Установка для диффузионной сварки в вакууме Советский патент 1992 года по МПК B23K20/26 

Описание патента на изобретение SU1738557A1

СП

с

Похожие патенты SU1738557A1

название год авторы номер документа
Установка для диффузионной сварки в вакууме 1983
  • Мосичев Игорь Иванович
  • Марков Владимир Александрович
  • Середюк Яков Захарович
  • Щербак Александр Григорьевич
  • Ефимов Николай Андреевич
SU1100064A1
Установка для диффузионной сварки 1986
  • Варенов Юрий Иванович
  • Ковалевский Вячеслав Иосифович
  • Щербак Юрий Михайлович
SU1349932A1
Устройство диффузионной сварки 2017
  • Люшинский Анатолий Владимирович
RU2680170C1
Установка для диффузионной сварки 1989
  • Азаматов Закиржан Тахирович
  • Дерюгин Иван Андреевич
  • Маматджанов Фахритдин Джураевич
  • Парыгин Владимир Николаевич
  • Расулов Халилилло Хабибуллаевич
  • Ташпулатов Хусан Закирович
SU1682094A1
Установка для диффузионной сварки 1989
  • Касьянов Виталий Криллович
  • Пасько Петр Григорьевич
  • Абдуллин Рафаэль Валиахметович
SU1726181A1
Способ изготовления переходника титан-сталь 2015
  • Денисов Владимир Николаевич
  • Кляцкин Андрей Станиславович
  • Бутрим Виктор Николаевич
  • Береснев Александр Германович
  • Маринин Святослав Федорович
  • Медведев Денис Андреевич
RU2612331C2
Установка для диффузионной сварки 1985
  • Коблов Александр Иванович
SU1311893A1
Устройство для диффузионной сварки 1980
  • Конюшков Геннадий Владимирович
  • Зоркин Александр Яковлевич
  • Жевалев Олег Юрьевич
  • Маркелов Виктор Викторович
SU919835A1
Установка для диффузионной сварки 1983
  • Азаматов Закиржан Тахирович
  • Азляров Анвар Азимович
  • Дерюгин Иван Андреевич
  • Маматджанов Фахритдин Джураевич
  • Ташпулатов Хусан Закирович
  • Толкунов Лев Иванович
SU1106617A1
Установка для диффузионной сварки 1986
  • Березин Леонид Яковлевич
  • Котельников Димитрий Иванович
SU1360940A1

Иллюстрации к изобретению SU 1 738 557 A1

Реферат патента 1992 года Установка для диффузионной сварки в вакууме

Использование диффузионная сварка прецизионных узлов и элементов. Сущность изобретения: в установке для диффузионной сварки в вакууме катодный узел электронно-лучевого испарителя металла промежуточной пропайки жестко закреплен на основании сварочной камеры, водоох- лаждаемый корпус испарителя введен в сварочную камеру посредством сильфона и закреплен на основании при помощи шарового шарнирного элемента. При этом торцовая часть корпуса, обращенная к катодному узлу, выполнена в виде сферического сегмента, центр которого совмещен с центром шарнирного элемента и на котором симметрично относительно оси корпуса выполнены по меньшей мере две равновеликие выемки, оси которых пересекаются в центре сферического сегмента. Благодаря такой KOHCI- рукции расширяются технологические возможности установки. 2 ил.

Формула изобретения SU 1 738 557 A1

Изобретение относится к сварке, в частности к диффузионной сварке в вакууме с использованием промежуточных прослоек, и может быть использовано при разработке1 и изготовлении оборудования, предназначенного для диффузионной сварки прецизионных узлов и элементов.

