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

Изобретение касается получения неразъемного соединения диффузионной сваркой и может быть использовано в элек- трЬнной и авиационной промышленности

Известно устройство для диффузионной сварки, содержащее вакуумную камеру, пуансон и рабочий стол с шаровой опорой.

Недостатками известного устройства являются трудность передачи равномерного давления на свариваемые детали большой площади и сложность сварки деталей, имеющих конусность.

Наиболее близким к изобретению является устройство для диффузионной сварки, содержащее расположенные в вакуумной камере пуансон, рабочий стол в виде вращающейся планшайбы, нагреватель свариваемых изделий и размещенную в вакуумной системе вымораживающую ловушку.

Недостатками этого устройства являются трудность сварки изделий большой площади и имеющих непараллельность в зоне сварки, а также низкая производительность из-за длительности охлаждения свариваемых изделий и оправок.

Цель изобретения - повышение качества сварки путем устранения непараллельности в зоне сварки и производительности путем эффективного охлаждения свариваемых изделий после сварки.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для диффузионной сварки, содержащее вакуумную камеру с днищем, расположенные в ней пуансон и рабочий стол в виде вращающейся планшайбы, установVJ

СО

о о

00

hO

ленной на шариках, дополнительно снабжено установленными на днище вакуумной камеры охлаждаемыми стаканами, заполненными легкоплавким металлом, подпружиненными штоками, установленными в стаканах с возможностью контактирования их торцов с шариками, и вымораживающей ловушкой с криопа- нелью, выполненной в виде цилиндров, внутренняя полость которых соединена трубопроводом с обратным клапаном, с полостью охлаждения стаканов.

Устройство (фиг.1 и 2) содержит вакуумную камеру 1, помещенные в вакуумной камере подвижный пуансон 2 и рабочий стол 3, свариваемые изделия 4, 5, сферические опоры 6, штоки 7. Штоки опираются на пружины 8, которые помещены в стаканы 9 с легкоплавким металлом (Л ПМ). В вакуумной системе устройства размещена вымораживающая ловушка 10 с криопанелями 11. Охлаждающим агентом является жидкий азот 12. Для нагрева свариваемых изделий служит нагреватель 13, а для снижения теплового потока от нагревателя 13 к ЛПМ служит экран 14. Для эффективного использования охлаждающего агента при охлаждении ловушки, ЛПМ и свариваемых изделий служит обратный клапан 15. Трубопровод 16 соединяет внутренние полости вымораживающей ловушки с полостью охлаждения стаканов 9.

Устройство работает следующим образом.

Во время испытаний сваривался ситалл СО-115 с титаном через алюминиевую прокладку.

В вакуумной камере 1 на пуансоне 2 и рабочем столе 3 помещают свариваемые изделия 4, 5. Устанавливают термопары (не показаны) на свариавемых изделиях и на дне стаканов и камеру вакуумируют до давления 5х1СГ3 Па, при этом свариваемые изделия находятся в разнесенном состоянии. После чего нагревателем 13 температуру свариваемых изделий поднимают до 300- 330°С, при этом температура на дне стакана должна быть не менее 50-55°С. Затем свариваемые изделия приводят в контакт так, чтобы под действием пружин 8 устранилась неплоскостность свариваемых изделий в зоне сварки и чтобы зазор между нижним торцом штока и дном стакана был зазор не менее хода рабочего стола из положения Сварка в положение Охлаждение. Положение Сварка это когда мы выбрали неплоскостность в зоне сварки, а положение Охлаждение, когда рабочий стол коснется

торцов криопанелей вымораживающей ловушки.

Далее обратные клапаны 15 трубопровода 16 открывают и в вымораживающую

ловушку и полость для охлаждения стаканов заливают жидкий азот. Свариваемые изделия зафиксировались в положении Сварка. После чего свариваемые изделия вновь разносят на расстояние 20-25 мм и продолжают нагрев до температуры сварки 500- 550°С. Затем приводят свариваемые изделия в контакт, прикладывают давление 1,5 МПа и проводят изотермическую выдержку в течение 15 мин.В процессе изотермической выдержки подачу жидкого азота прекращают. За счет теплоты от рабочего стола азот испаряется из полости для охлаждения стаканов, ЛПМ расплавляется (т.пл. галлия 29,7°С) и под действием усилия

от пуансона рабочий стол движется к днищу вакуумной камеры и касается криопанелей вымораживающей ловушки. После этого в ловушку заливают жидкий азот при открытом обратном клапане.

Процесс охлаждения сокращается на

60-70% от времени естественного охлаждения. После охлаждения изделие выгружают из вакуумной камеры.

Для диффузионной сварки изобретение

позволяет осуществить сварку изделий большой площади и номенклатуры без переналадки при минимальной деформации. Тогда как применение специализированных оправок при одной номенклатуре свариваемых изделий трудно получить качественные соединения при малых деформациях из-за неплоскостности свариваемых изделий.

Формула изобретения

Устройство для диффузионной сварки, содержащее вакуумную камеру с днищем, расположенные в ней пуансон и рабочий стол в виде вращающейся планшайбы, установленной на шариках, отличающеес я тем, что, с целью повышения качества сварки и производительности, оно снабжено установленными на днище вакуумной камеры охлаждаемыми стаканами, заполненными легкоплавким металлом,

подпружиненными штоками, установленными в стаканах с возможностью контактирования их торцов с шариками, и вымораживащей ЛОВУШКОЙ с криопанелью, выполненной в виде цилиндров, внутренняя

полость которых соединена трубопроводом с обратным клапаном, с полостью охлаждения стаканов.

Изобретение относится к оборудованию для сварки давлением и может быть использовано в авиационной и электронной промышленности при сварке разнородных материалов с большим выходом годных, при этом могут свариваться изделия большой площади. Целью изобретения является повышение производительности и качества сварки. Сущность изобретения заключается в том, что рабочий стол через шарики опирается на штоки, установленные в стаканы, заполненные легкоплавким металлом и расположенным на днище вакуумной камеры. Причем вакуумная система устройства снабжена вымораживающей ловушкой, внутренняя полость которой соединена трубопроводом с обратным клапаном с полостью охлаждения стаканов. При этом криопанель вымораживающей ловушки выполнена с возможностью соприкасания с рабочим столом. Устройство позволяет осуществить сварку изделий большой площади и номенклатуры без переналадки при минимальных деформациях 2 ил. (Л С

,К

Редактор М.Келемеш

Физ.2.

Составитель А.Коблов Техред М.Моргентап

п.

Корре-ктор И.Муска