Способ контроля герметичности металла

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 092 (122 В 2 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАН АВТОРСКОМ ие,ОС КОНТРОЛЯ .ГЕР 54) СПОС ИЕТАЛЛА 57) Изо ии лазе ехноло зобребретение относится к рной обработки. Цель сится к технологи Изобретение отлазерной обработки Цель изобретени вышение к онтроля деталей пневмоаппа чест туры При контроле герметичности металлавыявляют несплошности. Операции выявления несплошностей осуществляют серией импульсов лазерного излучения сплотностью энергии 5-10 Дж/мм , дли 2тельностью 3-4 мс, формируя лунки,при этом расстояние между их центрами выбирают равным 1,5-2 диаметрамлунок,При использовании лазерного излучения с плотностью энергии в импульсеменее 5 Дж/мм и его длительности менее 3 мс не удается надежно визуально выявить участки локальной негерметичности металла,При использовании лазерного излучения с плотностью энергии более10 Дж/мм и его длитлее еер,П ий детал еляли уч ром был На этоти проведении пнев й пневмоаппараи моиспытан ры опред асток поверхнос-. нарушена гермеучасток наносили ельности бо тичность.(21) 4295 (22) 12,0 (46) 23.0 (72) А.Н. и С.П.Пар (53) 621, (56) Свар ред, Ю,Н, 1979, с,Е ИЗОБРЕ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 544/25-278.879,90, Бюл, Р 35Кравец, Е.Г,Качановциков78172(088.8)ка в машиностроенииЗорина, И,: Иашинос445 и 446,тения - повышение качества контролядеталей пневмоаппаратуры. При контроле герметичности металла деталей пневмоаппаратуры выявляют несплошности.Выявление несплошностей осуществляютоблучением серией импульсов лазерного излучения с плотностью энергии 510 Дж/мм , длительностью 3-4 мс, Формируя лунки. Расстояние между ихцентрами выбирают равным 1,5-2 диамерам лунок, В процессе обработки выявляются 1007, микропор и микротрещинчто обеспечивает высокое качествоконтроля, 1 табл,4 мс неоправданно увеличиваются энергетические затраты и существенно ухуд шается рельеф поверхности, возможна прошивка сквозного отверстия при толщине стенки менее 1,5 мм.При выборе расстояния между центрами лунок 1=2 й,расстояние между края ми лунок будет равно Й, Значение 1 ) 2 й недопустимо, так как не гарантирует выявления несплошности с разм ром области локализации Й, При 1 с 1,5 Й возрастают энергозатраты.Таким образом, при соблюдении указанных режимов лазерной обработки обеспечивается высокое качество контроля герметичности за счет выявлея микропор и микротрещин, 1593852слой боросодержащей пасты толщиной 10-15 мкм.Поверхность облучали сфоркусированным лучом на режимах, приведенных в таблице,Места нарушения герметичности изделия легко выявляли визуально поглубоким лункам, образуемым лазернымизлучением, Одновременно происходила очистка стенок пор от окислов,Повторным облучением указанных местобрабатывали канавки, которые заполняли наплавляемым материалом, содержащим никель и тетрафторборта калия вкачестве флюса, Впрессовывали порошок в лунки роликовой накаткой, Последующее лазерное оплавление провогдили при плотности энергии 2-5 Дж/мми диаметре пятна, равном расстояниюмежду лунками,Проводили лазерную наплавку на поверхность иэделий пневмоарматуры -крьппки (ст,. 38 ХА, НКСГ=32-3 б), в которой обнаружена локальная негерметичность металла при проведении пневмоиспытаний (давление МПа). Источником излучения служила лазернаятехнологическая установка "КВАНТ"с активным элементом иэ алюмоиттриевого граната (Ъ =1,0 б икм),Энергию излучения измеряли калориметрическим измерителем типа ИМОНс точностью 5 , Длительность импульсов излучения измеряли фотодиодом изапоминающим осциллографом,На участки поверхности детали снарушенной герметичностью наносилислой борсодержащей пасты толщиной 10- 4015 мкм и облучали сфокусированнымлазерным лучом. Назначение пасты "увеличение поглощательной способности лазерного излучения от 20-30 до70-80 , а также термохимичеекое травление поверхности, В пасту добавлялиглицирин, Содержание глицерина впасте (20-25 ) определялось, главным образом, удобством ее нанесенияна поверхность и должно быть минимальным, При содержании глицеринаменьше указанного паста становиласьсухой и плохо наносилась на поверхность изделия.