Известна установка для диффузионной сварки в вакууме, содержащая камеру с цилиндрическим радиационным нагревателем и опорой, шток нагружения, дополнительную шлюзовую вакуумную камеру с загрузочным люком, в которой производится фиксация на конце штока нагружения оснастки со свариваемыми деталями, напыли- тельное устройство, выполненное в боковом патрубке шлюзовой камеры с возможностью перемещения для установки испарителя между разнесенными деталями и нанесения промежуточного подслоя на свариваемые поверхности, механизм нагружения, средства очистки, контроля и управления. В данной установке свариваемые детали, размещенные в разнесенном положении в сварочной оснастке, фиксируются вместе с оснасткой через загрузочный люк в шлюзовой камере на конце штока нагружения. Загрузочный люк закрывается, шлюзовая камера вакуумируется, после чего из бокового патрубка этой камеры в зазор между соединяемыми деталями вводится испаритель (как правило вольфрамовая спираль) напылительного устройства и на соединяемые поверхности осуществляется напыление металла промежуточного слоя. После напыления испаритель удаляется (посредством внешнего привода) из зазора между деталями, шток вместе со сварочной оснасткой опускается в сварочную камеру, отделенную от шлюзовой камеры затвором,

VJ

GJ 00 СЛ СЛ XI

и в этой сварочной камере производится процесс диффузионной сварки.

Недостатками описанной установки являются: сложность конструкции установки, ограничивающая ее технологические возможности и снижающая эксплуатационные характеристики; ограниченность круга материалов, используемых в качестве промежуточной прослойки, как по значениям упругости паров (термическое испарение), так и по физико-химическим свойствам (наличие смачивания при одновременном отсутствии взаимодействия с материалом спирали испарителя, что ограничивает диапазон свариваемых материалов}; невысокое качество соединения, связанное с неодинаковым характером процесса напыления на свариваемые поверхности, находящиеся выше и ниже испарителя; невысокое качество соединения, обусловленное сложностью обеспечения требуемой точности взаиморасположения и необходимого расстояния между испарителем и соединенными поверхностями, на которые производится напыление подслоя; ограниченные технологические возможности установки, связанные с тем, что за один сварочный цикл на соединяемые поверхности зталей напыляется только один материал подслойки, тогда как в ряде случаев необходимо напыление нескольких слоев различных материалов, либо напыление материалов на каждую из соединяемых прослоек при сварке деталей из разноименных материалов.

Известна установка для диффузионной сварки, содержащая вакуумную камеру, состоящую из основания и колпак-а, средства откачки, управления и контроля. На основании вакуумной камеры установлены испарители металла для нанесения промежуточной прослойки, диафрагмы, стойки, на которых закреплена плита. На плите размещена поворотная платформа с эксцентриком. На платформе установлена рама с держателями свариваемых деталей и механизмом сжимающего усилия. Наличие поворотной платформы, эксцентрика, рамы с механизмом сжимающего усилия позволяет одним приводом устанавливать детали над определенным испарителем, переводить их из положения напыления в положение сварки, сближать и сжимать детали, обеспечивая протекание процесров диффузионной сварки. В отличие от первого аналога описанная установка, имеющая строго одинаковые условия напыления на обе соединенные детали, позволяет осуществлять многослойное напыление за счет последовательного испарения прослоек с различных испарителей и

расширяет круг материалов прослоек, так как испаритель может выполняться электронно-лучевым, что снимает ограничения в испарении металлов с высокой температурой плавления (тантал, ниобий и др.), а также активных металлов (титан, цирконий).

Недостатками данной установки являются: сравнительная ограниченность технологических возможностей, связанная с тем,

0 что свариваемые детали в держателях рамы установки фиксированы в совместной позиции и перемещаются в положение напыления над каждым данным испарителем совместно. Это дает возможность осущест5 влять получение многослойных, но одинако- вых для обеих свариваемых деталей промежуточных прослоек и не позволяет получать различные покрытия на каждой из свариваемых поверхностей; сложность

0 конструкции установки, обусловленная громоздкой кинематикой внутрйкамерного объема, что резко ухудшает эксплуатационные характеристики установки и снижает возможности установки по сварке

5 прецизионных узлов точного приборостроения; сложность конструкции установки, связанная с тем, что фактически получение многослойных покрытий обеспечивается выполнением в камере соотв тсгьуюьцич/

0 числа испарителем, каждый из которых должен быть снабжен автономной системой питания, водоохлаждения, контроля и т.д. Это резко ухудшает условия эксплуатации установки, увеличивает вероятность аварийных

5 ситуаций и снижав технологичность про цесса сварки.

