СПОСОБ ПАЙКИ ВОЛНОВОДНЫХ ТРАКТОВ Российский патент 2018 года по МПК B23K1/02 H01P11/00 

Изобретение относится к пайке волноводных трактов, в частности к автоматическому управлению нагревом, и может быть использовано в различных областях машиностроения.

Наиболее близким к изобретению является способ пайки волноводных трактов, раскрытый в RU 2317184 (изобретение «Способ изготовления волноводно-распределительных систем из алюминиевых сплавов»), принятый за прототип.

В способе, описанном в патенте RU 2317184, индукционный нагрев производят до начала расплавления припоя, момент которого фиксируется по изменению геометрической формы паяного шва с помощью видеокамеры автоматизированной системы управления. Недостатком данного способа является отсутствие контроля и управления температур элементов паяемого изделия в процессе нагрева. Также нагрев предлагается производить стационарно, без изменения позиции паяемого изделия относительно индуктора, что при пайке изделий со значительными различиями в размерах, форме и/или массе отдельных частей значительно усложняет определение позиции, обеспечивающей равномерный нагрев в зоне пайки без перегрева и разрушения периферийных зон изделия.

Общими признаками для заявленного способа и известного из прототипа являются признаки, касающиеся размещения в индукторе соединяемых элементов в виде трубы и фланца волновода, и их индукционный нагрев до достижения температуры пайки.

Задача изобретения - повышение качества паяных соединений волноводов.

Задача решается за счет того, что в способе пайки волноводных трактов производят нагрев сборочной единицы с одновременным измерением температуры в нескольких точках ее поверхности, и автоматическое управление нагревом, для чего сборочную единицу, состоящую из трубы волновода и фланца, подключенную к электромеханическому приводу, помещают в индуктор, на который подают напряжение; температуру измеряют, как минимум, в одной из точек поверхности волноводной трубы, находящейся в зоне нагрева, и, как минимум, в одной из точек фланца волновода; производят сравнение текущего значения температуры трубы волновода с заданным значением, в соответствии с которым подают управляющий сигнал на изменение напряжения на индукторе; вычисляют разность температур трубы и фланца волновода и подают управляющий сигнал на электромеханический привод, с помощью которого изменяют расстояние от фланца волновода до индуктора для изменения мощности нагрева фланца до выравнивания температуры соединяемых элементов. При этом температуру фланца предпочтительно измерять на его торцевой поверхности, а температуру трубы и фланца волновода измерять с помощью пирометрических датчиков.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 в продольном разрезе изображен индуктор с размещенной в нем сборочной единицей.

На фиг. 2 изображена схема установки индукционного нагрева, реализующей предложенный способ.

Результат применения предложенного способа представлен на фиг. 3, где (14) - изменение температуры трубы волновода, (15) - изменение температуры фланца.

Сущность предлагаемого способа состоит в том, что в процессе индукционного нагрева проводят дистанционное измерение температур соединяемых элементов - трубы и фланца волновода с использованием пирометрических датчиков. По значениям температуры трубы волновода происходит процесс управления мощностью, подаваемой на индуктор, для обеспечения требуемого закона нагрева этого элемента. Равномерность нагрева спаиваемых элементов достигается за счет изменения расстояния от индуктора до фланца с целью устранения разности температур трубы и фланца волновода. Корректировка расстояния производится посредством электромеханического привода, изменяющего положение фланца относительно индуктора.

Способ пайки осуществляется следующим образом.

В индуктор 1 помещают сборочную единицу, состоящую из трубы волновода 2 и монтажного фланца 3, установленную в зажим 5 электромеханического привода 10. При включении установки компьютерный блок управления (КБУ) 11 согласно заданной программе подает управляющий сигнал на генератор 12 установки индукционного нагрева, который через согласующее устройство 13 с помощью индуктора 1 нагревает сборочную единицу. Пирометрические датчики 6 и 7 отслеживают температуру на трубе 2, как минимум, в одной из точек 8 поверхности трубы 2, находящейся в зоне нагрева, и, как минимум, в одной из точек 9 на торцевой поверхности фланца 3 и подают информацию в КБУ 11 через стандартный интерфейс. КБУ 11 сравнивает текущее значение температуры трубы волновода 2 с программным значением и вырабатывает управляющий сигнал на генератор 12 для обеспечения требуемого закона нагрева трубы 2. Также в КБУ 11 вычисляется разность температур трубы 2 и фланца 3 и формируется управляющий сигнал на электромеханический привод 10. Изменение расстояния от фланца до индуктора приводит к изменению мощности нагрева фланца, за счет чего обеспечивается выравнивание температур трубы и фланца. При достижении температуры трубы выше температуры плавления припоя, но ниже температуры плавления основного материала (основной материал - материал трубы и фланца, например алюминий, медь или другой) осуществляется стабилизация температуры, активация флюса и полное расплавление и протекание припоя 4. По окончании выдержки происходит отключение генератора 12.

Способ позволяет проводить индукционную пайку волноводных соединений по заданному закону изменения температуры изделия с учетом выравнивания температурного поля спаиваемых элементов, что исключает вероятность прожогов трубы и фланца и повышает качество паяного соединения.

Изобретение может быть использовано при изготовлении волноводных трактов. В процессе индукционного нагрева проводят дистанционное измерение температуры, по меньшей мере, в одной из точек поверхности трубы волновода и, по меньшей мере, в одной из точек фланца волновода с использованием пирометрических датчиков. Производят сравнение текущего значения температуры трубы волновода с ее заданным значением, с учетом чего подают управляющий сигнал на изменение напряжения на индукторе. Вычисляют разность температур трубы и фланца волновода и подают управляющий сигнал на электромеханический привод, с помощью которого изменяют расстояние от фланца волновода до индуктора для изменения мощности нагрева фланца до выравнивания температуры соединяемых элементов. Способ позволяет проводить индукционную пайку по заданному закону изменения температуры изделия с учетом выравнивания температурного поля соединяемых элементов. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Способ пайки волноводных трактов, включающий размещение в индукторе соединяемых элементов в виде трубы и фланца волновода и их индукционный нагрев до достижения температуры пайки, отличающийся тем, что в процессе индукционного нагрева проводят дистанционное измерение температуры, по меньшей мере, в одной из точек поверхности трубы волновода и, по меньшей мере, в одной из точек фланца волновода, производят сравнение текущего значения температуры трубы волновода с ее заданным значением, в соответствии с которым подают управляющий сигнал на изменение напряжения на индукторе, при этом вычисляют разность температур трубы и фланца волновода и подают управляющий сигнал на электромеханический привод, с помощью которого изменяют расстояние от фланца волновода до индуктора для изменения мощности нагрева фланца до выравнивания температуры соединяемых элементов.

2. Способ пайки волноводных трактов по п.1, отличающийся тем, что температуру фланца измеряют на его торцевой поверхности.

3. Способ пайки волноводных трактов по п.1 или 2, отличающийся тем, что температуру трубы и фланца волновода измеряют с помощью пирометрических датчиков.