Способ пайки теплообменных и теплоизолирующих изделий

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К двТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт, свид-ву (22) Заявлено02.08.76 (21) 2389281/25-27 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет—

Опубликовано 25.02.79.Бюллетень _#_ 7 цл648364

Союз Советских

Социалистических

Республик (51) M. Кл.

В 23 К 31/02

Государстаенный комитет

СССР по делам нзойретеннй н открытий (53) УДК 621.791, .3(088.8) Дата опубликования описания38 02.7>

А. В. Барсуков, H. Г. Музалевский, E. Б. Сучков и И, Ю, Дурасова (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПАЙКИ ТЕПЛООБМЕННЫХ

И ТЕПЛОИЗОЛИРУЮЩИХ ЭЛЕМЕНТОВ

Изобретение относится к области пайки, в частности к способам пайки изделий с многочисленными паяными соединениями.

Известен способ сборки пластинчатых теплообменников, заключающийся в том, что при сборке на соединяемые поверхности элементов пакета теплообменника наносят клейкое вещество, способное при нагреве разлагаться без остатка, затем на это клейкое вещество наносят порошок припоя. После этого производят сборку элементов изделия и нагревают изделия в среде водорода, в процессе нагрева сначала (при температуре 538 С) происходит испарение клейкого вещества, а затем (при температуре 1027 С) расплавление порошкового припоя. Расплавившийся припой растекается, заполняет капиллярные зазоры между элементами пакета и сое диняет элементы в единую конструкцию. В качестве клейкого вещества используют жидкую эпоксидную смолу — производное эпихлоргидрина и бифенола А, без отвердителя, со сроком жизни, большим или равньв.

48 час (1).

Однако указанный способ имеет существенные недостатки. Ограниченный срок жизни используемых эпоксидных смол требует достаточно быстрого (в течение 48 час) выполнения операций нанесения порошка припоя и его расплавления, что в условиях производства достаточно затруднительно, а то, что порошок припоя наносят на обладающее большой вязкостью вещество, в процессе сборки элементов в пакет приводит к нарушениям сплошности покрытия за счет неизбежных механических воздействий элементов пакета друг с другом.

Кроме того, примененный метод сборки с

10 заранее нанесенным на элементы порошком припоя приводит к неизбежному увеличению размеров пакета вследствие суммирования слоев порошка с клейким веществом «а всех элементах пакета. При расплавлении припоя

1 это вызывает значительную усадку пакета, что неблагоприятно сказывается на его качестве.

Использование вещества, сохраняюгцего клеящие свойства в течение всего процесса сборки, приводит к налипанию на него люд бых посторонних частиц (пыли) на участке сборки, а также к налипанию самого клейкого вещества (эпоксидной смолы) на руки рабочего-сборщика, что значительно усложняет процесс сборки.

648364

ЗО

Наиболее близким к предложенному является способ сборки теплоизолирующих изделий пластинчатого типа, который заключается в том, что на каждый элемент изделия сначала наносят раствор полимерного вещества, способного при нагреве разлагаться без остатка, и сохраняющего клеящие (адгезионные) свойства даже после испарения растворителя. Затем мягкой кистью на поверхности элементов наносят слой порошкового припоя. Для более равномерного распределения поверхности с нанесенным порошком прокатывают роликом, после чего производят сборку элементов пакета в изделие, а затем нагрев пакета и расплавление порошкового припоя (2).

При анализе прототипа выяснилось, что применение полимерного вещества, сохраняющего свои адгезионные свойства даже после испарения растворителя, исключает недостаток, отмеченный у первого аналога. Однако, прототипу присущи все остальные недостатки, отмеченные у первого аналога, а именно, нарушение сплошности покрытия при сборке элементов в изделие, увеличение размеров пакета за счет слоев порошкового припоя на элементах пакета, налипание на пгкрытые клейким веществом элементы пакета посторонних частиц, находящихся на участке сборки, а также налипание клейкого вещества на руки рабочего сборщика.

Кроме того, Представляется весьма затруднительным нанесение порошкового припоя на гофрированные пластины пакета теплообменника способом, описанным в прототипе, так как при нанесении раствора полимерного вещества на гофрированные пластины происходит его стекание на вогнутые участки, где раствор в основном и скапливается.

Большая часть наносимого затем порошкового припоя также скапливается в основном на вогнутых участках гофрированных пластин.

Применить прокатку роликом для более равномерного распределения порошкового припоя, как это предусмотрено в прототипе, на гофрированных пластинах не представляется возможным. Неравномерное нанесение порошкового припоя на гофрированные пластины пакета теплообменника в процессе расплавления припоя приводит к дефектам в соединении элементов пакета друг с другом и, как следствие; к снижению прочности и герметичности пакета теплообменника.

Целью настоящего изобретения является улучшение качества пайки и улучшение условий труда.

Поставленная цель достигается тем, что для покрытия поверхности паяемых деталей используют полимерное вещество, затвердевающее после испарения из него растворителя, а нанесение порошкового припоя на слой полимерного покрытия производят после сборки деталей в изделие при нагреве его до температуры размягчения слои полимерного вещества и появления у него клеящих свойств, после чего следует нагрев изделия до температуры пайки.