Наиболее близкой к изобретению является установка для диффузионной сварки в вакууме, содержащая вакуумную сварочную

0 камеру, в которой выполнены соосные камере шток нагружения, радиационный нагреватель и сварочная опора. На основании камеры на расстоянии от ее оси,не превышающем радиуса нагревателя,размещен

5 электронно-лучевой испаритель промежуточного металла прослойки в виде водоох- лаждающего корпуса и закрепленного под ним катодного узла. В стенках камеры выполнен механизм закрепления и перемеще0 ния свариваемых деталей в вчде двух стержней, оси которых параллельны оси камеры и каждый из которых связан посредством упругого элемента с одним из двух штоков, введенных с возможностью воз5 вратно-поступательного перемещения со- осно друг с другом и перпендикулярно оси камеры через ее стенку и нагреватель, причем по меньшей мере один из штоков установлен с возможностью вращательного движения. Очевидно, что в данной конструкции направление смещения испарителя относительно оси камеры совпадает с направ- лением оси указанных штоков. Это позволяет за счет возвратно-поступательного перемещения штоков устанавливать свариваемые детали в позицию напыления либо в позицию сварки, размещая эти детали на сварочной опоре под штоком нагруже- ния.

В данной установке имеет место воз- можность автономного манипулирования каждой из свариваемых деталей, поскольку каждый из штоков фиксируется автономно. Это позволяет производить напыление как на обе детали совместно, так и только на одну любую из свариваемых деталей. В данной конструкции возможно выполнение дополнительных испарителей(как и во втором аналоге), размещение которых обусловлено указанными требованиями: расстоянием испарителей от оси, камеры, не превышающем радиуса радиационного нагревателя; расположением испарителей на одной диаметральной линии, направление которой совпадает с направлением оси штоков. В этом случае возможно получение на свариваемых деталях промежуточных прослоек в виде различных слоев металла. Однако в данном случае имеет место попытка повысить эффективность установки арифметиче- ским увеличением позиций испарения, негативным следствием чего является усложнение конструкции установки и возможное увеличение габаритов камеры, учитывая приведенные выше требования к размеще- нию испарителей, г.е. данный вариант является неприемлемым.

Недостатком установки являются ограниченные технологические возможности, обусловленные тем, что отсутствует воз- можность использования при диффузионной сварке многослойных и разноименных по отношению к каждой из свариваемых деталей промежуточных прослоек; не в полной мере удается реализовать требуемый уровень прецизионности процесса сварки в тех случаях, когда необходимое для этого уменьшение температуры процесса требует применения нескольких промежуточных прослоек; снижается качество соединения, поскольку ограничения в выборе прослойки ухудшают условия протекания процессов сварки за счет уменьшения эффективности использования адгезионных подслоев в сочетании с пластичными покрытиями; ухуд- шается точность сварного узла, так как недостаточную роль материала прослойки в процессе образования соединения приходится компенсировать другими факторами, а частности ростом сварочного давления.

что весьма критично в отношении высокоточных изделий.

Предлагаемое техническое решение устраняет указанные недостатки.

Целью изобретения является расширение технологических возможностей установки.

