Способ пайки

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

< > 94!039

Сава Советских

Социалистических

Реслублик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 01.08.77 (21) 2512103/25-27 с присоединением заявки— (23) Приоритет— (43) Опубликовано 07.07.82. Бюллетень № 25 (45) Дата опубликования описания 07.07.82 (51) М.Кл з- В 23 К 1/06

Государствеииык кемитет ло делам иаобретеиий и открытий (53) УДК 621.791. .351.6 (088.8) (72) Авторы изобретения

z тг

Ю. А. Курдии, Ю. Л. Чернышов, В. Г. Двор 4 ко и О. А. Шапишииков Ф,(., н . 1,гц, в р,,„ Ь,, (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПАЙКИ

Изобретение относится к области пайки, а именно, к индукционной,капиллярной пайке телескопического соединения с одновременным воздействием на соединяемые элементы механическими колебаниями, преимущественно ультразвуковой частоты, и может быть использовано при изготовлении узлов электровакуумных приборов (ЭВП).

Известен способ пайки телескопического соединения, включающий сборку охватываемого и охватывающего элементов, индукционный нагрев до температуры плавления припоя с воздействием ультразвуковых колебаний на один из них, выдержку и охлаждение (11.

Применение данного способа при индукционной пайке телескопически соединяемых элементов сложной и нерегулярной формы, таких как узлов ЭВП, особенно при их продольных размерах, меньших /2 волны возбуждаемых колебаний, становится сложным из-за трудности достижения интенсивного возбуждения колебаний в зоне пайки.

Возникающие при рассматриваемом способе возбуждения нерегулярные колебания носят хаотичный характер. При этом воздействие ультразвуковых колебаний на припой не позволяет полностью реализовать возможности их влияния на расплав, т. е. измельчение столбчатой структуры, уменьшение пористости, улучшение условий капиллярного течения и др.

Конструктивная реализация способа также затруднена в связи с трудностью согласования волноводо-излучающей системы с паяемым элементом из-за нерегулярноспи возбуждаемых колебаний.

Кроме того, данный способ не обеспечивает равномерности нагрева соединяемых элементов при высокотемпературной пайке.

Например, при индукционной пайке узлов

ЭВП припоем с температурой плавления

) 1000 С перепад температуры между соединяемыми поверхностями достигает

1000 С и более (фиг. 1) за счет. экранирующего действия охватывающего элемента, что приводит к необходимости перегрева наружной поверхности для обеспечения капиллярного течения припоя, а также связано с затратами времени и ухудшением качества пайки.

Целью изобретения является повышение производительности и качества пайки.

Для достижения этой цели в способе пайки телескопического соединения, включающем сборку охватываемого и охватывающего элементов, индукционный нагревдо температуры плавления припоя с воздейзо ствием ультразвуковых колебаний на один

941039 из них, выдержку и охлаждение, к соединяемым элементам после сборки прикладывают статическое осевое усилие, возбуждают ультразвуковые колебания крутильной формы в охватываемом элементе, а по достижении температуры плавления припоя уменьшают интенсивность колебаний в

3 — 10 раз с последующим снятием осевого усилия в момент выравнивания температур нагреваемых поверхностей.

Равномерность нагрева при индукционной пайке является важным моментом технологического режима и влияет на качество паяного,шва. Интенсивность ультразвуковых колебаний на первой стадии процесса обеспечивает предварительное нагревание охватываемого элемента и выбирается из условия выравнивания температур соединяемых элементов.

Нагрев же припоя до расплавления производится индуктором,,который одновременно нагревает и оба элемента спая, но в разной степени.

На фиг. 1 изображен совмещенный график нагрева соединяемых деталей по предлагаемому способу, где на оси ординат обозначено давление P (кг), темпера"тура (T С), ток 1 (а), на оси абсцисс— время t (с). Кривая 1 — график приложения давления; кривая II — график изменения интенсивности возбуждаемых ультразвуковых калабрий; кривая П! — температурная зависимость внутренней поверхности; кривая IV — соответственно внешней поверхности; кривая V — график изменения тока в индукторе.

На фиг. 2 изображена схема реализации предлагаемого способа; на фиг. 3 — сечение А — А на фиг. 2.

