Установка для диффузионной сварки Советский патент 1989 года по МПК B23K20/26 

1

Изобретение относится к оборудо- . ванию для диффузионной сварки и может быть использовано для получения крупногабаритных деталей из кристаллов. .

Целью изобретения является расширение номенклатуры свариваемых деталей.

На чертеже показана схема установки.

Установка содержит вакуумную камеру 1, нагреватели 2, тепловые экраны 3, механизм А нагружения с полым штоком 5 и механизм 6 вертикального перемещения с соосно установленными полым пуансоном 7 и опорным эле- WeHTOM 8, раму, выполненную в виде стоек 9 и 10 с упорами 11, неподвижной 12 и подвижной 13 траверс, а также ось 14 и пакеты изоляторов 15, установленные в штоке 5 и пуансоне 7. Вакуумная камера 1 закреплена на стойках 9 и 10 между траверсами 12 и 13, механизм 6 вертикального перемещения установлен на стойке 10, ось 14 соединена с ним и закреплена на опорном элементе 8, механизм 4 нагружения установлен на неподвижной траверсе 12 подвижная траверса 13 установлена с возможностью поворота на оси 14.

Установка работает следующим образом.

Предварительно освобождают от фиксирующих упоров 11 концы траверсы 13 и поворачивают ее вокруг оси 14 на

угрл 90. Производят разгерметизацию присоединительного фланца опорного элемента 8, который вместе с траверсой 13 поднимают с помощью механизма и отводят в сторону. Сваривае№.1е криталлы 15 устанавливают на пуансон 7 через открытое отверстие крышки камеры 1. Подводят опорный элемент 8 до

0

5

20

25

30

совмещения с центром отверстия крышки камеры 1 и с помощью механизма 6 опускают его в камеру 1. После герметизации камеры 1 производят поворот траверсы 13 вокруг оси 14 опорного элемента 8 до совмещения ее концов с упорами 11 и фиксируют ее ими.

Механизмом 4 нагружения создают предварительное поджатие кристаллов 15 и производят откачку вакуумной камеры 1 с помощью вакуумной системы (не показано). Далее с помощью нагревателя 2 осуществляют нагрев кристаллов 15 до необходимой температуры, при этом полые шток 5 и пуансон 7 с расположенными внутри них пакетами изоляторов 16 обеспечивают равномерный нагрев свариваемых кристаллов за счет уменьшения теплоотвода. После этого с помопцзю механизма 4 нагружения сжимают кристаллы 15 с заданным усилием.

После выдержки и снижения температуры до комнатной камеру 1 заполняют воздухом или сухим азотом до атмосферного давления. Затем освобождают, концы траверсы 13 от фиксации упорами 1 1 , поворачивают ее вокруг оси 14 на угол 90, производят разгерметизацию камеры 1 и опорный элемент 8 вместе с траверсой 13 поднимают с помощью механизма 6 и отводят в сторону. Соединенные кристаллы 15 извлекают, из вакуумной камеры 1 через отверстие в ее крьш1ке.

Установка механизма нагружения на жестко закрепленной траверсе рамы обеспечивает осевое приложение усилий к штоку со стороны механизма нагружения, что иск лючает возможность разгерметизации камеры и появления неравномерных механических

3. 1456292

напряжений в кристаллах под действием больших силовых нагрузок.

Наличие у опорного элемента оси, соединенной с механизмом вертикального перемещения, закрепленным на одной из вертикаль,нык стоек рамы, а также выполнение верхней траверсы рамы съемной и установленной с возможностью поворота вокруг оси опорного IQ элемента и взаимодействия с верти- кальными стойками рамы посредством упоров позволяют сохранять соосность ойорного элемента и штока при загрузкетов изоляторов позволяют равномерно нагревать соединяемые (сращиваемые) крупногабаритные кристаллы за счет уменьшения теплоотвода от них как путем снижения отводимого от кристаллов потока тепла вследствие теплопроводности пуансона, так и путем снижения потока теплового излучения благодаря экранирующему действию пакетов изоляторов. Наличие пакета изоляторов исключает также воздействие теплового поля на шток и опорньш элемент, которые в условиях теплоке и выгрузке деталей и способствуют -,5 вого воздействия могут потерять свои

механические свойства (жесткость, прочность).