Цель достигается тем, что в установке для диффузионной сварки в вакууме, содержащей сварочную камеру, в которой соосно ей размещены шток нагружения, введенный посредством сильфона через крышку .камеры, радиационный нагреватель, сварочную опору, а также расположенный на основании сварочной камеры электроннолучевой испаритель металла промежуточной прослойки, имеющий водоохлажда- емый корпус и катодный узел, состоящий из кольцевого катода и фокусирующего электрода, и механизм закрепления и перемещения свариваемых деталей, катодный узел электронно-лучевого испарителя жестко закреплен на основании сварочной камеры, водоохлаждаемый корпус испарителя введен в сварочную камеру посредством сильфона и закреплен на основании при помощи шарового шарнирного элемента, при этом торцовая часть корпуса, обращенная к катодному узлу, выполнена в виде сферического сегмента, центр которого совмещен с центром шарнирного элемента и на котором симметрично относительно оси корпуса выполнены по меньшей мере две равновеликие выемки, продольные оси которых пересекаются в центре сферического сегмента, а к расположенной снаружи камере части водоохлаждаемого корпуса подсоедит нен механизм его поворота и фиксации в положении, соответствующем соосному расположению каждой из выемок и катодного узла.

На фиг.1 показана сварочная камера установки для диффузионной сварки в вакууме, общий вид; на фиг.2 - схема напыления прослойки на свариваемые детали для одной позиции испарителя.

Устройство состоит из сварочной вакуумной камеры 1, через верхнюю крышку 2 которой в эту камеру посредством сильфона 3 введен шток 4 нагружения, соосный сварочной вакуумной камере 1. В камере выполнены соосные штоку нагружения радиационный нагреватель 5 и сварочная опора б, установленная на нижнем основании 7 камеры. В стенки сварочной вакуумной камеры через элементы 8 ввода (например, сальники и сильфоны) введены два штока 9 и 10, оси которых совпадают и перпендикулярны оси KiKz этой камеры. Штоки 9 и 10 имеют возможность возвратно-поступательного в направлениях AiB и AiBi соответственно и вращательного в направлениях CiD и CiD соответственно движения. Введенные в камеру концы штоков 9 и 10 через упругие элементы 11 и соответственно связаны с вертикальными стержнями 13 и 14, оси которых параллельны оси KiKa камеры 1. На концах стержней 13 и 14 укреплены свариваемые детали 15 и 16 соответственно. На основании 7 камеры также на диэлектрических стержнях 17 закреплен катодный узел, включающий кольцевой катод 18 и фокусирующий электрод 19. Водоохлаждаемый корпус 20 электронно-лучевого испарителя с внутренней полостью 21 для подачи охлаждающей воды своей средней частью установлен в зафикс ированномиа основании 7 сварочной вакуумной камеры направляющем шарнирном элементе 22, который обеспечивает качательное движение водоох- лаждаемого корпуса 20 относительно точки О, лежащей на оси OiOa катодного узла и одновременно на оси Lila водоохлаждае- мого корпуса 20 электронно-лучевого испарителя. Очевидно, что точка О является центром шарнирного элемента 22. Водоохлаждаемый корпус 20 электронно-лучевого испарителя введен в сварочную вакуумную камеру 1 через основание 7 этой камеры посредством сильфом а 23. Рабочая торцовая, обращенная в сторону катодного узла часть водоохлаждаемого корпуса 20, выполнена в виде сферического сегмента 24, центр которого лежит на оси LiLa этого корпуса. На этой рабочей части выполнены несколько (по меньшей мере две) равновеликих, симметричных оси корпуса выемок 25 и 26, оси которых NiN2 и WtiMa соответственно пересекаются в одной точке О, лежащей на оси LiLz водоохлаждаемого корпуса 20. Очевидно, что точка перееечения осей NiN2 и JVHM2 выемок 25 и 26 соответственно совпадает с точкой, относительно которой имеет место качательное движение водоохлаждаемого корпуса 20 электронно-лучевого испарителя. В выемки 25 и 26 помещены навески 27 и 28 соответственно напыляемых металлов прослойки Меа и Меь. Выведенная за пределы сварочной вакуумной камеры 1 часть водоохлаждаемого корпуса 20 снабжена поворотным механизмом 29 и делительным устройством (копиром) 30 и фиксатором 31, обеспечивающими расположение наружного конца водоохлаждаемого корпуса 20 в требуемой позиции, соответствующей совпадению оси одной из выемок с осью ОЮа катодного узла.

