Способ нагрева в тлеющем разряде

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

„„927451 (5! ) Дополнительное к авт. свнд-ву (22) Заявлено 23.05.80 (2! ) 2947 680/25-27 с присоединением заявки М (23) Приоритет

Опубликовано 15.05.82. Бюллетень И 18

Дата опубликования описания 17.05.82 (51) М. Кд.

В 23 К 20/14

Государственный комитет во делан иза4ретений и открытий (53 ) УД К 62 1.7 9 1. . 66 (088. 8) Д. И. Котельников и Г. П. Болотов (72) Авторы изобретения

Черниговский филиал Киевского ордена Ленина политехнического института (7l ) Заявитель

0 (54) СПОСОБ НАГРЕВА В ТЛЕЮШЕМ РАЗРЯДЕ

Изобретение относится к технологии нагрева деталей при их соединении и может быть использовано при пайке или сварке в тлеющем разряде изделий, изготовляемых из нескольких различных по форме и массе заготовок, например магнитострикционнт к преобразователей.

Известны способы нагрева в тлеющем разряде, использующие контурные аноды при сварке или переплаве металлов 1).

Однако они применимы для относительно простых изделий, когда составные элементы не существенно отличаются по массе.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сушности и достигаемому эффекту является способ нагрева в тлеющем разряде при соединении массивных деталей с тонкостенными, при котором анод располагают неподвижно и параллельно поверхности контакта деталей (2).

Недостатком способа является низкая производительность из-за длительности нагрева, что обусловлено необходимостью работы на минимальных скоростях нагрева во избежание перегрева тоцкол истовых элементов.

Цель изобретения — повышение произS водительности процесса путем сокращения времени нагрева.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу нагрева в тлевшем разряде при соединении массивных

10 деталей с тонколистовыми, при котором анод располагают неподвижно и параллельно поверхности контакта деталей на массивную деталь со стороны поверхности контакта деталей надевают труб15 чатый металлический экран шириной, равной  — -- -, п х гт ргде 2„„, — сйла сварочного тока, А; — средняя плотность тока, А/мм

1 анод располагают на массивной детали, расстояние его от поверхности контакта деталей берут равным <3 =- R- S пс . где 3, — расстояние от геометрическо центра поверхности Kola HKãà до поверх927 451

3 ности анода, измеренное по нормали к поверхности нагрева, мм;

cL — угол между нормалью к поверхнс=ти нагрева и поверхностью контакта, град., причем расстояние от анода до поверхности нагрева массивной детали равно ширине анода.

На чертеже представлена схема осушествления способа.

Способ осушествляется следующим об- t0 разом.

На поверхность контакта массивной детали 1 устанавливают тонколистовые детали 2. На деталь 1 со стороны поверхности контакта деталей надевают 15 трубчатый ыаталлнчаский экран В шириной В = "с, анод 4 устанавливашт на деталь неподвижно и параллельно поверхности контакта на расстоянии

= Я- 5 a *, причем расстояние от ано- 20 да до поверхности нагрева. массивной детали равно ширине анода. Соединяемые детали устанавливают в вакуумную камеру, создают в ней вакуум и осуществляют нагрев деталей. В процессе нагрева основную энергию плазмы тлеющего разряда концентрируют на поверхности нагрева массивной детали в зоне расположения анода, при этом поверхность контакта деталей нагревается до темпе- Зйй ратуры соединения за счет теплопроводности от массивной детали.

3а счет анода, надетого на массив» ной детали и экрана, защищаюшему тонколистовую деталь от черезмерного нагрева, создается возможность использования больших токов для нагрева без черезмерного нагрева тонколистовой детали, обеспечивается снижение времени нагрева и повышение производительности. 40

Из-за того, что анод располагают от поверхности нагрева на расстоянии, равном ширине анода, обеспечиваются оптимальные условия нагрева поверхности контакта, поэволяюшие так.ке уменьшить .время нагрева и тем самым повысить пооизводительность.

Пример. При изготовлении волновода, состояшего из массивного концентратора и листов трансформаторной стали вначале опредепяют размеры экрана и анода. По чертежу определяют направление радиуса R, нормального к поверхности нагрева, затем определяют размеры сечения анода по следующей зависимости

ql

К=К

С„

К вЂ” коэффициент запаса; .

С вЂ” толшина полосы, иэ которой де- лают анод, 1 — пиковые значения плотности разрядного тока и силы тока при неустойчивых переходных режиьух, когда анод испытывает максимальную тепловую нагрузку. В конкретном случае при, значениях К = 3, 3 = .100 A, .j =- GOOA/см

С = 0,5см, /=1,0см.

Найденную величину откладывают на чертеже по направлению R от поверхносс ти нагрева массивной детали и определяют расположение анода относительно поверхности контакта деталей по зависимости и = Д- Sil d, — гО соби+ р где Р— расстояние от геометрического центра поверхности контакта до поверхности анода, измеренное по нормали к поверхности нагрева, мм; г — радиус поверхности контакта массивной детали, мм; — угол между нормалью к поверхности нагрева и поверхностью контакта, град.; ф — расстояние от анода до поверхности нагрева, равное ширине . анода, при условии, что толщи- . на анода 5 мм.

В конкретном случае 4 = 4й7 см.

По найденным размерам изготавливают анод. Затем определяют размеры экрана по зависимости В =- Ф—

ЯЛQ j где  — ширина экрана, см; д„ „ - сила сварочного тока, А; 4 - средняя плотность тока А/см .

В конкретном случае ширина трубчатого экрана 11,3 см, при толщине стенки 0,1-0,2 см.

По найденным размерам изготавливают трубчатый экрай, надевают его со стороны поверхности контакта деталей на массивную деталь, устанавливают тонколистовые детали и размешают всю сборку в вакуумной камере. На массивную деталь устанавливают анод, в камере создают вакуум и осушествляют нагрев до температуры соединения.

Нагрев до температуры соединения осуществляют и 3-5 раэ быстрее, чем при произвольном положении анода и отсутствии экрана.

Использование изобретения поэволяеч повысить производительность процесса

927 45 1 кольких сложных и различающихся по массе и форме деталей. фор мула изобрете ния

Способ нагрева в тлеющем разряде при соединении массивных дегалей с тонколистовыми, при котором анод располагают неподатно и параллельно по- 0 верхности контакта деталей, о т и и— ч а ю ш и и с я тем, по, с целью повышения производительности процесса путем сокрашения времени нагрева, на массивную деталь со стороны поверх- 15 ности контакта деталей надевают трубчатый металлический экран шириной тих - @. где З,,с, — сила сварочного тока, А; щ — средняя плотность тока, А/мм анод располагают на массивной детали, 6 расстояние его от .поверхности контакта деталей. берут равным a = -- R . Sin с ., где R — расстояние от геомсгрического центра поверхности контакта до поверхности анода, измеренное по нормали к поверхности нагре- ваэ ММо

d, — угол между нормалью к поверхности нагрева и поверхностью контакта, град., причем расстояние от анода до поверхности нагрева массивной детали равно ширине анода.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Казаков Н. ф. и др. Оборудование диффузионной сварки. M., 1973, с с. 126-128.

2. Дятлов В. Н. и др. Диффузионная сварка в тлеющем разряде. Л., ЛДНТИ, 1968, с. 23 (прототип).

Составитель В. Петросян

Редактор Л. Авраменко Техред Ж.Кастелевич Корректор У. Пономаренко

Заказ 3081/16 Тираж 1151. Подписное

ВРИИПИ Государственного комитета СССР по дела.л изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент", г. Ужгород,,ул. Проектная, 4