Процесс осуществляется следующим образом. На поверхности паяемых деталей (элементы пластинчатого теплообменника) наносят тонкий слой раствора полимерного вещества, после чего производят сушку элементов до полного удаления растворителя.

При этом применяют. термопластичные полимерные вещества, которые после испарения на них растворителя переходят в твердое состояние, а их поверхность при комнатной температуре не обладает клеящими (адгезионными) свойствами. Применяемые полимерные вещества должны также при нагреве (выше 300 С) разлагаться без остатка.

После того, как нанесенное на поверхности элементов пакета теплообменника полимерное вещество затвердеет (после испарения растворителя), производят установку элементов теплообменника в приспособление, которое жестко фиксирует элементы пакета между собой. Затем собранный в приспособление пакет помещают в емкость и засылают его полости, образованные гофрированными пластинами, порошковым припоем, после чего выдерживают засыпанный порошком припоя пакет теплообменника при температуре 0,8 — 1,5 Тт, где Т вЂ” темпера- тура текучести применяемого полимерного вещества.

Для ускорения процесса нанесения порошкового припоя на поверхности элементов пакета пластинчатого теплообменника целесообразно производить предварительно подогрев собранного в приспособление пакета и порошка припоя перед засыпкой до температуры 0,8 — 1,5 Т, Нагрев до таких температур способствует размягчению слоя полимерного вещества и появлению у него клеящих (адгезионных) свойств. Во время нахождения теплообменника в порошковом припое частицы порошка надежно слипаются с поверхностью полимерного вещества, что позволяет, выбирая необходимый гранулометрический состав порошка, строго. дозировать количество наносимого припоя. При этом толщина слоя порошкового припоя, налипающего на полимерное вещество, практически равняется величине частицы наносимого порошка и не зависит от толщины слоя полимерного вещества.

Заполнение полостей пакета теплообменника порошком припоя можно производить путем погружения пакета в псевдоожиженный или виброожиженный слой порошка.

По истечении необходимого времени пакет теплообменника освобождают от порошка, излишки которого стряхивают и пакет

648364

Формула изобретения

Составитель Ф. Конопелько

Техред О. Луговая Корректор A. Власенко

Тираж 1221 Подписное

ИИИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий ! 13035, Москва, %-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Редактор А. Абрамов

Заказ 442/12 охлаждают. При охлаждении полимерное вещество вновь затвердевает, а налипший на его поверхность слой порошкового припоя оказь!вается прочно соединенным с ним.

Следующую операцию расплавления припоя выполняют в печах с контролируемой атмосферой по режиму, оптимальному для применяемого порошкового припоя.

Использование предлагаемого способа сборки пакета пластинчатого теплообменника обеспечивает по сравнению с известными способами следующие преимущества: а) повышает прочность сцепления порошка припоя с полимерным веществом; б) позволяет наносить порошковый припой тонким, равномерным слоем на поверхности практически с любым радиусом кривизны; в) исключает увеличение размеров пакета в процессе сборки; г) предотвращает налипание в процессе сборки постоянных частиц на соединяемые поверхности;д) позволяет "эхранять элементы пакета теплообменника с нанесенным на них полимерным веществом в течение практически неограниченного времени; е) предотврашает нарушения сплошности покрытия от механических воздействий в процессе установки элементов в пакет. Пример. Производилась сборка пакета пластинчатого теплообменника из нер>кавеюгцей стали. На элементы пакета наносили раствор сополимера бутилметакрилата и метакриловой кислоты, в которой для придания окраски был введен хризондин. Элементы пакета с нанесенным раствором высушивались до удаления растворителя и затвердевания полимерного вещества. Затем элементы с нанесенным на них полимерным веществом собирались в соответствующее приспособление.

Установленный в приспособление пакет теплообменника помещали в емкость и его полости засыпали порошком припоя системы медь — никель — марганец. Порошок припоя и сам установленный в приспособление пакет перед засыпкой прогревали до температуры 150 †1 С.,Затем емкость с установленным в ней пакетом выдерживали при температуре 150 — 160 С в течение полутора часов. После этого излишки порошка припоя

10 ссыпались из пакета и последний охлаждался до комнатной температуры.

Расплавление нанесенного припоя проводили в атмосфере гологенизированного аргона при температуре 1000 С.

Способ пайки теплообменных и теплоизолирующих изделий, при котором производят

20 покрытие поверхности паяемых деталей слоем раствора полимерного вещества, способного при нагреве разлагаться без остатка, испарение растворителя, нанесение на слой полимерного вещества порошкового припоя и нагрев изделия /1о температуры пайки, отличающийсяя тем, что, с целью повышения качества пайки и улучшения условий труда, используют полимерное вещество, затвердевающее после испарения из него растворителя, а нанесение порошкового припоя на слой полимерного покрытия производят после сборки деталей в изделие при нагреве его до температуры размягчения слоя полимерного вещества и появления у него клеягцих свойств.

Источники информации, принятые во вни35 мание при экспертиЗе

1. Патент США № 3479731, кл. 29 — 472,3, 1969.

2. Патент Англии № 1334683, кл. В 3 R, 1973.