Работа установки для диффузионной сварки в вакууме осуществляется следующим образом.

При открытой верхней крышке 2 сварочной вакуумной камеры 1 к торцам стержней 13 и 14 крепят свариваемые детали 15 и 16 соответственно. Крепление может осуществляться посредством винтов, зажимов и т.п. Исходное положение деталей соответствует требуемой схеме напыления, например согласно фиг.1, когда на обе соединенные поверхности напыляется один и тот же

0 материал подслоя, эти соединенные поверхности деталей 15 и 16 обращены в сторону электронно-лучевого испарителя и находятся непосредственно над ним. Далее в выемки 25 и 26, выполненные на рабочем

5 сферическом сегменте 24 водоохлаждаемого корпуса 20 электронно-лучевого испарителя загружают навески 27 и 28 испаряемых металлов Меа и Меь прослойки. На фиг.1 и 2 показан, вариант, когда промежуточная

0 прослойка может быть получена напылением на соединенные поверхности двух металлов Меа и Me в различном сочетании и в различной последовательности. В принципе на рабочей поверхности сферического

5 сегмента 24 водоохлаждаемого корпуса 2и

может быть предусмотрено три, четыре и

более выемок, что соответственно увеличи. вает количество металлов, используемых р

качестве промежуточной прослойки. Водо0 охлаждаемый корпус 20 устанавливают е положение, соответствующее напылению первого подслоя, например Меа, т.е. в положение, когда ось NiNa выемки 25, в которой находится навеска 27 Меа, совпадает с осью

5 Oi02 катодного узля Это обеспечивается поворотным механизмом 29, копиром 30 к фиксатором 31, которые связаны с выведенной за пределы сварочной ракуумной камеры 1 частью водоохлаждаемого корпуса 20.

0 Совместно с копиром 30 требуемую ориентацию водоохлаждаемого корпуса 20 обеспечивает направляющий шарнирный элемент 22, в котором своей средней частью установлен водоохлаждаемый корпус 20.

5 Поскольку он должен ориентироваться относительно оси Oi02 катодного узла, который на стержнях 17 закреплен на основании 7 сварочной вакуумной камеры, на этом же основании жестко крепится и шарнирный

0 элемент 22 и копир 30. Очегидно, что центр шарнира 22 совпадает с точкой О, относительно которой осуществляется качательное движение корпуса 20 и в этой точке должны пересекаться ось Oi02 катодного

5 узла, ось LiL.2 водоохлаждаемого.корпуса 20 и оси NiN2 выемки 25 и WHM2 выемки 26, а также оси других выемок при их количестве более двух. Сильфон 23 в данном случае является элементом, обеспечивающим герметичность при смене позиций испарения

водоохлаждаемого корпуса 20. Ориентация сильфона 23 относительно, например, шарнирного элемента 22 не оговаривается, так как сильфон может быть расположен различным образом, оставляя шарнирный элемент в сварочной вакуумной камере, как это показано на фиг.1 и 2,или определяя положение шарнирного элемента 22 вне камеры. Далее камеру 1 закрывают крышкой 2, откачивают до требуемой степени разряжения ( мм рт.ст.) с помощью средств откачки (не показаны), посредством радиационного нагревателя 5 производят нагрев деталей 15 и 16 до температуры, обеспечивающей оптимальные условия напыления и осуществляют процесс напыления Меа на соединяемую поверхность, например, только деталей 15 и 16. Для этого на катод 18 подают ток накала и ускоряющее напряжение, обеспечивающие эмиссию электронов, которые посредством фокусирующего электрода 19 фокусируют на навеске 27 в выемке 25. По окончании процесса напыления (при получении требуемой толщины покрытия Меа) напыление прекращают снятием питания с катодного узла

