Способ бесфлюсовой пайки алюминиевых изделий


B23K103/10 - Пайка или распаивание; сварка; плакирование или нанесение покрытий пайкой или сваркой; резка путем местного нагрева, например газопламенная резка; обработка металла лазерным лучом (изготовление изделий с металлическими покрытиями экструдированием металла B21C 23/22; нанесение облицовки или покрытий литьем B22D 19/08; литье погружением B22D 23/04; изготовление составных слоистых материалов путем спекания металлического порошка B22F 7/00; устройства для копирования и регулирования на металлообрабатывающих станках B23Q; покрытие металлов или материалов металлами, не отнесенными к другим классам C23C; горелки F23D)

Владельцы патента RU 2623543:

Публичное акционерное общество криогенного машиностроения (ПАО "Криогенмаш") (RU)

Изобретение может быть использовано для бесфлюсовой пайки алюминиевых изделий, например пластинчато-ребристых теплообменников. В зоне пайки размещают припой на основе силумина. Загружают изделия с твердым неиспаряемым геттером в камеру печи. Нагрев осуществляют в вакууме (1-5)⋅10-3 Па с периодическими выдержками при температуре 180-200°С и 520-550°С в течение 1-5 ч для выравнивания поля температур в изделии. Выдерживают изделие при температуре пайки в течение 1-5 ч. Охлаждение изделия и геттера осуществляют в вакууме с промежуточной выдержкой при температуре 480-500°С в течение 1-3 часов для регенерации геттера. Охлаждение до 100°С проводят в вакууме, после чего изделие с твердым неиспаряемым геттером охлаждают на воздухе. Способ обеспечивает проведение процесса практически в безокислительной атмосфере, что позволяет получить прочноплотные паяные соединения, в частности с высокой плотностью на срез.

 

Изобретение относится к пайке, в частности к способам бесфлюсовой пайки алюминиевых изделий, например пластинчато-ребристых теплообменников. Способ может найти применение в различных отраслях техники.

Известен способ бесфлюсовой пайки алюминия и его сплавов в вакууме в присутствии паров магния (см. US 3321828 (А), опубл. 30.05.1967), заключающийся в том, что в вакуумную печь рядом с собранными паяемыми деталями помещают навески металла, содержащего магний, производят вакуумирование и нагрев до температуры пайки. Пары магния, способствующие пайке алюминия, образуются за счет испарения с поверхности навесок металла. Недостатком этого способа является конденсация паров магния на стенках камеры печи, экранов, нагревательных элементов и вакуумной системы, что может привести к выходу их строя и требует их периодической очистки.

Известен способ бесфлюсовой пайки алюминиевых конструкций, принятый за прототип (см. RU 2124971 С1, опубл. 07.05.1997), в котором паяемое изделие собирают с размещением в зоне пайки припоя на основе силумина, загружают изделие с твердым неиспаряемым геттером в камеру печи, многократно вакуумируют камеру с последующим заполнением после каждого вакуумирования инертным газом с точкой росы не выше -90°С с содержанием кислорода не более 5⋅10-5 об. %, нагревают изделие до температуры пайки инертным газом, циркуляцию и повышение температуры которого обеспечивают аэродинамическими нагревателями, встроенными в камеру печи, причем нагрев изделия и геттера ведут одновременно, после нагрева до 300-320°С дегазируют изделие и геттер в вакууме (1-9)⋅10-2 Па в течение 1-10 ч, после нагрева до 500-520°С дегазируют изделие и геттер в вакууме (1-9)⋅10-1 Па в течение 1-3 ч, а охлаждение изделия до 400-450°С ведут в статической атмосфере инертного газа. Способ обеспечивает получение прочноплотных паяных соединений без присутствия в припое магния и его паров в камере пайки и поэтому не требует очистки стенок камеры, экранов, нагревательных элементов и вакуумной системы. Однако недостатком указанного способа является необходимость предварительной очистки инертного газа от примесей кислорода и паров воды, а также многократного вакуумирования камеры с целью дегазации изделия и геттера в процессе нагрева.

Цель настоящего изобретения состоит в улучшении процессов бесфлюсовой пайки в вакуумных печах.

