Способ диффузионной сварки труб с концевыми деталями Советский патент 1984 года по МПК B23K20/14 

Изобретение относится к диффузио ной сварке и может быть использован в энергетической, атомной, химической судостроительной и других отра лях промьшшенности при изготовлении трубчатых сварных конструкций, в которых трубы соединяют с концевьми деталями, например фланцами, ниппелями j трубными решетками и т.д. Известен способ диффузионной срваки труб с концевьми деталями, пр котором их нагревают до температуры сварки и сдавливают конусным пуансоном СП Недостаток этого способа - низкое качество соединения. Наиболее близким к предлагаемому по технической Сущности и достигаемому эффекту является способ диффузионной сварки труб с концевыми дета лями, при котором их нагревают до температуры сварки и сдавливают за счет разницы коэффициента термическо го расширения материалов свариваемых деталей и конусной оправки, размещен ной внутри трубы С2. Недостаток известного способа низкое качество соединения. Цель изобретения - повышение качества соединения. Поставленная цель достигается тем что согласно способу диффузионной сварки труб с концевыми деталями, пр котором их нагревают до температуры сварки и сдавливают за счет разницы коэффициентов термического расширения материалов свариваемых деталей и конусной оправки, размещенной внут ри трубы, нагрев осуществляют многократно с последующим охлаждением до половины температуры сварки, причем в процессе охлаждения конусную оправ ку поворачивают вокруг оси и перемещ ют вдоль нее. Способ осуществляют следующим образом. . В концевой детали выполняют коническое отверстие (или отверстия), устанавливают в нем конец трубы и раздают его до контакта с поверхностью конического отверстия. Затем в трубу устанавливают коническую оправку, из готовленную из материала с коэффициентом термического расширения больт шим, чем коэффициент термического расширения материала трубы, и сдавливают трубу с концевой деталью. Сбо ку нагревают до температуры диффузионной сварки, осуществляют изотермическую вьздержку, охлаждают до половины температуры диффузионной сварки, поворачивают конусную оправку вокруг оси на.определенньй угол, перемещают ее вдоль оси, сдавливают трубу с концевой деталью и снова производят нагрев до температуры сварки, осуществляют изотермическую выдержку и снова охлаждают до той же температуры. Таким образом цикл сварки пов оряют многократно в зависимости от свойств свариваемых материалов. Благодаря многократному нагреву до температуры диффузионной сварки, охлаждению до половины температуры сварки, вращению конусной оправки с последующим перемещением ее вдоль оси увеличивается площадь фактического контакта, обеспечивающего повышение качества соединения. Охлаждение после каждого нагрева необходимо для создания зазора, наличие которого дает возможность осевого перемещения конусной оправки относительно трубы с целью увеличения площади контактирования при последующем нагреве. Охлаждение узла до температуры больше половины температуры сварки не обеспечивает создание необходимого зазора между конусной оправкой и трубой. При охлаждении узла до температур меньше половины температуры сварки обеспечивается требуемая величина зазора между конусной оправкой и трубой, достаточная для осевого перемещения оправки, однако при зтом увеличивается длительность процесса диффузионной сварки. Пример. Сваривают трубы размером 7x0,8 мм с трубной решеткой толщиной 30 мм из сплавов ПТ-7М и ПТ-ЗВ. В трубной решетке выполняют 90 конусных отверстий с минимальным диаметром 7 мм, конусностью 1:50, минимальной величиной перемычки между отверстиями 4,5 мм. В отверстия решетки устанавливают трубы с выступом 2 + 1 мм и раздают концы труб конусным дорном до контакта с поверх:ностью конических отверстий в трубной решетке. В отверстц труб устанавливают конусные оправки (минимальный диаметр 5,5 мм, длина 50 мм, конусность 1j;50), имеющие на выходе резьбовую часть, на которую завинчен и законтрен гайкой хомутик. Материал оправок - сталь марки ЭИ-481. Для предотвращения приваривания конусных оправок к трубам на внутреннюю поверхность труб, находящуюся в контак те с оправкой, наносят слой мела. К оправке прикладывают осевое усилие порядка 3 кг и сборку устанавливают в электрического печь. Нагрев производят до и вьщерживают при этой температуре 5м. При нагереве оправки и трубы возникает термический натяг вследствие различия в вели чинах коэффициентов термического расширения стали марки ЭИ-481 и спла ва ,марки ПТ-7М. Таким образом, возни кают радиальные усилия, достаточные для осуществления диффузионной сварки трубы с трубной решеткой. После этого отключают источник тепла и охлаждают свариваемые изделия до 450С, поворачивают коническую оправку с помощью хомутика на угол порядка 30° и вновь поджимают ее осевым усилием к телу трубы. Данный цикл (нагрев, охлаждение, поворот, сжатие) повторяют 5 раз. После этого изделие охлаждают до комнатной температуры и извлекают пробки из труб. Использование изобретения позволяет повысить качество сварки труб с концевыми деталями.

СПОСОБ ДИФФУЗШННОЙ СВАРКИ ТРУБ С КОНЦЕВЫМИ ДЕТАЛЯМИ, при котором их нагревают до температуры сварки и сдавливают за счет разницы коэффициентов термического расширения материалов свариваемьк деталей и конусной оправки, размещенной внутри трубы, о тличающийся тем, что, с целью повьшения качества соединения, нагрев осуществляют многократно с последующим охлаждением до половины температуры сварки, причем в процессе охлаждения конусную оправку поворачивают вокруг оси и перемещают вдоль нее.