В зависимости от конкретной схемы общего процесса диффузионной сварки производят напыление следующего металла прослойки Меь на соединяемую поверхность, например, только детали 25. Для этого посредством перемещения штока 10 в направлении 6ч на расстояние, обеспечивающее вьшод детали «6 из зоны напыления. Аналогичного результата можно достигнуть развернув деталь 15 посредством вращения штока 10 в направлении Ci или DI. Элемент 8 ввода при этом можно переместить в направлении В до обеспечения соосного положения детали 15 и катодного узла (ось От02), хотя в общем случае это не является обязательным, поскольку конструктивно установка должна обеспечивать оптимальные условия напыления прослойки и в позиции, показанной на фиг.1, т.е., когда обе детали несколько смещены от оси Oi02. Далее осуществляют выставку водоохлаждаемого корпуса 20 в положение, при котором в позиции испарения находится навеска 28 в выемке 26, т.е. в позиции, когда ось МчМ2 выемки 26 совпадает с осью СН02 катодного узла. Это осуществляется посредством поворотного механизма 29, обеспечивающего перемещение конца водоохлаждаемого корпуса 20 по поверхности делительного устройства 30 с фиксацией в требуемом положении с по- мощьюфиксатора 31. Указанное положение водоохлаждаемого корпуса 20 соответствует схеме на фиг.2. Очевидно, что при двух выемках на рабочей поверхности сферического сегмента 24, водоохлаждаемый кор- . пус 20 совершает качательные движения в

одной плоскости, проходящей через ось OiOa катодного узла, относительно точки О. В случае, если на рабочей поверхности сферического сегмента 24 выполнено три или более выемок, то ось LiLa водоохлаждаемо0 го корпуса 20 при его функционировании (смене позиции напыления) совершает перемещения по поверхности конуса, вершина которого совпадает с точкой О. В этой новой позиции (фиг.2), подогревая радиаци5 онным нагревателем 5 деталь 15 до требуемой для напыления температуры и подавая питание на катод (кольцевой) 18 и фокусирующий электрод 19, осуществляют напыление на соединяемую поверхность детали 15

0 прослойки металла Меь. Далее возможен вариант, когда, необходимо напыление на слой металла Меа, уже нанесенного на поверхность детали 16. слоя третьего металла Мес (не обозначен). Для этого из зоны напы5 ления посредством перемещения штока 9 выводится деталь 15. с помощью соответствующих манипуляций штока 10 в позицию напыления устанавливают деталь 16 и выводят в позицию испарения следующую

0 выемку (не показано), выполненную на поверхности сферического сегмента 24 водо- охлаждающего корпуса 20, с помещенной в этой выемке навеской Ме°. Последняя операция осуществляется с помощью по5 воротного механизма 29. делительного устройства (копира) 30 и фиксатора 31. Аналогично при напылении многослойных покрытий в различной очередности по отношению к каждой из соединенных деталей

0 производят требуемое количество смены позиций испарения поворотами водоохлаждаемого корпуса 20 и соответствующее количество установок в позицию напыления соединяемых деталей (совместно или по од5 ной).

После завершения цикла напыление, обусловленного получением на каждой из соединяемых деталей требуемой комбинации промежуточных прослоек, производят

0 осевое перемещение штока в направлении

Bi до совпадения оси стержня 14 с осью

KiK2 сварочной вакуумной камеры, а также

сварочной опоры 6 и штока 4, введенного в

сварочную вакуумную камеру через верх5 нюю крышку 2 посредством сильфона 3. После этого поворачивают шток 10 в направлении Ci или на угол 180°, обеспечивая ориентацию свариваемой поверхности детали 16 в сторону штока 4 нагружения. При этом сохраняется соосность детали 16

