СПОСОБ ПАЙКИ КОНСТРУКЦИЙ Российский патент 1998 года по МПК B23K1/12 

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

Известен способ пайки сварных телескопических конструкций, включающий сборку паяемых деталей под пайку с образованием полости между ними, герметизацию ее посредством сварки, размещение припоя, нагрев до температуры пайки с одновременным созданием давления защитного газа в печи и вакуумирование полости между стенками паяемых деталей. Получали паяные соединения высокой прочности и плотности.

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.

Целью 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).

Цель достигается тем, 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, при обнаружении разгерметизации в интервале температур ниже температуры плавления припоя нагрев прекращают, изделие вынимают из печи, выполняют обмыливание сварных швов, в местах появления пузырей осуществляют подварку, затем конструкцию помещают в печь и продолжают пайку.

Технический результат - повышение степени герметичности паяно-сварных конструкций.

Согласно изобретению данный способ осуществляют следующим образом.

Паяют конструкцию - имитатор, состоящий из внешней оболочки, выполненной из дисперсионно-твердеющего сплава на основе Ni-Cr, и внутренней, выполненной из сплава на основе меди. Конструкцию собирают под пайку с образованием между паяемыми деталями внутренней полости, герметизируют ее двумя сварными швами по торцам. Размещают между паяемыми поверхностями припой. Полость соединяют с гелиевым датчиком течеискателя. В качестве припоя используют медно-серебряную 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^-2 мм H. 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 разгерметизация конструкции. Дальнейший нагрев рабочего пространства прекращают, сварные конструкции вынимают из печи, выполняют обмыливание сварных швов, в случае появления пузырей эти места обваривают. Затем опять обмыливают. 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.

Можно использовать при пайке сварных конструкций, выполненных с полостью между паяемыми деталями. Собирают конструкцию под пайку с образованием между паяемыми деталями внутренней полости. Размещают между ними припой. Полость герметизируют двумя сварными швами по торцам. Соединяют ее с гелиевым датчиком течеискателя. В рабочее пространство печи подают смесь защитных газов: аргона и 2,5% 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. Отсутствие герметичности фиксируется гелиевым датчиком в форме звукового сигнала и отклонения стрелки на приборе. 1 з.п. ф-лы.

1. Способ пайки конструкций, включающий сборку их под пайку с размещением припоя и образованием между паяемыми деталями внутренней полости, герметизацию ее посредством сварки, нагрев до температуры пайки в печи в среде защитного газа при одновременном вакуумировании полости и создании давления газа в печи, отличающийся тем, что используют защитный газ, состоящий из смеси аргона и 2,5 мас.% гелия, а в процессе нагрева до температуры пайки осуществляют контроль степени герметичности конструкции по показанию гелиевого датчика, сообщенного с его внутренней полостью. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что при обнаружении разгерметизации конструкции пайку прекращают, конструкцию вынимают из печи, выполняют обмыливание сварных швов, в местах появления пузырей осуществляют подварку, затем конструкцию помещают в печь и продолжают пайку.