Конструкция паяного соединения сапфирового окна с металлическим корпусом

 

(йi 681026

I !

ОП ИСАНИЕ ИЗОВРЕТЕН ИЯ

Союз Соввтскмк

Соцмалмстичвскмк

Республик

И АВТОооСКОМУ СВИДВТБИЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 25.05.77 (21) 2489233/25 — 27 с присоединением заявки № (23) Приоритет (51) М. Кл, С 04 В 37/02

В 23 К 1/00

Гооудоротоояявб комитет

СССР оо делам язобретояяй и открмтяй

Опубликовано 25.08.79 ° Бюллетень № 31

Дата опубликования описания 25.08.79 (53) УДК 621.791.3 (088.8) (72) Авторы изобретения

Ю. В, Найдич, В. С. Журавлев, Н. Н. Фрумина и Г. В. Васильцев (71) Заявитель

Институт проблем материаловедения AH Украинской CCP (54) КОНСТРУКЦИЯ ПАЯНОГО СОЕДИНЕНИЯ САПФИРОВОГО

ОКНА С МЕТАЛЛИЧЕСКИМ КОРПУСОМ

Изобретение относится к пайке, в частности к конструкциям паяных соединений, и может быть использовано в оптическом приборостроении.

Известна конструкция паяного соединения керамического диска с металлическим кор усом, в которой с целью повышения механической и термической прочности в зоне сная создаются напряжения сжатия путем увеличения толщины стенки паяемого корпуса (1).

Утолщение корпуса в зоне сная увеличивает

его габариты и усложняет систему герметизации данного прибора и исследуемого объекта.

Кроме того, конструкции этих соединений не рассчитаны на работу при высоких давлениях и действии температуры.

Известна конструкция паяного соединения сапфирового окна с металлическим корпусом, содержащая сапфировое окно, металлический корпус цилиндрической формы и дополнительную втулку с буртом, обращенным в сторону окна 121.

Металлический корпус выполнен из сплава на основе титана. Пайка происходит по торцовой плоскости корпуса. Используемый медносеребряный припой при пайке насыщается титаном, что приводит к расслоению расплава и возникновению двух фаз, различающихся по значениям микротвердости в 5 раз, обладающих пониженной адгезией друг к другу и имеющих различный удельный вес.

Недостатками данной конструкции является наличие в зоне пайки сапфира двухфазного припоя и неконтролируемое его распределение, что значительно уменьшает прочность сная и надежность работы в режиме термических нагрузок и часто является причиной нарушения герметичности сная.

Целью изобретения является повышение надежности сная при использовании припоя, образующего с материалом корпуса или втул. кн расслаивающиеся в жидком состоянии растворы, Это достигается телескопическим расположением втулки относительно корпуса с величи. ной нахлестки, составляющей I-4 толщины сапфирового окна, причем пластичная фаза припоя размещена в зоне сная сапфира с кор681026

UHHHf1H

Тираж 702

Заказ 5015 22

Подписное

3 пусом и втулкой, а хрупкая фаза — в удаленном от сапфира участке. кольцевого зазора.

На чертеже изображено соединение титановой втулки с сапфировым окном и корпусом прибора припоем.

В титановую втулку 1 вставляется сапфировое окно 2 с зазором 0,04 — 0,07 мм, затем вставляется цилиндрический корпус 3 с зазором 0,04-0,07 мм, припой ПСР— 72 в виде проволоки 4 помещается в специальную проточку, имеющуюся в верхней части втулки. щ

В этой проточке припой плавится, взаимодействует с материалом втулки (титаном), пасы. шается им н расслаивается. Хрупкая фаза, как более легкая, остается s верхней части спая, а пластичная фаза на основе серебра поступает в капилляр, образованный в верхней части спая стенками корпус — втулка, а в нижней — втулка — сапфировое окно. Высота 11 титановой втулки выбирается такой, чтобы при протекании припоя между втулкой и корпу- @ сом фаза расслаивалась на основе меди, и определяется количеством припоя, необходимым для пайки сапфирового окна толщиной

hq. Экспериментально установлено, что при капилляре толщиной 0,04 — 0,07 мм высота втулки должна составлять 2 — 5 толщин паяемого окна

Величина нахлестки втулки и корпуса составляет 1-4 толщин сапфира. Локальный микрорентгеиоспектральный анализ показал, что припой в зоне сная с сапфиром представляет собой сплав на основе серебра с содержанием меди 6 — 8% и титана 0,1%, обладающий микротвердостью 60 — 70 кг/мм2.

Используя предлагаемую конструкцию, была изготовлена серия спаев с сапфировыми окнами диаметром 15 мм и высотой 2,5 мм. Все спаи без нарушения вакуумной плотности выдержали 100 термоциклов на воздухе в режиме 20 — 650-20 C со средней скоростью нагрева и охлаждения не менее 300 град/мин при атмосферном давлении и 10 термоциклов при перепаде давления 25 атм.

Формула изобретения

Конструкция паяного соединения сапфирового окна с металлическим корпусом, содержащая сапфировое окно, металлический корпус цилиндрической формы и дополнительную втулку с буртом, обращенным в сторону окна, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности спая при использовании припоя, образующего с материалом корпуса или втулки расслаивающиеся в жидком состоянии растворы, втулка соединена с корпусом телескопически с величиной нахлестки, составляющей 1 — 4 толщии сапфирового окна, причем пластичная фаза припоя размещена в зоне сная сапфира с корпусом и втулкой, а хрупкая фаза — в удаленном от сапфира участке кольцевого зазора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР N 156038, кл. С 04 В 37/02, 1962.

2. Никифорова 3. В. и др. Сварочное производство, 1974, N 3, с. 35 — 36, Филиал ППП "Патент", г. Ужгорол. ул. Проекэная,э