Конструкция паяного соединения

юз сОВетских ИАЛИСТИЧЕСКИ ПУБЛИК 815046 А(21) 4914577/08 жит втулку, охватываемую трубу с утонени- (22) 25.02,91 ем на внешней стороне в зоне соединения, (46)15.05.93. Бюл. %18 охватывающую трубу, на внутренней и (71) Всесоюзный научно-исследовательский внешней поверхности которой выполнены институттехнической физики . уступы на одном уровне, Утоненная часть (72) В.А.Горновой, А.Н,Сорокин и С.П,Дра- охватываемойтрубыразмещенавовнутренвосеков . нем уступе охватывающей трубы, торец (56) Авторское свидетельство СССР втулки, контактирующий с охватывающей М 1562080, кл. В 23 К 1/00, 11.04,88.трубой, выполнен коническим для образоваАвторское свидетельство СССР ния переменного паяльного зазора, втулка М 1655675, кл, В 23 К 1/00, 12.01.89. выполнена из материала с коэФфициентом (54) КОНСТРУКЦИЯ ПАЯНОГО СОЕДИНЕ- термического расширения, близким к козф- НИЯ фициенту термическОго расширения материала охватываемой трубы, размещена с (57) Использование: в конструкциях теле- внешнейсторонысоединяемыхтрубиустаскопического соединения труб, может быть новлена на внешнем уступе охватывающей 3 использовано для тонкостенных малогаба- трубы. Часть припоя ввиде покрытия размеритных труб из труднопаяемых материалов, щена на наружыхповерхностях труб, а друсодержащих А 1, Сг, Т 1, работающих при вы-гая часть, в виде кольца, размещена у входа соких температурах в агрессивных средахв паяльный зазор,между втулкой и охваты- Сущность изобретения: конструкция содер- ваемой трубой. 1 ил. ЯСЧИзобретение относится к пайке, аболееКонструкция паяного соединенйя со-С) конкретно к конструкциям паяного телеско- . держит охватываемую трубу 1 и охватываю- ф пического соединения труб и может быть щую трубу 2. На трубе 1 выполнено- О , использовано при изготовлении конструк- . утонение 3,анатрубе 2 - утонение 4 так,что ций из тонкостенных малогабаритных труб . нахлест 1 и 2 осуществляется по утоненным изтруднопаяемыхматериалов,содержащих участкам.1 ТорЕц 5 охватывающей трубы 2 А 1, Сг, Т 1, работающих при высоких темпера- контактирует с коническим участком 3 тру- ф турах в агрессивных средах. бы 1, образуя сужающуюся часть 6 паяльноЦелью изобретения является повыше- го зазора, бандажная втулка 7 установлена . ние надежности работы конструкции из ., так, что охватывает место нахлеста труб 1 исплавов, содержащих А 1, Сг, Т 1, в процессе 2. Торец 8 втулки 7 выполнен коническим и работы при высоких температурах и боль- вместе с утоненной частью 4 трубы 2 обраших скоростях нагружения. зует сужающуюся часть 9 паяльного зазора.На чертеже приведен общий вид заяв- Торец 10 трубы 1 расположен так, чтоляемой конструкции, секущая плоскость, проходящая через плоприменения, в частности, для конструкции малых размеров.В процессе пайки расплавляется сначала часть припоя, уложенного в галтельной части, так как температура его плавления ниже температуры плавления сплава, нанесенного в виде покрйтия. Расплавленный металл затекает в паяльный зазор, взаимодействует с покрь 1 тием, образуя припой требуемого состава, при этом летучий компонент находится в замкнутом обьеме, что предотвращает его потери, Кроме того, размещение части припоя, содержащей ле- тучий компонейт в виде покрытия, позволяет затормозить легкоплавкую составляющую при смачивании ею паяльных поверхностей.В сужающихся частях паяльного зазора течение припоя приостанавливается. -При охлаждений деталей после пайки из-эа различия в коэфФицйейтах термического расширения (КТР) материалов соединяемых деталей создаются термические напряжения в паяном шве. Однако наличие конического торца втулки позволяет релаксировать напряжения за счет деформации утоненной. части. Напряжения, возникающие в части паяного шва, где толщина втулки 7 велика, компенсируются деформацией утойенной части охватываемой трубы 1, которая перемещается, отслеживая напряжения, возникающие в металле паяного шва и в материале деталей.,В верхней части й месте контакта вгулки 7 с охватываемой трубой 1 уровень напряжения невелик, так как материал втулки 7 хорошо согласуется по КТР с материалом трубы 1. Конструкция может быть запаяна в вакууме, так как замкнутый паяльный зазор предотвращает загрязнение вакуума компонентами припоя,При отработке соединения "труба-штуцер" из материалов, обладающих высокойпрочностью и коррозионной стойкостью,соединяли охватываемую турбу из стали .36 НХТЮ с охватывающей