Технический результат - упрощение процесса бесфлюсовой пайки алюминиевых изделий.

Технический результат достигается тем, что способ бесфлюсовой пайки алюминиевых изделий, преимущественно пластинчато-ребристых теплообменников, включает сборку деталей изделия с размещением в зоне пайки припоя на основе силумина, загрузку изделия с твердым неиспаряемым геттером в камеру печи и ее вакуумирование, нагрев изделия одновременно с геттером до температуры пайки и последующее охлаждение, нагрев ведут в вакууме (1-5)⋅10-3 Па с периодическими выдержками при температуре 180-200°С и 520-550°С в течение 1-5 часов для выравнивания поля температур в изделии, выдерживают изделие при температуре пайки в течение 1-5 часов, а охлаждение изделия и геттера осуществляют в вакууме с промежуточной выдержкой при температуре 480-500°С в течение 1-3 часов для регенерации геттера, дальнейшее охлаждение до 100°С ведут в вакууме, после чего изделие с твердым неиспаряемым геттером охлаждают на воздухе.

Непосредственно в процессе нагрева и пайки дополнительная очистка атмосферы камеры производится с помощью неиспаряемого геттера, активность которого по отношению к окислителям (кислороду и парам воды) выше, чем у алюминиевых сплавов и стали 12Х18Н10Т (материал камеры). Поэтому геттер, находясь в камере пайки, будет окисляться в первую очередь, создавая тем самым условия, необходимые для пайки алюминиевых изделий. Паяемое изделие собирают с размещением в зоне пайки припоя на основе силумина, загружают изделие с твердым неиспаряемым геттером в камеру печи, нагревают изделие вместе с геттером в вакууме. Способ реализуется следующим образом.

Паяемое изделие собирают с размещением припоя в зоне пайки и устанавливают в печь вместе с геттером в виде пластин, например, из пористого титана. Применение неиспаряемого геттера при пайке алюминиевых сплавов позволяет вести процесс пайки практически в безокислительной атмосфере. Камеру вакуумируют до давления (1-5)⋅10-3 Па. Нагрев изделия вместе с геттером от комнатной температуры до температуры пайки производят в вакууме с промежуточными выдержками для выравнивания поля температур изделия. Охлаждение осуществляют с выдержкой при температуре 480-500°С в течение 1-5 часов для регенерации геттера, что обеспечивает возможность многократного его использования.

Приведенный режим нагрева и использование неиспаряемого геттера позволяет вести процесс пайки практически в безокислительной атмосфере, что обеспечивает получение в изделиях прочноплотных соединений. Установлено, что при пайке, например, алюминиевого сплава АМц эвтектическим силумином прочность на срез паяных соединений составляет 100 МПа.

Пакет пластинчато-ребристого теплообменника, собранный в сборочно-паяльном приспособлении, устанавливают вместе с геттером в вакуумную печь. Камеру вакуумируют до давления 3⋅10-3 Па. Затем осуществляют нагрев и пайку пакета в вакууме (1-5)⋅10-3 Па с выдержками при температуре 180-200°С и 520-550°С в течение 1-5 часов для выравнивания поля температур в изделии, выдерживают изделие при температуре пайки в течение 1-5 часов, а охлаждение изделия и геттера осуществляют в вакууме с промежуточной выдержкой - при температуре 480-500°С в течение 1-3 часов для регенерации геттера, дальнейшее охлаждение до 100°С ведут в вакууме, после чего изделие с твердым неиспаряемым геттером охлаждают на воздухе. Паяный пакет испытан на прочность давлением 12,5 кг/см2.

Технический результат при осуществлении изобретения достигается за счет применения неиспаряемого геттера при нагреве изделия и геттера в вакууме с периодическими выдержками для выравнивания поля температур в изделии и охлаждения изделия и геттера в вакууме с промежуточной выдержкой для регенерации геттера.