В начале процесса (to) прикладывается усилие P (кривая I), затем во внутреннем элементе соединяемых деталей во время

1, возбуждают интенсивные,крутильные колебания (кривая II) при этом начинается нагрев внутренней (кривая III) и внешней (кривая IV) деталей (участок а). В момент 1 возбуждается ток в индукторе (кривая V) обеспечивающий дальнейший нагрев (участок в). При этом к моменту времени t3, близкому к моменту плавления припоя, температура соединяемых поверхностей выравнивается и производится снижение интенсивности ультразвукового воздействия. После выравнивания температур (время t4) производится снятие прижимающего усилия и обеспечивается выдержка (t4 — t5) для полного растекания припоя по всему сечению капилляра. При этом ток в индукторе и интенсивность ультразвуковых колебаний обеспечивают изотермическую выдержку и папиллярное

- течение припоя.

Припой 1 (фиг. 2) в виде кольца размещается на одном из соединяемых элементов 2 и 3. Нагрев соединяемых элементов производится с помощью индуктора 4.

Крутильные колебания ультразвуковой частоты возбуждаются в разъемном хомуте

5 5 двумя акустическими волноводами 6, возбуждаемыми магнитострикционными преобразователями 7, питаемыми в противофазе. Сжимающее усилие P создается, например, пружинным материалом давле10 ния 8.

При пайке в вакууме партия в количестве 10 штук труб из нержавеющей .стали

36НХТВ с втулками из стали 10 с капиллярным зазором 0,08 мм по предлагаемому способу припоем ПМВ, имеющим температуру плавления 1083 С, параметры режимов следующие: Р=2 кг; N — — 10 вт;

Л = 1 вт; где P — статическое давление, N — начальная мощность ультразвуко20 вых колебании; A — пониженная мощность ультразвуковых колебаний;

=30 с; 4 — 4=180 с; t4 — 4=10 с; 4— — t4=30 с 4 t5 — 10 с. !!ри проверке на вакуумную плотность

25 на течеиспекателе ПТИ-7А все швы оказались вакуумноплотными с хороши м заполнением капилляра.

Использование сжимающих усилий H крутильных колебаний изменяющейся интенсивности в охватываемом элементе при высокотемпературной индукционной пайке внкуумных оболочек и узлов ЭВП дает следующие преимущества. Легко достигается интенсивное возбуждение регулярных колебаний в расплаве припоя прн пайке телескопических соединений. В значительной мере интенсифицируется разрушение окисной пленки на соединяемых поверхностях, так как разрушение проис40 ходит не только за счет кавитационных явлений в припое, но и за счет силы механического взаимодействия, возникающей при трении деталей, колеблющихся с ча45 стотой регулярных крутилыных колебаний.

Равнамерность прогрева телескопического соединения п рн индукционной пайке в связи с дополнительным разогревам охватываемого элемента за счет силы прижатия и интенсивного ультразвукового на 0 грев а. !

Формула изобретения

Способ пайки телескопического соединения, включающий сборку охватываемого и охватывающего элементов, индукционный нагрев до температуры плавления при ноя с воз действием ультразвуковых колебаний на один из них, выдержку и

60 охлаждение, о тли ча ющийся тем, что, с целью повышения производительности и качества пайки, к соединяемым элементам после сборки прикладывают статическое осевое усилие, возбуждают уль65 тразвуковые колебания крутильной формы

941039

<(mj

6 в охватываемом элементе, а по достижении температуры плавления припоя уменьшают интенсивность колебаний в 3 — 10 раз с последующим снятием осевого усилия .-в момент выравнивания температур нагре.ваемых поверхностей.

Источник информации, лринятый во внимание при экспертизе:

l. From Nasa to you, The idea exchan5 ge — «Welding Engineer», 1967, № 11, р. 58 — 59 (прототип).

941039

А-4

Pyz З

Составитель Л. Яковлева

Редактор О. Филиппова Тсехред А. Камышникова Корректор С. ФайьЗаказ 872/679 Изд. № 216 Тираж 1151 ПодписноеНПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, K-35, Раушская наб., д. 4/5

Тип. Харьк. фил. пред. «Патент»