Таким образом, указанные признаки обеспечивают возможность соединения крупногабаритных кристаллов.

Формула изобретения

20

тем самым равномерному распределению удельных нагрузок в них, а также обеспечивают жесткость конструкции рамы в процессе нагружения.

Расположение вакуумной камеры внутри рамы с жестко закрепленной нижней траверсой, на которой установлен механизм нагружения, позволяет развивать большие силовые нагрузки, необходимые для соединения крупногабаритных кристаллов, не нарушая при этом герметичности рабочей камеры, благодаря -тому, что эти усилия не передаются на элементы конструкции камеры, а полностью воспринимаются рамой, что важно при работе в условиях сверхвысокого вакуума. Кроме того, указанное размещение камеры позволяет устанавливать крупные кристаллы в рабочей зоне нагревателя, а также исключает воздействие температурного поля на элементы конструкции рамы, сохраняя ее механические свойства (жесткость, прочность), что имеет большое значение при действии больших силовых нагрузок и высоких температур.

Наличие у опорного элемента пуансона и выполнение пуансона штока и опорного элемента полыми, а также наличие расположенных внутри них паУстановка для диффузионной сварки, 25 содержащая вакуумную камеру, нагревагружения с полым штоком и механизм вертикального перемещения с соосно установленными полым пуансоном и опорным.элементом, отличающаяся тем, что, с целью расшире- ния номенклатуры свариваемых деталей, установка снабжена рамой, выполненной в виде двух стоек с упорами, неподвижной и подвижной траверс, а также осью и пакетом изоляторов, вакуумная каме- ра закреплена на стойках между траверсами, механизм вертикального перемещения установлен на стойке, ось соединена с ним и закреплена на опорном элементе, механизм нагружения установлен на неподвижной траверсе, подвижная траверса установлена с возможностью поворота на оси, а пакеты изоляторов установлены в полостях штока и пуансона.

35

40

45

кетов изоляторов позволяют равномерно нагревать соединяемые (сращиваемые) крупногабаритные кристаллы за счет уменьшения теплоотвода от них как путем снижения отводимого от кристаллов потока тепла вследствие теплопроводности пуансона, так и путем снижения потока теплового излучения благодаря экранирующему действию пакетов изоляторов. Наличие пакета изоляторов исключает также воздействие теплового поля на шток и опорУстановка для диффузионной сварки, 25 содержащая вакуумную камеру, нагревагружения с полым штоком и механизм вертикального перемещения с соосно установленными полым пуансоном и опорным.элементом, отличающаяся тем, что, с целью расшире- ния номенклатуры свариваемых деталей, установка снабжена рамой, выполненной в виде двух стоек с упорами, неподвижной и подвижной траверс, а также осью и пакетом изоляторов, вакуумная каме- ра закреплена на стойках между траверсами, механизм вертикального перемещения установлен на стойке, ось соединена с ним и закреплена на опорном элементе, механизм нагружения установлен на неподвижной траверсе, подвижная траверса установлена с возможностью поворота на оси, а пакеты изоляторов установлены в полостях штока и пуансона.

5

0

5

Изобретение относится к оборудованию для диффузионной сварки и может быть использовано для получения крупногабаритных деталей из кристаллов. Цель изобретения - расширение номенклатуры свариваемых деталей. Установка содержит вакуумную камеру с расположенными в ней нагревателем с токо- вводами и системой тепловых защитных экранов, полым пуансоном, установленным на штоке в ее нижней части и соединенным с механизмом нагружения. Последний расположен на нижней жестко закрепленной траверсе рамы, имеющей также верхнюю траверсу, установленную с возможностью поворота вокруг оси опорного элемента. Опорный элемент а сл