Способ бесфлюсовой пайки алюминиевых изделий, преимущественно пластинчато-ребристых теплообменников, включающий сборку деталей изделия с размещением в зоне пайки припоя на основе силумина, загрузку изделия с твердым неиспаряемым геттером в камеру печи и ее вакуумирование, нагрев изделия одновременно с геттером до температуры пайки и последующее охлаждение, отличающийся тем, что нагрев ведут в вакууме (1-5)⋅10-3 Па с периодическими выдержками при температуре 180-200°С и 520-550°С в течение 1-5 ч для выравнивания поля температур в изделии, выдерживают изделие при температуре пайки в течение 1-5 ч, а охлаждение изделия и геттера осуществляют в вакууме с промежуточной выдержкой при температуре 480-500°С в течение 1-3 ч для регенерации геттера, дальнейшее охлаждение до 100°С ведут в вакууме, после чего изделие с твердым неиспаряемым геттером охлаждают на воздухе.



 

Похожие патенты:
Изобретение может быть использовано для получения диффузионной сваркой в вакууме трубчатых переходников титан - нержавеющая сталь. Телескопически соединяют трубчатую деталь переходника из титана и расположенную снаружи нее трубчатую деталь переходника из нержавеющей стали, на внутренней поверхности которой выполнены кольцевые канавки глубиной не более 0,5 мм.
Изобретение может быть использовано для получения сварных конструкций алюминиевых сплавов методом сварки трением с перемешиванием, в частности для соединения листов из сплавов системы Al-Mg.

Изобретение может быть использовано при получении листового композиционного материала системы титан-алюминий для изготовления деталей летательных аппаратов, в том числе подвергаемых повышенным тепловым нагрузкам.

Изобретение может быть использовано при изготовлении тонких биметаллических полос, содержащих слои из сплавов алюминия и сплавов меди. Биметаллическая полоса содержит основной слой на основе алюминия в отожженном состоянии и, по крайней мере, один плакирующий слой на основе меди в отожженном состоянии.

Изобретение может быть использовано при производстве свинцовых аккумуляторов, в частности для батарей резервного питания и двойного назначения. Флюс содержит бромистоводородную кислоту, моноэтаноламин, изопропиловый спирт, N-Метил-2-пирролидон и адипиновую кислоту при следующем соотношении компонентов, мас.%: N-Метил-2-пирролидон 35-54, изопропиловый спирт 5-9, адипиновая кислота 15-30, бромистоводородная кислота 40%-ная 10-25, моноэтаноламин 3-10.

Изобретение относится к устройству железнодорожного пути и может быть использовано при ремонте или укладке бесстыкового пути. Для соединения рельсовых плетей с восстановлением температурного режима работы бесстыкового пути при низких температурах сваривают концы примыкающих рельсовых плетей с применением натяжного устройства.

Изобретение может быть использовано для получения коррозионно-стойкого медно-никелевого покрытия на уплотнительном поле узла затвора арматуры из алюминиево-никелевой бронзы.

Изобретение относится к способу сварки труб большого диаметра. Выполняют прихваточный шов сварочной горелкой с одновременным слежением за стыком кромок с помощью сканирующего датчика, расположенного перед сварочной горелкой.

Способ может быть использован при сварке трубчатых деталей различного назначения с использованием прессовой сварки с нагревом дугой, управляемой магнитным полем. В процессе сварки проводят первоначальное сжатие торцов труб для короткого замыкания, после чего подают напряжение и обеспечивают отскок между трубами, что приводит к поджиганию дуги.

Изобретение относится к способу изготовлению сварных корпусов сосудов высокого давления из высокопрочных легированных сталей. Вначале получают тонкостенную оболочку путем резки труб из стали типа 28Х3СНМВФА на заготовки, калибровки, рекристаллизационного отжига, механической обработки, ротационной вытяжки за несколько переходов с промежуточными отжигами деформирующими роликами с треугольным профилем со скругленными по радиусу или (и) плоскими вершинами, установленными с различными зазорами относительно оправки.

Изобретение может быть использовано при изготовлении вакуумных дугогасительных камер (ВДК) для вакуумных выключателей на номинальное напряжение 110 кВ и выше. Осуществляют сборку предварительно спаянных первым припоем узлов, имеющих один или несколько незапаянных швов между ними.
Способ может быть использован для пайки изделий разной сложности, в том числе тонкостенных, из стали и/или из материалов на основе меди или медных сплавов. На паяемую поверхность наносят покрытие из гальванического никеля толщиной 21-30 мкм.

