Способ получения сварного соединения Советский патент 1985 года по МПК B23K28/00 

со ф ел

ЕХ Изобретение относится к сварке в ,|твердой фазе и пайке и предназначен для уменьшения остаточных напряжени при сварке (пайке) материалов, значительно отличающихся по температур ным коэффициентам линейного расшире ния ТЛКР), например пьезоэлектриков и магнитострикционных материало с металлами. Известен способ уменьшения остаточных сварочных деформаций, предуг сматривающий до сварки создание деформаций и перемещений, обратных сварочным, путем пластического дефор мирования края детали ij . Данный способ применим в случае сварки плавлением металлических материалов. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому эффекту является способ получения сварного соединения, преимущественно металлов с пьезоэлектрическими и магнитострикционными материалами, включающий сварку, и принудительное деформирование деталей 2, Недостатком известного способа в случае сварки хрупких материалов является возможность их разрушения под воздействием механических нагрузок,. Цель изобретения - повышение качества соединения путем уменьшения остаточных напряжений. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу получения сварного соединения, преимущественно металлов с пьезоэлектрическими и маг нитостри кционными материалами, включающему сварку и принудительное деформирование деталей, принудительное деформирование осуществляют после сварки путем воздействия на пьезоэлектрик или магнитостриктор постоян ным электрическим или магнитным полем с направлением его вектора, перпендикулярном плоскости сварки при соединении пьезоэлектриков с металлом и перпендикулярным или параллель ным плоскости сварки при соединении металла с магнитострикторами. Пьезоэлектрики уменьшают свои размеры перпендикулярно вектору прил женно о поля. После прекращения воздействия электрического поля или магнитного полей деформация материа лов сохраняется, а у пьезокерамики, кроме того, увеличивается эначение . ТКЛР по сравнению с ТКЛР керамики. не подвергающейся воздействию поля, в свою очередь, уменьшает остаточные - напряжения в зоне соединения. Величину деформации пьезокерамических и магнитострикционных материа лов в процессе охлаждения от температуры сварки до комнатной можно определить по формуле (1 для материалов, не подвергавшихся воздействию электрического и магнитного поля, а по формуле (2) деформацию с наложением полей о1-лт;(1) 1 оС-йТ + IE;. , (2) где йТ Т - То; Т - температура сварки; IQ- комнатная температура; oi - ТКЛР пьeзoкepaмичecк x или магнитострикционных материалов;5 - остаточная деформация пьезо керамических и магнитострикционных материалов после воздействия электрического и магнитного полей соответственно . П ри м е р. Пьезокерамику системы цирконат-титанат свинца (ЦТС) и титанат висмута (тв) 0 8х 10; 0 20 х 2; 08 X 1,5 соединили с корпусом преобразователя из материалов медь MN 6 и сталь 12X18НЮТ алюминиевым сплавом АМг-6 и магнитострикционный материал 49НК с нержавеющей сталью 12Х18Н10Т диффузионной сваркой. Сварку образцов производили на известных режимах в следующем порядке: нагрев до температуры сварки, изотермическая выдержка 15-40 мин и охлаждение со скоростью для пьезокерамики 1 - 4 град/мин, для магнитострикционных материалов в диапазоне превращения 0,3-1,5 груд/мин. В процессе охлаждения при температуре, превращающей на Ю-ЗО-с точку Кюри, на образцы воздействуют электрическим или магнитным полем для пьезокерамики 11 с МБ 1-1,5 -jr.- , для магнитострикционных материалов 3500-4000 --- , При достиженин комнатной температуры воздейстие полем прекращают. Преимущество предлагаемого способа заключается в том, что упругая деформация пьезоэлктриков и магнитострикционных материалов уменьшается при воздействии электрического поля или магнитного поля, вектор ко горого

3 11395984

направлен перпендикулярно или парал-Испытания образцов на отрыв покалельно плоскости сварки, вследствиезали, что наложение электрического

эффекта электро-или магнитострикции,и магнитного полей повышает прочность

который вызывает деформацию EU .соединений пьезокерамических и магниЭто приводит к снижению остаточных тострикционных материалов с металланапряжений в сварном соединении, по-ми на 10-30% в результате снижения

вышению прочности контакта.внутренних напряжений.

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СВАРНОГО СОЕДИНЕНИЯ, преимущественно металлов с пьезоэлектрическими и магнитострикционными материалами включакшщй сварку и принудительное деформирование деталей, отличающийся тем, что, с целью повышения качества соединения путем уменьшения остаточных напряжений, принудительное деформирование осу цествляют после сварки путем воздействия на пьеэоэлектрик или магнитостриктор постоянным электрическим или магнитным полем с направлением его вектора, перпенди кулярным плоскости сварки при соединении пьезоэлектриков с металлом и перпендикулярным или параллельным плоскости сварки при соединении металла с магнитострикторами.