Способ исправления дефектов паяных швов Советский патент 1981 года по МПК B23K1/00 B23K31/02 

(54) СПОСОБ ИСПРАВЛЕНИЯ ДЕФЕКТОВ ПАЯНЫХ ШВОВ

1

Изобретение относится к пайке, в частности к способам исправления дефектов теплонагруженных паяных швов, и может быть использовано для ремонта паяных изделий в энергетическом и химическом машиностроении.

Известен способ пайки плоских деталей с развитой поверхностью спая, в котором для уменьшения неприпоев детали нагревают в процессе пайки с температурным градиентом, перемеш,аюш,имся от одного конца соединения к другому 1.

Недостатком способа является невозможность стабильного обеспечения качества пайки даже при большом температурном градиенте, так как скорость движения пузырьков газа в расплавленном металле шва и скорость кристаллизации металла шва зависят от ширины соединительного зазора, которая имеет отклонения от номинала. Причем с уменьшением ширины зазора скорость кристаллизации возрастает, а скорость перемещения пузырьков газа уменьшается. Согласовать указанные процессы практически сложно. Кроме того, указанный способ невозможно осуществить в изделиях сложной конфигурации.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому изобретению является способ исправления дефектов паяных щвов, при котором производят нагрев дефектного соединения до температуры, выше температуры солидуса шва, прикладывают к деталям вибрацию в двух взаимно перпендикулярных направлениях для устранения газовых пор из паяного шва, после чего осуществляют охлаждение соединения.

Способ особенно эффективен при ремон10те паяных соединений соосных трубопроводов 2.

Недостатком известного способа является низкая эффективность при ремонте паяных швов сложной конфигурации.

Цель изобретения - повышение тепло15проводности паяных швов сложной конфигурации путем дробления несплошностей в шве.

Поставленная цель достигается тем, что нагрев дефектного соединения производят

20 до температуры, на 100-250°С выше температуры солидуса шва с выдержкой при этой температуре до растворения в припое газа, находящегося в несплошностях. Температура нагрева выявлена в результате экспериментов. Повышение температуры нагрева на 100-250°С выше температуры распайки обеспечивает уменьшение размеров отдельных неприпоев и раковин за счет улучшения смачиваемости и растворения в расплавленном металле шва газов, содержащихся в раковинах. При повторном нагреве паяного шва, превышающем температуру распайки меньше, чем на 100°С, растворение газов происходит недостаточно интенсивно, а при нагреве шва свыше 250°С возможны нежелательные эффекты, такие, как испарение компонентов, сопровождающееся образованием пор, эрозия и др. В процессе последующего охлаждения паяного соединения происходит обратный процесс: выделение газа из пересыщенного жидкого раствора, но уже в более дисперсной форме. Средняя доля несплошностей, пор и неприпоев может остаться неизменной, но размеры отдельных несплошностей в паяном шве становятся меньше первоначальных. Экспериментально установлено, что при этом термическое сопротивление паяного шва уменьшается, а термостойкость паяного изделия повышается. Кроме того, в предлагаемом способе предусматривают перевод одних несплошностей, недопустимых в другие, допустимые, а не преследуется цель удаления несплошностей из соединительного зазора. Пример I. Производят вакуумную пайку стальных дисков диаметром 30 мм медносеребряным эвтектическим припоем в виде фольги толщиной 0,1 мм при температуре 820°С в вакууме 2-5-10 мм. рт. ст. с выдержкой 4 мин. После пайки в паяном шве обнаруживаются крупные неприпои и раковины площадью до 30% площади спая с размером отдельных дефектов до 10-12 мм. Затем паяное соединение повторно нагревают в вакууме до 880°С, на 100°С выще температуры распайки, выдерживают 4 мин, охлаждение производят со скоростью 20-30°С/мин. Пример 2. Паяный образец, описанный в примере 1, повторно нагревают в вакууме до 1020-1030°С, на 250°С выше температуры распайки, с выдержкой 4 мин. Охлаждение производят со скоростью 20-30°С/мин. В паяном шве имеются несплошности размером 0,2-3 мм при средней пористости 20% от площади спая. Для иллюстрации эффективности способа проводят термические испытания в факеле плазмотрона паяного образца графита с медью, причем в паяном шве выполнен искусственный дефект в виде несплошности величиной 30% от площади спая. Графитовый цилиндр имеет диаметр 15 мм и высоту 10 мм. Пайку производят меднотитановым эвтектическим припоем в вакууме. Плотность теплового потока при испытаниях составляет 7 -10 ккал/м -ч, длительность 100 с. Унос графита составляет 4,5 мм. Затем производят термические испытания при том же режиме паяного образца графита с медью, имеющего 30% несплошностей, но в виде четырех единичных дефектов, которые имитируют рассеянную пористость. Унос графита составляет 3,5 мм, т. е. при той же общей доле дефектов в паяном шве, что и в предыдущем случае, работоспособность паяного соединения выще в случае мелких пор. Технико-эконо.мическая эффективность предлагаемого способа исправления дефектов в паяном щве обусловлена отсутствием какой-либо дополнительной оснастки и оборудования для его осуществления. Кроме того, конструкция паяного изделия не ограничивает применение предлагаемого способа. Термические испытания показывают надежность работы паяных изделий с уменьшенными размерами дефектов щва. Формула изобретения Способ исправления дефектов паяных швов, при котором производят нагрев дефектного соединения до температуры, выше температуры солидуса шва с последующим охлаждением, отличающийся тем, что, с целью повыщения теплопроводности паяных швов сложной конфигурации путем дробления несплощностей, нагрев осуществляют до температуры, на 100-250°С выще температуры распайки щва с выдержкой при этой температуре до растворения в припое газа, находящегося в несплощностях. Источники информации, принятые во Внимание при экспертизе 1.Заявка ФРГ № 2723473, кл. В 23 К 1/00, опублик. 09.11.78. 2.Авторское свидетельство СССР № 573193, кл. В 23 К 31/06, 04.06.76 (прототип).