Способ изготовления горячего спая кабельной термопары

(5)5 б 0 К 7/02 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 11(56) Авторское свидетельство СССРМ 1469365, кл. 6 01 К 7/02, 1987.ОСТ 95 232-74, Термометры термоэлектрические кабельные ядерных реакторов,Типовые технологические процессы сваркии герме гизации, с. 22,(54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ГОРЯЧЕГОСПАЯ КАБЕЛЬНОЙ ТЕРМОПАРЫ(57) Изобретение относится к термометрии,а именно к технологии изготовления термоэлектрических преобразователей, преимущественно на основе кабеля большого.Ю 1624277 А",диаметра. Цель изобретения - повышение н,дежности горячего сная, Корень шарика сварного шва располагают в плоскости,орца оболочки 2 кабеля Соединение заглушки 9, у. -анавливаемой на этом же торце, с оболоч ой и шариком сварного шва осуществляют наплавлением слоя 11 металла. В качестве материала заглушки 9 и наплавляемого слоя 11 используют металл с меньшим коэффициентом терми" еского расширения, чем металл термоэлектродов 3, При нагреве рабочие концы термоэлектродов 3 благодаря преимущественной величине термических деформаций их по сравнению с заглушкей и наплавляемым слоем испытывают напряжение сжатия, что и обуславливает вьсокий уровень термостойкости горячего слоя. 4 ил.Изобретение относится к термометрии, а именно к технологии изготовления термоэлектрических преобразователей в виде кабельных термопар преимущественно на основе кабеля большого диаметра из ряда 5,0-7,2 мм.Цель изобретения - повышение надежности горячего спая в условиях циклических изменений температуры.На фиг. 1-4 показана последовательность операций предлагаемого способа,В заготовке термопарного кабеля 1 нужной длины состоящего из оболочки 2, выполненной из аустенитной нержавеющей стали с размещенными внутри проволочными термоэлектродами 3, которые между собой и оболочкой разделены минеральной изоляцией 4, рабочие концы 5 термоэлектродов освобождают от оболочки и изоляции на длине , равной диаметру кабеля (фиг, 1). При меньших значенияхне достижима изза недостаточности металла правильная форма сварного шва в виде сферы, При больших значенияхизбыточная масса металла свободных концов термоэлектродов, подвергаемых расплавлению, приводит к отклонению сварного шва от формы сферы, поскольку в этом случае сила тяжести капли расплавленного металла уже не уравновешивается силой поверхностного натяжения. Разделку свободных концов 6 выполняют механическим способом.Далее проводят сварку рабочих концов термолэлектродов в шарик 7. При полном расплавлении рабочих концов термоэлектродов сварной шов в форме шарика размещается, осаживается своим корнем 8 на поверхности изоляции, находящейся в одной плоскости с торцом оболочки (фиг, 2). Для сплавления рабочих концов термоэлектродов используется аргоно-дуговая сварка. Для облегчения формирования сварного шва правильной формы перед сваркой сближают вплотную рабочие концы термоэлектродов, В этих условиях выступающие концы сплавляются в сферу диаметром 2,5- 2,6 мм.Заглушку 9 в виде диска с диаметром, равным диаметру кабеля, толщиной, равной диаметру сварного шва, и отверстием с диаметром, равным диаметру сварного шва, изготавливают иэ железоникелькобальтового сплава - ковара, с коэффициентом термического расширения, меньшим, чем коэффициент термического расширения металла термоэлектродов - хромеля и алюмеля. Заглушку 9 устанавливают на торец оболочки 2 и скрепляют лазерной сваркой с получением непрерывного герметичного шва 10 (фиг, 3). Затем наплавляют слой ко 5 10 15 20 25 30 35 40 4550 55 вара 11 на поверхность сварного шва и заглушки (фиг. 4), Наплавку производят арго- но-дуговой сваркой. Присадочным материалом служат узкие полоски ковара, нарезанные из листового проката. Наплавку выполняют с толщиной слоя, не менее толщины оболочки, исходя из условия эквивалентной жаростойкости наплавочного слоя и оболочки кабеля, После проверки герметичности горячего спая изготовленную термопару монтируют в корпус термоэлектрического термометра,При толщине заглушки 9 менее диаметра шарика сплаяление последнего с заглушкой сопряжено с опасностью расплавления участков термоэлектродных проволок, выходящих из ранее сформированного сварного шва термоэлектродов, с последующей совместной кристаллизациеи с наплавочным металлом, что неприемлемо из-за проявления металлургических дефектов.Значение показателя тепловой инерции кабельных термопар, изготавливаемых по предлагаемому способу, составляет 2-3 с и сохраняется при термоциклировании по имитационному режиму: нагрев до 1000 С со скоростью 300 С/с, охлаждение до комнатной температуры со скоростью 200 С/с в объеме 50 циклов (нагрев газовой горелкой, охлаждение на воздухе). Это обьясняется тем, что данный способ обеспечивает сохранность исходной структуры горячего спая, т,е. взаиморасположение его элемен. тов (оболочка, термоэлектроды, изоляция, сварной шов, наплавочный слой), и связи между ними остаются неизменными в условиях дестабилизирующих воздействий,В процессе нагрева и выдержки за счет меньшего в 1,5-2 раза коэффициента термического расширения металла заглушки и наплавочного слоя по сравнению с металлом термоэлектродов, последние испытывают напряжение сжатия благодаря преимущественной величине термических деформаций их по сравнению с заглушкой и наплавляемым слоем. При охлаждении происходит лишь снятие напряжений сжатия, что обуславливает высокий уровень термостойкости горячего спая, В структуре горячего спая практически отсутствует свободньй от изоляции участок термоэлектродов, что исключает саму возможность перемещения их относительно друг друга и оболочки, а следовательно, обеспечивает повышение характеристики вибростойкости. Формула изобретения Способ изготовления горячего спая кабельной термопары, заключающийся в уда-35, Рау.,ьская ;аб, 4/ роизвщ.,с твенно-издатеьский комбина "Патент г,:ж Оро 1. лении изоляции с рабочих концов термг. - злектродов, сваривании их с образванием шарка сварного шва, установке за лушки со сквозным осевьм Отвер",ти, м и е; дичении ее с оболочкой кабеля . шариком снарно о шва, О т л м ч а О гц л й с я тем, чтс, с целью повышения надежности горячего спая в условиях циклических изменений температуры, допелител: но "цзляют обол. ку кабеля ., туже глт и :з; ляцио. сварку термозлектродов проводя сггавлением их мжду с11 йг: дли 3 рдГ)О ь 1 хо, - цов с расположением,орняари а свариго цва в плоскости теоца обо и к., ка;,еля на ;е, Орый устинаь 1,4 ваОт наглук 1,:, с с ди ение ее с Оболочкой абеля и ша,тдк; сварного швз о;у,ествляОт н:плавлению слоя металла, при этом в качестве материала загл лаки и наплавляемого слоя исполь зу:От ф тая, с меньшим коэффициентом терм сксрасширенисчем металл термозле гРОДОа.