Устройство для диффузионной сварки Советский патент 1992 года по МПК B23K20/26 

Изобретение относится к диффузионной сварке, в частности к устройствам для создания давления при сваривании деталей в вакууме, и может быть использовано в различных отраслях промышленности.

Известно устройство для передачи давления на свариваемые детали при диффузионной сварке за счет разницы коэффициентов термического расширения материалов узлов устройства и свариваемых деталей, содержащее опорные плиты, сьем- ные стяжные элементы, кулачковые элементы с клиновой посерхностью, вал.

Известно также устройство для сдавливания деталей при диффузионной сварке, содержащее плиты, фиксирующий, стяжной и распорные элементы.

Известные устройства обеспечивают низкое качество спорного соединения деталей, сложны о изготовлении и эксплуатации.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для термомеханического сдавливания при сварке давлением, содержащее корпус в виде плит, соединенных стяжками, и то лка- тель, расположенный между плитами и выполненный из материала с большим, чем у плит и стяжек коэффициентом термического расширения. Плиты корпуса выполнены заодно со стяжками, а на противоположных сторонах корпуса выполнены пазы, причем поперечное сечение толкателя не меньше суммарного сечения стяжек.

Недостатком известного устройства является то, что оно не позволяет получит, качественное соединение разнородных материалов, один из которых, например, тгер- досплапная пластина. Применение разрывной машины усложняет процесс подготовки устройства к роботе.

VI

О

N

О

СО

о

Цель изобретения - повышение качества сварного соединения.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для диффузионной сварки, содержащее опорные элементы, стойки и толкатель,- расположенный между опорными элементами, дополнительно снабжено стяжками с позами, стойки выполнены с пазами на внутренних поверхностях гпубиной 0,3-0,5 их толщины и установлены в пазах стяжек, опорные элементы установлены в пазах стоек на расстоянии от стяжек, равном 1,5-1,7 их толщины.

Устройство представляет собой разъемную жесткую рамку, элементы которой изго- товлены из материала с меньшим коэффициентом термического расширения, чем материал толкателя. Материал толкателя выбирают таким, чтобы он работал в процессе диффузионной сварки в области упругих деформаций, т.е. рабочее давление не должно превышать предела текучести толкателя. Стойки выполнены съемными. Это упрощает конструкцию и подготовку устройства к сварке. На внутренних поверхностях стоек выполнены пазы глубиной 0,3-0,5 их толщины, При глубине паза меньше 0,3 толщины стойки, он не выдерживает рабочего давления. Происходит скол мате-- риала уголка паза. При глубине паза больше 0,5 толщины стойки появляются микротрещины в районе паза. При расстоянии от опорного элемента до внутренней поверхности стяжки меньше 1,5 их толщины, собранная рамка не выдерживает рабочего давления. Расстояние от опорного элемента до внутренней поверхности стяжки больше 1,7 толщины стяжки экономически нецелесообразно, так как это приводит к увеличению расхода материала рамки.

Устройство снабжено стяжками с пазами, в которые вставляют концы стоек. Стяжки фиксируют стойки строго параллельно относительно друг друга, замыкая их. Это позволяет устройству выдерживать в процессе сварки максимальные давления и получать качественное сварное соединение.

На чертеже изображено устройство, общий вид.

Устройство содержит дое стойки 1 с пазами на внутренних поверхностях, в которые установлены опорные элементы 2. Между опорными элементами размещают свариваемые детали 3 и 4. и толкатель 5. Между свариваемой деталью 3 и опорным элементом и между толкателем 5 и другим опорным элементом расположены графитовые прокладки б. Стойки 1 своими концами установлены в пазы стяжек 7.

Устройство работает следующим образом.

Собирают рамку. Для этого стойки 1 с одного конца вставляют в пазы одной из

стяжек 7. Свариваемые детали 3 и 4, и толкатель 5 размещают между опорными элементами 2, которые вставлены в пазы стоек 1. Для надежной фиксации деталей, толкателя и для предотвращения припариваиия

их к элементам устройства, между одним опорным элементом и свариваемой деталью и другим опорным элементом и толкателем вставляют графитовые прокладки 6. За счет установления деталей, толкателя и графитовых прокладок без зазора свариваемые детали сдавливаются. Затем стойки 1 вставляют другими концами в пазы второй стяжки 7. Собранную рамку с деталями размещают в вакуумной печи, создают необходимый вакуум, включают печь, доводят температуру до необходимой температуры диффузионной сварки. Детали при этом сжимаются вследствие разницы коэффициентов термического расширения толкателя

и элементов устройства. Давление на свариваемые детали при температуре сварки регулируют величинами КТР и размерами толкателя и графитовых прокладок. При температуре сварки детали выдерживают определенное время. Затем печь отключают и устройство с деталями охлаждают до комнатной температуры.

Результаты исследования работоспособности устройства в процессе диффузионной сварки твердосплавной пластины со сталью при 700° С в зависимости от глубины яаза ( гтгмо при 700° С 22,5 кгс/мм2, °тст40Х при 700° С 20.5 кгс/мм2) представлены в таблице.

Хорошую работоспособность показывают устройства, D которых глубина паза в стойках равна 0,3-0,5 их толщины.

С помощью рамки, элементы которой изготовлены из молибдена (заготовка сечением 16x16 мм), имеющего при температуре . диффузионной сварки 700° С коэффициент тепмического расширения меньший, чем у материала толкателя (40Х) (средний в. интервале 0-700° С КТРм0 5. 1 /град.

КТРст Ш 14. 1/град), в которой пазы в стойках выполнены глубиной 6,4 мм, что составляет 0,4 их толщины, расстояние от опорного элемента до внутренней поверхности стяжки 25.6 мм. что составляет 1,6 их

толщины, приварена о вакууме 1,33-10 2 Па алмазно-тоердосплавная пластина к стальной подложке.

Данное устройство позволяет получить качественное сварное соединение алмазнотвердссплаоной пластины со сталью при низкотемпературной диффузионной сварке с прочностью на сдоит 296-310 МПа. Форму,т а изобретения Устройство для диффузионной сварки, содерхчэщее опорные элементы, стойки и толкатель, расположенный между опорными элементами, отличающееся тем,

что, с целью повышения качества соарного соединения, оно снабжено стяжками с пазами, стойки выполнены с пазами на внутренних поверхностях глубиной 0,3-0,5 их толщины и установлены в пазах стяжек, опорные элементы установлены в пазах стоек на расстоянии от стяжек, равном 1,5-1,7 их толщины.

Изобретение относится к диффузионной сварке, в частности к устройствам для создания давления при сваривании деталей в вакууме, и может быть использовано о различных отраслях промышленности. Цель изобретения - повышение качества сварного соединения. Устройство содержит опорные элементы, стойки и толкатель, расположенный между опорными элемента: ми, и снабжено стяжками с пазами. Стойки выполнены с пазами на внутренних поверхностях глубиной 0,3-0,5 их толщины и уста- новлены в пазах стяжек, а опорные элементы установлены в паг.ах стоек на расстоянии от стяжек, равном 1,5-1,7 их толщины. Детали в процессе нагрева дополнительно сжимаются за счет разницы коэффициентов термического расширения материалов элементов устройства и свариоае- мых деталей. 1 ил., 1 табл.

Примечание.- учитывается удвоенная площадь паза, так как пазы выполнены о двух стойках.