Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ПАЙКИ

Изобретение относится к пайке, в частности к способу пайки в вакууме сборочных единиц из различных материалов, имеющих не менее двух разновеликих полостей.

Известен способ пайки телескопических конструкций, содержащих выполненные из разнородных материалов наружную и по меньшей мере две внутренние оболочки, включающий сборку, герметизацию оболочек с образованием полостей между ними, вакуумирование полости и поджатие оболочек друг к другу внешним давлением, нагрев, пайку и охлаждение, при этом полость, прилегающую к крайней внутренней оболочке, заполняют газом под давлением, соответствующим разности величины внешнего давления и максимально допустимой величины давления, которую выбирают в зависимости от предела текучести материала крайней внутренней оболочки при температуре пайки (патент №2106942, МПК В 23 К 1/19, 31/02 - прототип). При использовании данного способа пайки обеспечивается поджатие оболочек из разнородных материалов на протяжении всего процесса пайки. Расчет необходимого внешнего давления на режиме пайки (970°С) произведен с учетом предела текучести для бронзы БрХ08σ_т=0,7 кг/мм². В нашем случае при сборке как с гарантированным зазором, так и при наличии плотного контакта между соединяемыми деталями в процессе нагрева идет опережающее увеличение размера наружной оболочки при достаточно высоком пределе текучести внутренней оболочки, что исключает плотный контакт на этапе выхода на режим пайки. Предел текучести в интервале температур от 400 до 700°С составляет от 8,5 до 9,0 кг/мм², в связи с чем обеспечить поджатие в этом интервале температур не представляется возможным.

Сборочные единицы, конструкция которых предусматривает две и более полости, различные по объему (V₁>V₂>V₃>...), разделены между собой промежуточными перемычками. Обычно для обеспечения формирования паяного шва в процессе пайки обе полости вакуумируются одновременно.

В процессе нагрева между двумя разными по объему и конструкции полостями создается перепад в давлении остаточного газа и его переход из одной полости в другую в зоне контакта перемычки внутренней оболочки с наружной рубашкой, что приводит к снижению качества паяного соединения и к отсутствию герметичности между полостями сборочной единицы.

Техническая задача по устранению перепада давления решается с помощью способа пайки, когда сборочную единицу из разнородных материалов, имеющую не менее двух разновеликих полостей с электрополировкой паяемой поверхности одной детали и с термовауумным напылением поверхность другой марганцем, собирают с обеспечением гарантированного зазора между ними, при этом в одну из полостей симметрично штуцеру вакуумирования устанавливают вкладыши, количество и размеры которых являются величиной расчетной и зависят от величины зазора между паяемыми деталями при сборке.

Способ пояснен чертежами: на фиг.1 показаны паяемые детали в разрезе, на фиг.2 - сечение ABCD.

Сборочная единица состоит из стальной детали 1, имеющей полости 2 и 3, отверстия 4 и 5, поверхность 6, которая подвергается электрополировке. Поверхность 7 детали из медного сплава 8, имеющая полость 9, соединенная с полостью 2 посредством отверстий 5, подвергается термовакуумному напылению марганцем, после чего детали собирают под пайку, обеспечивая гарантированный зазор, устанавливают технологические дугообразные вкладыши 10, размеры которых (длина дуги и их количество) являются величинами расчетными и зависят от величины зазора, полученного между паяемыми деталями при сборке. Дугообразные технологические вкладыши 10 закрепляют элементами 11, после чего устанавливают элементы магистрали вакуумирования внутренних полостей 2, 3, 9; герметизирующие сборочную единицу: кольцевые технологические накладки 12 и 13, штуцера 14 и 15 и отвод 16, после чего начинают вакуумирование и пайку, при этом дугообразные вкладыши 10 устанавливают симметрично штуцеру 14.

Технологический процесс пайки с применением термовакуумного напыления марганцем паяемой поверхности детали из медного сплава и полированием паяемой поверхности детали из стали имеет следующие основные параметры:

Пример осуществления способа:

На паяемую поверхность 7 внутренней детали 8 из медного сплава на основе меди наносится слой марганца термовакуумным напылением. Внутренняя паяемая поверхность охватывающей детали 1 из стали 7Х25Н16АГ6Ф-Ш (ЭП750) подвергается электрополировке. В стальной детали 1 выполняют отверстия 4, 5 и полости 3, 2, через которые откачивается воздух и создается вакуум в полостях 9 и 3. Собирается сборочная единица из данных деталей, определяется величина зазора между деталями 1 и 8. При величине зазора (5-8) мкм устанавливают три дугообразных технологических вкладыша 10. Узел подготавливают к пайке в вакууме и осуществляют пайку при Рвак. = 5×10^-2 мм рт.ст. Температура пайки = 1000+10°С. Время выдержки - 10 мин.

В результате применения такого способа пайки деталей из различных материалов, сборочная единица которых имеет не менее двух разновеликих полостей, получают высокое качество паяного соединения.