Изобретение относится к производственному оборудованию (100) непрерывного действия для обработки изделия, устанавливаемого на полосовой основе (101), с использованием пайки. Первое приводное устройство предназначено для перемещения полосовой основы в направлении подачи (X). Полосовая основа перемещается по меньшей мере через две зоны (110, 120, 130) обработки таким образом, чтобы различные области полосовой основы могли обрабатываться одновременно. По меньшей мере две зоны обработки включают первую зону (110, 120) обработки для прерывистого процесса и вторую зону обработки для непрерывного процесса с помощью технологической установки для пайки оплавлением припоя. Установка (130) для пайки содержит по меньшей мере один источник тепла (W) и второе приводное устройство для перемещения этого источника тепла относительно первой зоны обработки вдоль полосовой основы. Второе приводное устройство выполнено с возможностью перемещения источника тепла (W) относительно первой зоны (110, 120) обработки вдоль полосовой основы (101) в направлении, противоположном направлению подачи (X) полосового материала (101), даже в том случае, если первое приводное устройство остается неподвижным. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение может быть использовано при пайке многокристальных силовых полупроводниковых приборов в восстановительной или инертной среде. В отверстие многоместной кассеты предварительно вставляют вспомогательную стеклянную втулку и загружают соединяемые детали сборки полупроводникового прибора, выполненные в виде полупроводниковых кристаллов, теплоотводов и выводов. Размещают между ними припойные прокладки и осуществляют пайку полученной сборки в печи с восстановительной или инертной средой путем нагрева до температуры выше температуры плавления припоя. Внутренний диаметр стеклянной втулки соответствует габаритам загружаемых деталей сборки полупроводникового прибора. Способ позволяет повысить степень центровки элементов сборок полупроводниковых приборов и предотвратить механическое повреждение кристаллов сборок при их выгрузке из кассеты после пайки. 5 ил., 1 табл.

Изобретение может быть использовано для получения термостойкого паяного соединения молибден–графит, в частности для изготовления анодов рентгеновских трубок. Формируют сборку из молибденовой и графитовой деталей и уложенного между ними припоя. Нагревают сборку в вакуумной печи с резистивным нагревом до температуры пайки 1350°С со скоростью нагрева 20°С/мин. Выдерживают при этой температуре 30 мин и охлаждают до температуры 900°С со скоростью охлаждения 20°С/мин, после чего охлаждают паяемую сборку до комнатной температуры со скоростью остывания печи. В качестве припоя используют быстрозакаленный порошковый припой, содержащий компоненты в следующем соотношении, мас. %: ниобий 7-10, цирконий 38-42, бериллий 1,2-1,7, титан - остальное. На поверхность графитовой детали могут быть нанесены концентрические круговые насечки треугольного поперечного сечения с шагом не менее 0,4 мм и не более 0,6 мм, высотой не менее 0,1 мм и не более 0,3 мм. Техническим результатом является повышение термостойкости и прочности паяного соединения молибдена и графита при снижении токсичности используемого припоя. 1 з.п. ф-лы, 7 ил., 2 пр.

Изобретение относится к способу электролитно-плазменной сварки изделий из алюминия и алюминиевого сплава и может быть использовано при производстве металлоконструкций в различных отраслях промышленности. Предварительно совмещают зону сваривания в свариваемых изделиях. Подают на них отрицательный потенциал и погружают зону сваривания в электролит. В электролит погружают также проводящую пластину, на которую подают положительный потенциал. Устанавливают напряжение между катодом, которым являются свариваемые изделия или материалы, и анодом, которым является электролит, в диапазоне 50≤U≤1000 В и ток разряда в диапазоне от 1≤I≤500 А. Зажигают разряд между свариваемыми изделиями. Время сварки устанавливают не менее 1 секунды. В качестве электролита применяют водные растворы солей, или кислот, или щелочей с водородным показателем в диапазоне 2≤pH≤11. Технический результат заключается в обеспечении сварки изделий из алюминия и его сплавов в неинертной (парогазовой) среде без снижения технологических параметров алюминия. 3 ил.

