применение при упрочнении железнодорожных колес. .

Изобретение относится к способу и устройству послойного изготовления трехмерных объектов с использованием порошкового материала. .

Изобретение относится к способу сварки анода с контактом и металлокерамическим изолятором камеры на плазменном фокусе и может найти применение при изготовлении камеры на плазменном фокусе.

Изобретение относится к области индукционной электротехнологии и может найти широкое применение для предварительного и сопутствующего подогрева при строительстве трубопроводов, предварительного и сопутствующего подогрева соединений узлов врезки при сварке на действующем газонефтепродуктопроводе, термообработки сварных швов, нагрева стенок резервуаров нефтегазовой отрасли, изоляции нефтепродуктопроводов, снятия поликенового покрытия с демонтированных секций нефтепродуктопроводов, а также для трубогибов.

Изобретение относится к пайке и может быть использовано в различных отраслях машиностроения, в частности авиационной, при изготовлении и ремонте различных паяных конструкций.

Изобретение относится к оборудованию для термического напыления порошкообразных материалов, к интерфейсу сменного сопла для использования с плазменной пушкой для термического напыления.

Изобретение относится к сварочному производству, а именно к способу контактной рельефной двухконтурной сварки деталей гидроприводов, в частности, штуцера и корпуса.
Наверх