со штоком 4 нагружения и сварочной опорой 6, так как стержень 14 проворачивается в плоскости, проходящей через ось KiK2, поскольку ось штока 10 перпендикулярна этой оси KiKz. После выставки детали 16 в положение сварки посредством осевого перемещения штока 9 в направлении В до момента, когда ось стержня 13 совпадает с осью Ki«2, выставляют в положение сварки и деталь 15. Таким образом, детали 15 и 16 находятся в соосном положении, их свариваемые поверхности обращены навстречу одна другой и обе они находятся в позиции сварки. Очевидно, что фиксацию стержней 13 и 14 в упругих элементах необходимо производить с учетом того, чтобы обеспечивалась возможность поочередной установки деталей в позиции сварки, в которых между деталями 15 и 16, между каждой из этих деталей и соответственно опорой б и штоком 4 нагружения должен быть в исходном положении зазор величиной 1-2 мм.

Размещенные в позиции сварки соединенные детали 15 и 16 нагревают до требуемой температуры сварки посредством радиационного нагревателя 5 и посредством осевого перемещения штока 4 нагружения (что задается внешним приводом) прикладывают к деталям 15 и 16 сварочную нагрузку. При стыковке деталей 15 и 16, обеспечиваемой перемещением штока 4 нагружения, ликвидация между деталями и сварочной опорой 6 происходит за счет упругой деформации упругих элементов 11 и 12. Совместное действие температуры и давления в течение заданного времени сварки обеспечивает протекание процессов сварки и образование сварного соединения.

Очевидно, что в данной конструкции необходимым фактором является автономный характер манипулирования каждой из свариваемых деталей во внутреннем объеме для того, чтобы производить многократную перестановку деталей в позицию напыления в любой очередности.

Оптимальным вариантом является выполнение испарителя электронно-лучевого типа и конструктивное оформление испарителя в виде стационарно-зафиксированного на основании сварочной вакуумной камеры катодного узла и подвижным водоохлажда- емым корпусом, перемещение которого по заданной траектории с промежуточными позициями фиксации обеспечивает выведение в положение испарения различных выполненных на этом корпусе позиций, соответствующих навескам различных металлов прослойки. Этому общему техническому решению соответствует конкретизация конструктивных элементов установки, связанная с конфигурацией, рабочего торца корпуса электронно-лучевого испарителя, выполнением на этой рабочей поверхности

нескольких симметричных оси водоохлаж- даемого корпуса, выемок для размещения навесок металлов прослойки, выведение части корпуса за пределы сварочной вакуумной камеры с помощью сильфона,

0 выполнение шарнирного узла, обеспечивающего заданный характер перемещения во- доохлаждаемого корпуса и поворотного механизма с позициями фиксации, что позволяет управлять сменой позиций испаре5 ния.

Эта совокупность конструктивных элементов определяет существенные признаки изобретения, отвечающие условно необходимости и достаточности, а также принципу

0 единства признаков, которые обладают устойчивой взаимосвязью.

Таким образом, предлагаемая установка позволяет реализовать процесс диффузионной сварки: с возможностью ис5 пользования промежуточных прослоек в виде многослойных, разноименных по отношению к каждой из свариваемых деталей напыленных металлических покрытий; с обеспечением требуемого уровня преци0 знойного процесса сварки за счет понижения температуры процесса, что достигается возможностью оптимального сочетания нескольких слоев промежуточных покрытий: слоев, обеспечивающих как

5 адгезионный эффект, так и свариваемость при пониженных температурах; с получением требуемого качества соединения в части герметичности и прочности соединения, поскольку отсутствуют ограничения в выборе

0 материалов комбинированных многослойных покрытий, причем конструкция электронно-лучевого испарителя обеспечивает идентичность взаимной ориентации катодного узла испарителя и навески испаряемо5 го металла, что определяет стабильность условий процесса напыления для различных слоев и высокий уровень управляемости и регулируемости процесса испарения; с обеспечением требуемой точности сварного

0 узла, поскольку отсутствует необходимость компенсации ограниченного выбора материалов прослойки за счет увеличения сварочного давления, как это имело место в известном устройстве.