Изобретение относится к устройству для соединения орбитальной сваркой концов уже выверенных и снабженных прихватками труб, в частности из стали, имеющему образованную концами труб разделку кромок под сварку. Устройство состоит из устанавливаемых с обеих сторон на соответствующих концах труб в зоне места сварки и прочно зажимаемых направляющих оснований. Направляющие основания имеют по центру круглую выемку с радиальным отверстием для пропускания и размещения по центру свариваемых труб. Зажимные элементы для зажима направляющих оснований с концами труб прочно присоединены к соответствующим, обращенным от разделки внешним сторонам направляющих оснований. Рама для размещения сварочных и контрольных инструментов с возможностью орбитального перемещения вокруг разделки установлена с возможностью вращения на обращенных к разделке внутренних сторонах направляющих оснований и поворота, по меньшей мере, на 360° вокруг концов труб. 9 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение может быть использовано для наплавки алюминиевых деталей турбомашины посредством сварочного оборудования MIG, например, при ремонте картера удержания. Наплавку осуществляют с использованием проволоки присадочного металла из алюминиевого сплава, состав которого идентичен составу алюминиевого сплава наплавляемой детали с получением валиков большого сечения. Тепловой цикл наплавки выбирают из условия минимального времени пребывания наплавленного металла в интервале хрупкости алюминиевого сплава детали за счет регулирования скорости импульсной подачи присадочной проволоки и скорости наплавки. Способ обеспечивает осуществление наплавки без горячего растрескивания. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 7 ил.
Изобретение может быть использовано при пайке алюминия и его сплавов. Флюс содержит компоненты в следующем соотношении, вес.%: хлорид лития 31-33, фторид алюминия 2-4,5, хлорид бария 18-19, фторид калия 1,5-3, хлорид олова-3-10, хлорид калия остальное. Для получения флюса осуществляют плавку хлорида калия, хлорида лития и хлорида бария при температуре 750-770°C и добавляют в расплав смесь фторида калия и фторида алюминия. Разливают и охлаждают расплав. Измельчают полученный твердый сплав и смешивают его с 3-10% хлорида олова. Расплавляют шихту при температуре 450-500°C и полученный флюс разливают в прутки. Флюс обеспечивает высокую растекаемость припоя и активацию поверхности алюминия при температуре плавления припоя. 2 н.п. ф-лы, 5 пр.
Изобретение может быть использовано для пайки алюминия и его сплавов. Флюс в виде геля содержит солевые компоненты и связующее в виде 2-4%-ного раствора полиизобутилметакрилата в уайт-спирите при следующем соотношении компонентов, мас. %: хлористый магний 36-38, хлористый натрий 7-8, фтористый алюминий 3-5, фтористый калий 3-5, хлористый калий – остальное. Предварительно смешанные солевые компоненты флюса расплавляют. После охлаждения полученного расплава осуществляют измельчение твердого флюса в связующем до получения коллоидного геля. Гелевая структура флюса обеспечивает его стойкость к увлажнению на воздухе, удобное точечное нанесение флюса и хорошую растекаемость припоя. 2 н.п. ф-лы, 1 пр.
Изобретение может быть использовано для ультразвуковой сварки одножильных и многожильных проводов, преимущественно автомобильных и авиационных, как покрытых, так и не покрытых изоляцией, между собой и с другими деталями. Свариваемые части проводов предварительно смачивают жидким испаряющимся флюсом в виде соляного раствора, например на основе нитрата аммония. Сварку осуществляют во влажном состоянии. В процессе сварки происходит испарение жидкой основы флюса, снижающее температуру поверхности инструмента в зоне контакта, а часть растворенной субстанции флюса переходит в мелкодисперсную фазу и осаждается на поверхности сварочного инструмента, образуя теплоизолирующий микрослой. Изобретение позволяет повысить качество сварных соединений одножильных и многожильных проводов из цветных металлов. 2 з.п. ф-лы.
Наверх