СПОСОБ ПАЙКИ СВАРНЫХ КОНСТРУКЦИЙ Российский патент 1998 года по МПК B23K1/00 B23K35/38 

Изобретение относится к пайке сварных конструкций, выполненных с полостью между паяемыми деталями.

Известен способ пайки сварных телескопических конструкций, включающий сборку паяемых деталей под пайку с образованием полости между ними и размещением припоя, нагрев и пайку с одновременным созданием давления защитного газа в печи и вакуумированием полости между стенками паяемых деталей. Получали паяные соединения высокой прочности и плотности [1].

При использовании известного способа в процессе нагрева конструкции до начала расплавления припоя возможна разгерметизация материала или сварных швов, а значит и выход всей конструкции в брак.

Задачей изобретения явилось создание паяно-сварных конструкций, обладающих высокой степенью герметичности, что обеспечило бы их повышенную работоспособность в экстремальных условиях (высокие температуры, высокие нагрузки и наличие агрессивных сред).

Задача решена за счет того, что нагрев и пайку сварных конструкций проводят в газовой смеси аргона и 2,5-4,0 мас.% гелия, а в процессе их нагрева до температуры начала плавления припоя контролируют степень герметичности металла и сварных швов по показанию гелиевого датчика, связанного с внутренней полостью конструкции, куда проникает гелий из печи через ее разгерметизированные узлы.

Технический результат - повышение степени герметичности паяно-сварных конструкций.

Согласно изобретению данный способ осуществляют следующим образом.

Паяют конструкцию-имитатор, состоящий из внешней оболочки, выполненной из дисперсно-твердого сплава на основе Ni-Cr, и внутренней, выполненной из сплава на основе меди. Конструкцию собирают под пайку с образованием между паяемыми деталями внутренней полости, герметизированной двумя сварными швами по торцам. Размещают между паяемыми поверхностями припой. Полость соединяют с гелевым датчиком течеискателя. В качестве припоя используют медносеребряную проволоку. В рабочее пространство печи, где установлена собранная сваренная конструкция, подают смесь защитных газов аргона и 2,5-4,0 мас.% гелия под давлением, например до 6 кг/см². Указанное соотношение гелия в смеси оптимально, поскольку при увеличении его содержания выше 4,0 мас.% нагрев печи затруднен, ввиду большой потери гелия в рабочем объеме, а при уменьшении его содержания менее 2,5 мас.% снижается надежность оценки герметичности металла и сварных швов конструкции в процессе ее нагрева.

Одновременно с подачей газовой смеси в печь осуществляют вакуумирование внутренней полости конструкции до разряжения 5•10^-2мм Hg. Далее ее нагревают и в процессе нагрева до температуры начала плавления припоя - порядка 750^oC - проводят контроль степени герметичности конструкции. В случае негерметичности материала или сварных швов гелий, находясь в газовой смеси, в силу своей легкости и подвижности, попадает в вакуумируемую внутреннюю полость, а из нее - в ионизационную камеру течеискателя, где фиксируется гелиевым датчиком в форме звукового сигнала и отклонения стрелки на приборе. По величине отклонения стрелки оценивают степень герметичности сварной конструкции.

Если гелиевый датчик течеискателя зафиксирует наличие гелия в ее внутренней полости, то налицо герметизация конструкции. Дальнейший нагрев рабочего пространства прекращают, а сварные конструкции отправляют на ремонт. После устранения негерметичности конструкции ее снова помещают в печь для проведения пайки. Если гелиевый датчик не регистрирует наличия гелия во внутренней полости конструкции, что означает полную ее герметизацию, то нагрев продолжают до температуры пайки, а процесс проводят при температуре 970±10^oC.

После пайки проверяют качество паяных соединений путем гидро- и пневмоиспытаний паяно-сварных конструкций. Анализ испытаний показал, что прочность и герметичность паяных соединений достаточны для использования конструкций в условиях высоких давлений и температур.

Использование: пайка сварных конструкций, выполненных с полостью между паяемыми деталями. Сущность изобретения: собирают конструкцию под пайку с образованием между паяемыми деталями внутренней полости, размещают между ними припой. Полость герметизируют двумя сварными швами по торцам. Полость соединяют с гелиевым датчиком течеискателя. В рабочее пространство печи подают смесь защитных газов: аргона и 2,5-4,0 мас.% гелия под давлением. Одновременно осуществляют вакуумирование внутренней полости конструкции. В процессе нагрева ее в печи до температуры начала плавления припоя проводят контроль степени ее герметичности. В случае негерметичности материала конструкции или сварных швов гелий в силу своей легкости и подвижности из газовой смеси попадает в вакуумируемую внутреннюю полость, а из нее - в ионизационную камеру течеискателя, где фиксируется гелиевым датчиком в форме звукового сигнала и отклонения стрелки на приборе. По величине отклонения стрелки на приборе оценивают степень герметичности сварной конструкции.

Способ пайки сварных конструкций, включающий сборку их под пайку с размещением припоя и образованием между паяемыми деталями полости, нагрев и пайку в печи в среде защитного газа с одновременным вакуумированием полости и созданием давления газа в печи, отличающийся тем, что нагрев и пайку осуществляют в среде защитного газа, содержащего аргон и 2,5 4,0 мас. гелия, а в процессе нагрева конструкции до температуры начала плавления припоя контролируют степень герметичности ее узлов по показанию гелиевого датчика, связанного с внутренней полостью конструкции, куда проникает гелий из печи при разгерметизации ее узлов.