Паяная конструкция

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 5 4 в 23 К 1 19 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯН А ВТОРСКОМ,К СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(71) Особое конструкторское бюро Института высоких температур АН СССР (72) А. М. Дубасов, Г. А. Желобцова и А. Я, Куфайкин(57) Изобретение относится к пайке и может быть использовано в машиностроении при изготовлении элементов огнеупорных стенок. Цель - повышение работоспособности паяной конструкции при тепловом нагружении. Конструкция содержит металлическое осно 801459831 А 1 вание 1, керамическую деталь 2 с металлизационным слоем на паяемой поверхности, слой из гибких металлических элементов 3 и пластину 4, Последняя выполнена из металла с коэффициентом термического расширения, соответствующим коэффициенту термического расширения материала керамической детали, и температурой плавления вьппе температуры пайки. Пластина 4 размещена между керамической деталью и слоем гибких металлических элементов. Металлическая пластина снижает остаточные напряжения в соединении керамическая деталь - металлизация, увеличивает эффективную площадь механического и теплового контактов в соединении керамическая деталь - гибкие элементы и снижает в этом соединении концентрацию тепловых и механических напряжений. В сумме это увеличивает срок службы огнеупорных стенок в три раза. 1 ил.1459831 формула изобретения Составитель Л. Абросигиова Релактор О. Юрковецкая Текрел И. Верес Корректор В. Гирняк Заказ 252, 1 Тираж 892 Годписное ВНИИПИ 1 осуларственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 1133035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5 Производственно. полиграфическое предприятие, г. Ужгород, уд. Проектная, 41Изобретение относится к области пайки, в частности к конструкции паяных соединений разнородных материалов, и может быть использовано в машиностроении при изготовлении элементов огнеупорных стенок,Целью изобретения является повышение работоспособности конструкции при тепловом нагружении,На чертеже представлен паяный элемент огнеупорной стенки, поперечное сечение.Конструкция содержит металлическое основание 1, керамическую деталь 2 с металлизационным слоем на паяной поверхности, слой из гибких металлических элементов 3 и пластину 4, выполненную из металла с коэффициентом термического расширения (КТР), соответствующим КТР материала керамической детали, и температурой плавления выше температуры пайки, размещенную между керамической деталью и слоем гибких металлических элементов,При снабжении паяной конструкции металлической пластиной концентраторы напряжений, возникающие в зоне присоединения к керамической детали гибких металлических элементов, отдаляются от керамической детали, сглаживаются искажения теплового поля в охлажденном слое керамической детали (за счет высокой теплопроводности металлической пластины), увеличивается площадь керамической детали, воспринимающая растягивающие усилия, возникающие при прогибе, и снижаются остаточные напряжения в соединении керамической пластины со слоем металлизации, так как металлическая пластина с низким КТР их компенсирует.Эти факторы обеспечивают нагружение паяной конструкции более мощными тепловыми потоками без ее разрушения, повышение стойкости конструкции при воздействии на нее вибрационных монтажных и других нагрузок, т. е. повышение надежности ивяной конструкции. Выбор сплава пластины и ее толщины диктуется параметрами нагружения, геометрическими и теплофизическими характеристиками конструкции. Сплав пластины должен иметь коэффициент термического расширения, близкий к таковому керам ики.Паяная конструкция в плане может иметь форму квадрата, шестигранника, прямоугольника. Из такого рода элементарных конструктивных ячеек набирается огнеупорная сгенка.Пример. Паяная конструкция, предназначенная для использования в качестве элемента термостойкой стенки, состоит из мед 10 15 20 25 ЗО 35 40 45 50 2ного водоохлаждаемого основания длиной 47 мм, шириной 15 мм и высотой 30 мм, слоя из медных проволочек в виде спиралей (диаметр спирали 3 мм, диаметр проволоки 0,3 мм, шаг витков спирали 1,2 мм), металлической пластины из медно-молибденового псевдосплава МДдлиной 47 мм, шириной 15 мм и толщиной 0,6 мм и трех керамических элементов из хромита лантана высотой 30 мм, шириной и длиной 15 мм каждый, расположенных на расстоянии 1 мм друг от друга. Перед сборкой конструкции поверхности керамических элементов, контактирующие с пластиной из МД, металлизируют известным способом путем нанесения слоя серебра и затем на слой серебра наносят слой никеля гальваническим способом. В процессе сборки конструкции между медным основанием и слоем из металлических проволочек, между слоем из металлических проволочек и пластиной из МД, между пластиной из МДи керамическими элементами размегцают припой Пср 72 в виде фольги толщиной О, мм. Пайку осуществляют в вакууме при 830+-10 С. Полученную таким образом паяную конструкцию испытывают путем термонагружения, при котором температура горячего основания керамического элемента составляет 1927 С, холодного - 67 С, без растрескивания керамики и паяных соединений.Технико-экономический эффект от использования предлагаемого технического решения заключается в повышении надежности паяных конструкций огнеупорной стенки и увеличении ее срока работы.Полученные результаты по испытаниям паяных конструкций элементов стенки показали, что срок ее работы может возрасти в три раза. Паяная конструкция, со;1 ержащая металлическое основание, керамическую деталь с металлизационным слоем на паяной поверхности и слой из гибких металлических элементов, отличающаяся тем, что, с целью повышения работоспособности конструкции при тепловом нагружении, она дополнительно снабжена пластиной, выполненной из металла с коэффициентом термического расширения, соответствующим коэффициенту термического расширения материала керамической детали, и температурой плавления выше температуры пайки, размегценной между керамической деталью и слоем гибких металлических элементов.