трубой из стали45 НХТ, Бандажную втулку изготавливали изстали 25 Х 17 Н 26 Ш. Пайку проводили припоем системы Сц-В, в качестве покрытия наносили сплав В-Мп,Нахлест составил 5 мм. Торцевая поверхность охватываемой трубы находиласьв зоне. конического торца втулки. Угол наклона. конического торца 8 втулки 7 составилй "90 О,Угол наклона конического участка 4 охватывающей трубы 2 составил /3 100. скость торца, пересекает паяльный зазор вего сужающейся части 9,Наружные поверхности труб 1 и 2, охватываемые втулкой 7, имеют покрытия 11;состав которого является частью припоя 5Припой образуется в процессе доставки взазор второй части припоя, уложенной ввиде кольца 12 у входа в паяльный зазор,.Втулка 7 выполнена из материала, КТР которого близок КТР материала трубы 1. 10Паяноесоединение йолучают в следующей последовательности, На наружные поверхности труб 1 и 2 в месте их контакта свтулкой 7 наносят покрытие сплавов никеляи марганца. Осуществляют сборку труб, установку втулки и кольца припоя у входа впаяльный зазор, Припой в виде кольца выполнен из сплава меди. Таким образом припой разделен на две части, одна из которыхсодержит летучий компонент и в видепо,крытия введена непосредствейно в паяльный зазор, вторая часть в виде сплава Медис температурой плавления ниже температу-ры плавления покрытия образует в процессе пайки сложный припой системы Со + В 25+ Мп, Выполняют паяльный зазор сужаю. щимся до нуля и делают обьем замкнутым,, что позволяет предотвратить потери летучего компонента припоя при нагреве йод пайку. 30В месте койтакта торца охватывающейтрубы с сужающейся частью охватываемойтрубы в сужающейся. части 6 паяльного за-зора запланирован неприпай, так как величина зазора меньше, чем величина,.куда З 5может затечь припой, Для обеспечения равнопрочности соединения в этом критйческом сечении размеры бандажной втулкивыбирают обеспечивающими условия рэвнопрочности. 40Торец трубы 1 установлен в зоне сужающейся части паяльного зазора, при этом взоне конической части втулки 7 при увеличении толщины стенки трубы 2 зазор умень- .шается, прочность паяного шва 45увеличивается, а релаксация термическихнапряжений, возникающих в процессе пайки или при последующих нагревах в процессе эксплуатации, происходит за счетдеформации тонкостенной части бандажной втулки 7.Релаксация вознйкающих напряженийв шве выше торца 10 трубы 1 происходит засчет изгиба утоненной части трубы 2, обра-. .зующей нахлест. Материал бандажной втулки 7 выбран из класса легкопаяемых. Это. исключает необходимость нанесения покрытия на внутреннюю поверхность втулки7, чтосоставляет определенные технологические трудности и ограничивает областьСоставитель Й,ГорновойРедактор Техред М,МОргентал , Корректор, Л,Филь Тираж :;..,.",: .": Йодписноеейного комитета пО изобретениям и открЫтиям при ГКНТ СССР 3035, Москва, Ж.35, Раушская Наб 4/5 Заказ 1607 ВНИИПИ Госуда нно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул, Гагарина,изво 5 1815046 6)Пайку проводили в вакуумв 1 х 10 мм: в работе конструкции при высоких темпера 4рт,ст. при нагреве ТВЧ, при температуре.турах и больших скоростях нагружения, на 1050 С,в течение 45 с."внутренней и внешней йоверхностях охваПолученное соединение показало высо- тывающей трубы в зоне соединения выполкую конструктивную прочнобть прй темпе нены проточки одной длины, утоненная ратурах нагрева до 700 С и давлениях до. часть охватйваемой трубь разМещенй во 300 МПа, при этом скорость нарастания : . внутренней проточке охвйтывающей трубы," температуры достигала до 140/мин. -.: - торец втулки; контактйрующий с охватыва .,: ющей трубой, выйолнен коническим для обФ о р м у л а и э о б р е т е ни я :; 10 разования переменного паяльного зазора,Конструкция паяного соединенйя, со-:.: втулкавыполненаИзматериаласкозффицидержащая охватываемую трубу с:утонеием ентом термическбго расширения, близким к на внешней поверхности в зоне соединЕ-коэфФициеиту тврмического расширений ния, охватывающую трубу, припой и бан-: . материалаохватываемойтрубы, размещена . дажную втулку, выполненнуюизМатериала 15 с внешнейсторбны соединяемыхтрубиус-с коэффициентом термического расшире- тановлена во внешней проточке охватываю.нйя, близким к коэффициенту термического . щей трубы, а часть припоя в биде покрытия материала одной из труб, отл и ч.а ю ща я-. размещена на наружных поверхностях ,сятем,что,сцелыб повйшения надежноСМ ;,: труб,л