Способ изготовления кабельной термопары Советский патент 1991 года по МПК G01K7/02 

СО

С

Изобретение относится к области термометрии и позволяет повысить надежность кабельной термопары преимущественно на основе кабеля малого диаметра путем исключения при ее изготовлении возможности электрического контакта свободных концов термоэлектродов с оболочкой. В заготовке термопары формируют рабочий спай, герметизируют оболочку кабеля в области рабочего спая, удаляют изоляцию в зоне свободных концов термоэлектродов со стороны торца кабеля, оплавляют лазерным лучом в защитной среде торец оболочки до получения на нем валика в форме полусферы, затем торец окисляют повторным оплавлением его лазерным лучом в воздушной среде, после чего герметизируют свободные концы термоэлектродов термопары. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к термометрии, а именно к технологии изготовления кабельных термопар преимущественно на основе кабеля малого диаметра ряда 0,5-1,5 мм.

Цель изобретения - повышение надежности термопары путем исключения возможности электрического контакта свободных концов термоэлектродов с оболочкой.

На фиг. 1-3, показана последовательность операций предлагаемого способа.

На отрвзке термопарного кабеля 1 нужной длины, состоящего из оболочки 2, выполненной (для кабеля диаметром 0,7 мм) из никелевого жаростойкого сплава с размещенными внутри проволочными термоэлектродами 3, которые между собой и оболочкой разделены магнезиальной изоляцией 4, со стороны свободных концов термоэлектродов термопары удаляют оболочку, для чего спиливают ее по образующей с противоположных сторон, разрыхляют изоляцию и снимают остаток оболочки. Далее подрезают торец оболочки на токарном станке и затем зачищают заусенцы на торце оболочки, при этом для снятия внешних заусенцев используют надфили, а для внутренних-специальныйтокарный ре- зец. Удаление порошковой изоляции с термоэлектродных проволок и торца оболочки на глубину 5, приблизительно равную 1/3 диаметра оболочки, проводят в горячем растворе трилона Б, после чего концы 6 проволок, выступающие над горцом оболочки, зачищают до металлического блеска (фиг. 1). Для формирования рабочего спая удаляют с торца кабеля 1 изоляцию 4, выступающие из изоляции концы термоэлектродов 3 сваривают в плоскости торца кабеля, укладывают термоэлектроды в форме петли на поверхность изоляции , устанавливают на петле заглушку 7 и соединяют петлю и заглушку электроконтактной сваркой, а затем герметизируют оболочку 1 в области рабочего спая путем сплавления выступающей части заглушки 7 с торцом оболочки. Для оплавления торца оболочки 2 в зоне свобод- ных концов термоэлектродов термопару устанавливают во вращатель лазерной сварочной установки 8, обеспечивая угол наклона оси вращения относительно лазерного луча 9 установки 5°. Лазерный луч фокусируют на торец оболочки и производят оплавление торца 10 в защитной среде (инертного или восстановительного газа) по режиму, например, для кабеля диаметром 0,7 мм: напряжение 300-320 В; Диаметр пятна луча 0,2 мм; фокусное расстояние 50 мм; время импульса 4 мс; перекрытие пятен 60%, скорость вращения 8-10 об/мин; расход аргона в струйной защите 2-3 л/мин.

В процессе оплавления торца 10 зау- сенцы на внутренней поверхности оболочки 2 своей острой вершиной частью испаряются, а основанием вовлекаются в металл жидкой сварочной ванны, которая, затвердевая под действием сил поверхностного натяже- ния, образует валик в форме полусферы (фиг. 2). Защитная среда (аргон), предотвращая окисление металла сварочной ванны, обеспечивает высокие показатели смачиваемости и жидкотекучести этой ванны, след- ствием чего является переплавленный торец 10 в виде валика с чистой, бездефектной поверхностью.

Постоянство радиуса кривизны валика в любой точке его поверхности с одновре- менным отсутствием поверхностных концентраторов обеспечивают минимизацию напряжений в точке возможного механического контакта термоэлектрода 3 с торцом 10 оболочки.

Для создания электрической изоляции в точке контакта термоэлектрода с торцом 10 поверхность валика окисляют до получения электроизоляционного слоя. Окисление можно проводить, используя, например, га-

зовую микрогорелку при температуре не превышающей температуру расплавления валика. Наиболее технологичным является второй проход лазерным лучом в том же вращателе и с использованием режима подобного режиму формирования валика, но без подачи защитного газа, на воздухе. При этом происходит переплавление металла валика без изменения его исходной формы. Проведение оплавления на воздухе обеспечивает получение плотного, высокопрочного электроизоляционного слоя.

После окисления торца 10 проводят герметизацию кабеля в зоне свободных концов термоэлектродов, обмазывая торец смолой 11, далее соединяют термоэлектроды 3 с удлинительными термопарными проводами 12 посредством сварки 13, затем устанавливают на оболочку 2 наконечник 14 и производят заливку его полости электроизоляционным компаундом 15 (фиг. 3).

Изготовленную термопару монтируют в корпус термоэлектрического термометра.

Формула изобретения

A/I./

15 14 П 13

III I

Ф&.1