Способ пайки изделий с развитыми паяемыми поверхностями

Союз боветеких Социалистических Республик(61) Дополнительное к а (22) Заявлено 04,03.76 ( св 1) 2330922/25(51) М ЗКф 1 04 явкис присоединение Государственный комите 23) Приоритет СССР ло делам изобретени и открытий) Заявител Всесоюзный научно-исследовательский технологический институт компрессорн орско- оения констру машино СПОСОБ ПАЙК ПАЯЕМЫМ ЗДЕЛИЙ С РАЗВИТЫМИОВЕРХНОСТЯМИ Способ касается павки изделии с развитыми поверхностями и относится к пайке толстостенных изделий. Способ может найти применение в тяжелом машиностроении, двигателестроении, компрессоростроении, например, для пайки картеров мощных компрессоров,Известен способ печной пайки изделий, по которому осуществляют сборку изделия с некапиллярными зазорами; уплотнение паяльных зазоров, создавая полости, ограниченные паяемыми поверхностями, элементами уплотнения с технологическими отверстиями для входа и выхода припоя; размещение в полостях дозы флюсирующего вещества, расплавляющегося при нагреве; помещение припоя в сосуде или воронке над технологическими отверстиями для входа припоя; нагревание изделия вместе с припоем в печи до температуры пайки, равной 1,05 - 1,2 температуры ликвидус припоя, при этом припой сам заполняет паялыные зазоры, и охлаждение изделия в печи или на воздухе 1.Но так как температура пайки не может превышать температуру плавления основного материала изделия, то, естественно, возможно применение припоев с температурой плавления значительно ниже температуры плавления основного материала изделия, В то же время известно, что более тугоплавкие припои имеют, как правило, более высокие прочностные, свойства и их применение желательно для получения равнопрочных соединений. Кроме того, высокая температура пайки массивных крупногабаритных изделий приводит к большой степени деформации элементов изделия под действием собственного веса в связи с интенсивным падением прочностных свойств основного материала изделия при повышении температуры; высокая требуемая температура пайки требует больших энергетических затрат на нагрев изделия под пайку и приводит к низкой энергетической эффективности процесса пайки,Принципиально невозможно получение данного шва с химическим составом, идентичным составу основного металла, т. е. невозможно использовать в качестве припоя расплав основного металла.Значительная диффузия вредных примесей (кислорода, азота и т. п.) через слой жидкого флюса в паяемые поверхности особенно в районе технологических отверстий снижает качество паяных,швов.Также известен способ пайки погружением, включающий нанесение защитного покрытия на непаяемые поверхности, предварительный нагрев изделия с одновременноДочисткой паяемых поверхностей до 0,8 -0,9 температуры солидус припоя и погружение изделия в ванну с расплавленнымприпоем (нагретым до 1,2 температуры лнквидус) (с последующим нагревом паяемогоузла в расплавленном припое до температуры не выше 0,95 температуры солидусприпоя (2.Недостатком указанного способа является невозможность заполнения паяльных зазоров крупногабаритных изделий, так как вванне больших размеров трудно поддсркивать одинаковую температуру, что сильноснижает качество пайки из-за непропаев.Непросто извлечь из ванны крупногабаритное изделие, нагретое до высокой температуры, так как оно при этом легко деформируется и возможно разрушение запаянныхсоединений.Известно применение для пайки газообразных флюсов, являющихся, например,продуктами разложения фтористого аммония и фторбората аммония с температуройкипения 0,6 - 1,0 температуры пайки,(31,Целью изобретения является, возможность пайки крупногабаритных изделий иповышение качества пайки.Поставленная цель достигается тем, чтоперед нагрЪвом йзделия в печи технологические отверстияуплотняют диафрагмами,из материала с температурой плавления,"равной температуре пайки. Так как паяльная полость перед нагревом уплотняетсяустановкой диафрагм, то проникновениекислорода и азота из воздуха в паяльныеполости невозможно. При нагреве всего изделия в печи флюсующее вещество в паяльной полости испаряется, и пары флюса,взаимодействуя с окислами на поверхностипаяемых поверхностей, очищают последние.