В местах нарушения герметичности детали локальная плотность матери-,ала была ниже ввиду наличия микропор.и микротрещин, поэтому глубина лунок, образованных лучом лазера, была в 2-3 раза вьппе, чем в исходном,и при используемых режимах облучениядостигала 0,5 мм. Длительность импульса 3,5"0,5 мс соответствовала наиболее стабильному режиму работы используемого лазера, Значение плотностиЯэнергии 5-10 Дж/мм является оптимальным, так как при значении меньше5 Дж/мм глубина лунок недостаточнаЯдля обеспечения толщины слоя наплавки,необходимой для герметизации иэделийпневмоарматуры,При значении больше 10 Дж/мм из 2менение рельефа поверхности становилось существенным и требовалась последующая механическая обработка детали.Увеличение толщины слоя обмазкиболее 15 мкм сопровождалось увеличением энергетических затрат на лазерную обработку, При толщине слояобмазки менее 10 мкм достигалось существенное уменьшение коэффициентаотражения лазерного излучения от обрабатываемой поверхности,На обрабатываемую таким образомповерхность наносили порошок из никеля тетрафторбората калия, которыйвпрессовывали в лунки роликовой накаткой и оплавляли при плотностиэнергии 2-5 Дж/мм и диаметре пятна,равном расстоянию между лунками,КВГ 4 являлся флюсом. При его содержании меньше 15 . не обеспечиваласьтребуемая герметичность наплавкиввиду наличия окислов, При увеличении содержания КВР более 20 уменьшалась локальная плотность наплавки,что также снижало герметичность изделия, При диаметре лунок 1,5+2 мм диаметр пятна оплавления составлял2-3 мм, т,е, был равен расстояниюмежду центрами соседних лунок,При расстоянии между соседнимилунками больше 2 Й локальная плотность наплавки была ниже требуемойдля герметичности деталей. Если онобыло меньше 1,5 Й, то возрастали энергетические затраты на лазерную термообработку,Применение роликовой накатки длявпрессовывания наплавляемого материала повышало локальную плотностьнаплавки, а следовательно, и герметичность детали, а также существенноснижало шероховатость поверхности,.Поэтому способ лазерной наплавки являлся финишной операцией, не требую5 1593852щей последующей механической обработки детали,Испытания деталей пневмоарматуры)в которых была обнаруженная и устранена негерметичность материала пока 1зали их 1007."ную надежность,ности, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью повьппения к-чества конт"роля деталей пневмоаппаратуры, выявление несплошностей осуществляютсерией импульсов лазерного излученияс плотностью энергии 5-10 Лж/ммф)длительностью 3-4 мс, Формируя лунки, при этом расгтояние между ихцентрами, выбирают равным 1,5-2 диаметрам лунок. Формула изобретения Способ контроля герметичности,металла, при котором выявляют несплош Глубинаи диаметрлунки,мм Длитесь" ность им Значения, мм, при плотности энергии ю) Дж/мм 210 Пр им еч ан ие. Ь, Й - глубина и диаметр лунки нагерметичном участке поверхности;Ь, Й - соответственно в области нарушения герметичности,Составитель В.МельниковРедактор Л,Гратилло Техред М.Моргентал Корректор Т,Кол 5 Заказ 3630 Тираж 658 ПодписноеВНИИНИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101 ЬоЙЬЙЬооЬдЬооЬйЬооЬй 0,051 01,20,11,20,21,30,051,10,11,30,031,00,061,2 0,11,20,2-0,31,40,21,30,4-0,6