5 Все изложенное в совокупности обеспечивает существенное расширение технологических возможностей установки, что выражается в расширении круга свариваемых материалов, в расширении диапазона типоразмеров соединяемых узлов, в по вышении точности и качества изделий и сварных соединений по сравнению с известным устройством и сварных соединений по сравнению с известным устройством.

В СКВ аналитического приборострое- ния НТО АН СССР опробована установка предлагаемой конструкции при изготовлении пьезоакустических датчиков, получаемых диффузионной сваркой в вакууме таких монокристаллов, как ниобат, литий, кварц и т.д. За один сварочный цикл в вакуумной камере осуществлялось напыление на соединенные поверхности монокристаллов комбинированных прослоек таких металлов, как хром,-титан, алюминий с общей толщиной прослойки 2-3 мкм при толщине каждого из подслоев в пределах 0,5-1,5 мкм. Последующая температура сварки составляла величину 120-160°С при сварочной нагрузке 0,05-0,20 кгс/мм2. Такая технология позво- лила получить пьезоакустические датчики акустических систем, не имеющих аналогов в мировом приборостроении по ряду функциональных характеристик.

В настоящее время в СКВ АП НТО АН СССР производится разработка технической документации для использования ус- (оиовки для диффузионной сварки в лаку/ме описанной консфукции в серийном производстве пьезоакусгических чувстви- тельных элементов.

Формула изобретения

Установка для диффузионной сварки ц вакууме, содержащая ьа ичнуи,- камеру, ь

, 4 , 7 12

4 -Мш

,КШ:

которой соосно с ней размещены шток на- гружения, введенный посредством сильфо- на через крышку камеры, радиационный нагреватель, сварочную опору, а также расположенный на основании сварочной камеры электронно-лучевой испаритель металла промежуточной прослойки, имеющий водоохлаждаемый корпус и катодный узел, состоящий из кольцевого катода и фокусирующего электрода, и механизм закрепления и перемещения свариваемых деталей, отличающаяся тем, что, с целью расширения технологических возможностей, катодный узел электронно-лучевого испарителя жестко закреплен на основании сварочной камеры, водоохлаждаемый корпус испарителя введен в сварочную камеру посредством сильфона и закреплен на основании при помощи шарового шарнирного элемента, при этом торцовая часть корпуса, обращенная к катодному узлу, выполнена в виде сферического сегмента, центр которого совмещен с центром шарнирного элемента и на котором симметрично относительно оси корпуса выполнены по меньшей мере две равновеликие выемки, продольные оси которых пересекаются в центре сферического сегмента, а к расположенной снаружи камеры части водоохлаждаемого корпуса подсоединен механизм его поворота и фиксации в положении, соответствующем соос- .;ому расположению каждой из выемок и катодного узла.

.IS IJ IS It

Фиг.1

15

/9

18

Фиг. 2

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 1992 года SU1738557A1

Установка для диффузионной сварки в вакууме 1983
  • Мосичев Игорь Иванович
  • Марков Владимир Александрович
  • Середюк Яков Захарович
  • Щербак Александр Григорьевич
  • Ефимов Николай Андреевич
SU1100064A1
Прибор для равномерного смешения зерна и одновременного отбирания нескольких одинаковых по объему проб 1921
  • Игнатенко Ф.Я.
  • Смирнов Е.П.
SU23A1

SU 1 738 557 A1

Авторы

Марков Владимир Александрович

Мосичев Игорь Иванович

Музалевский Юрий Сергеевич

Щербак Александр Григорьевич

Даты

1992-06-07Публикация

1990-07-19Подача