Кислород и азот, которые находятся в объеме паяльной полости, поглощаются обьемами основного металла и предотвращаютвозможность вторичного окисления паяемых поверхностей. К моменту расплавления диафрагм (они расплавятся при нагреве изделия до температуры пайки) паяемыеповерхности будут качественно очищены иподготовлены к смачиванию припоем. После заливки перегретого припоя последний- смочит очищенные паяемые поверхности ибудет затвердевать с образованием прочнойметаллической связи между припоем и паяемыми поверхностями. Получают качественное паянОе соединение,Способ пайки крупногабаритных изделийс развитыми поверхностями осуществляютв следующей последовательности.Собирают изделие с,некапиллярными зазорами; уплотняют паяльные зазоры, создавая полости, ограниченные паяемыми поверхностями и элементами уплотнения стехнологическими отверстиями для входа ивыхода припоя; размещают в полостях дозы флюсующего вещества с температурой 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 кипения компонентов, равной 0,6 - 1,0 температуры пайки; продувают полости инергным газом через технологические отверстия; уплотняют полости диафрагмами с капиллярным отверстием расплавляющимися при нагреве изделия до температуры пайки; нагревают изделие в печи,до температуры пайки, величина которой больше минимальной температуры смачивания и меньше температуры солидус припоя; заполняют паяльные зазоры через технологические отверстия припоем, разогретым автономным источником тепла до 1,05 - 1,2 температуры ликвидус припоя и охлаждают изделие,В качестве примера осуществления способа рассмотрим пайку двух кубов из стали 20. Размеры кубов 1500 Х 1500)( М 1500 мм.Пайка медью МО. Собирают кубы с зазором 10 мм. Обваривают по периметру паяльный зазор, применяя технологические планки. Сверху приваривают две воронки для входа и выхода припоя. Закладывают в образовавшуюся паяльную полость дозу хлористого цинка (ХпС 1,) с температурой кипения 733. Величина дозы 50 г.Продувают через отверстие для входа припоя аргон. Уплотняют полости путем приварки к отверстиям диафрагм с капиллярным отверстием из припоя ПМЦ 54 с температурой солидус 875 С. Нагревают собранные под пайку кубы в печи с выдвижным подом в воздушной или защитной атмосфере до 875 С. Затем выдвигают вместе с подом паяемые кубы из печи и сразу заливают перегретую жидкую медь МО через технологическое отверстие для входа припоя до тех пор, пока не заполнят все паяльные зазоры, Медь разогревают в тигле под слоем буры до температуры 1200 С от отдельного источника, например печи сопротивления, электрошлаковым способом, в индукторе и т. д.Преимуществом способа является возможность пайки изделий с использованием расплава основного металла в качестве припоя. Естественно, что при этом рационально паять изделия, конструктивная форма которых ограничивает величину деформации изделия при нагреве. Формула изобретения Способ пайки изделий с развитыми паяемыми поверхностями, включающий сборку изделий с некапиллярными зазорами, уплотнение паяльных зазоров элементами уплотнения с технологическими отверстиями для входа и выхода припоя, размещение в полости дозы флюсующего вещества с температурой кипения 0,6 - 1,0 температуры пайки, нагрев изделия в печи до 0,8 - 0,9 температуры солидус припоя с одновремен3 вказ 13212 Изд. М 422 Т,ираж 1221 Подписное ЦНИИПИ НПО Поиск Государственного комитета СССР по делам, изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб д, 4/5Типография, пр, Сапунова, 2 ной очисткой паяемых поверхностей и заполнение паяльных зазоров через технологические отверстия припоем, разогретым автономным источником тепла до 1,05 - 1,2 температуры ликвидус, отличающийся 5 тем, что, с целью обеопечения пайки крупногабаритных изделий и повышения качества пайки, перед нагревом технологические отверстия уплотняют диафрагмами из материала с температурой плавления, рав ной температуре пайки. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Лакедемонский А. В., Хряпин В, Е, Справочник паяльщика, Изд. Машиностроение, М., 1967, стр. 197 в 1.2. Заявка2322179/27, 13.02.76, по которой принято решение о выдаче авторского свидетельства.3, Есенбермен Р. Е, Пайка металлов в печах с газовой средой. М., 1962, стр, 85 - 87,