Способ соединения деталей

О П И С А Н И Е791476ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик(61) Дополнительное к авт. свид-ву - (22) Заявлено 01,03.79 (21) 2731007/25-27 с присоединением заявки РЙ -(23)Приоритет по лолам нзобретеннй и открытий.3 (088.8) Дата опубликования описания 30 12 80(54) СПОСОБ СОЕДИНЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ Изобретение относится к области сварки, в частности, к области соединения однородных и разнородных материалов осаждением из газовой фазы.Соединение путем осаждения из газовой фа. эы происходит при температуре соединяемых деталей значительно ниже температуры их плавления, Такой способ соединения не солровождается рекристаллизацией материалов в околошов. ной зоне и позволяет производить соединения в контакте с материалами, не допускаюшими нагрева до высоких температур.Известен способ соединения металлов, при котором соединяемые кромки разделывают под углом 90.150, стыкуют и в месте стыка осаж 15 дают присадочный материал из газовой фазы 11.Недостаток описанного способа заключается в том, что соединительный шов обладает относительно невысокой прочностью. Это является следствием структурных особенностей осаждаемо-О го из газовой фазы материала:1. Осаждение материала на плоскостях разделки сопровождается формированием осадков, представляющих собой столбчатые кристаллы,вытянутые в направлении роста и перпендику. лярные плоскостям разделки.2. В местах встречи кристаллитев осаждаемого материала, выросших на плоскостях раэцелки, образуется наиболее дефектная и потому наименее прочная граница, представляющая собой прямую плоскость, расположенную по биссектрисе угла разделки.В результате разрушение такого соединения всегда происходит по наиболее слабой граничной плоскости между кристаллитами различной ориентации. Известен способ соединения деталей, при котором производят разделку соединяемых кромок под углом 90-150 и осаждение присадочного материала из газовой фазы, причем на плоскостях разделки выполняют уступы 12. Выполнение уступов позволяет повысить прочность соединений по сравнению с описанным выше способом. Однако и в этом случае встреча кристаллов осаждаемого материала происходит в одной плоскости, что не обеспечивает теоретически возможной прочности.79Целью изобретения является повышение прочности стыковых и нахлесточных соединений,получаемых осаждением присадочного материала из газовой фазы,Укаэанная цель достигается тем, что в зонеразделки стыКуемых кромок размещают проволочный спиральный элемент с диаметром равным 0,2 - 0,8 толщины соединяемых деталей,шагом, равным 1,5 - 6 диаметрам элемента изпроволоки диаметром 0,05 - 0,2 толщины деталей.В этом случае осаждение присадочного материала происходит одновременно на плоскостяхразделки и на проволочном спиральном элементе, в результате чего исчезает столбчатость полу.чаемого осадка, который состоит иэ малыхзерен, различно ориентированных относительностыка, а граница между кристаллитами, выросшими на плоскостях разделки и спиральномпроволочном элементе либо совсем отсутствует, либо имеет разветвленную форму, Прочностьна разрыв стыкового соединения, выполненногопредлагаемым способом, на 30-507 о выше посравнению с соединением, выполненным известным способом,Повышение прочности объясняется, во-первых, отсутствием прямолинейной границымежду кристаллитами осадка, выросшими наразличных плоскостях разделки, во.вторых,измельчением зерна присадочного материала;в.третьих, армированием шва проволочнымэлементом, обладающим большей прочностьюпо сравнению с осаждаемым материалом,Наибольший эффект от введения в разделку спирального элемента проявляется при его ди. аметре, равном 0,2 - 0,8 толщины соединяемых деталей. При соотношениях более чем 0,8 витки спирали располагаются близко к поверхнос ти соединяемых деталей и являются концентраторами напряжений, ослабляющими прочность соединения. При диаметрах менее 0,2 толщины деталей не весь объем присадочного материала обладает мелкозернистой структурой, а также затрудняется заполнение корня шва, что снижает прочность соединения, 1476 4Последнее характерно также для случаев;когда шаг спирального элемента менее 1,5 его диаметра. При шаге спирального элемента более 6 диаметров в структуре соединительного 5шва появляются участки, где столбчатая струк.тура не нарушается и, кроме того, ослабляется армирующее действие проволочного спираль.ного элемента, Из этого следует, что наибольший эффект в упрочнении шва наблюдается при 10 использовании спирального элемента с шагомравным 1,5 - 6 его диаметров б эфф 6/Г,25гдемента. длина витка спирального элеП р и м е р. У двух пластин из молибденатолщиной 2 мм и шириной 40 мм произвели30оразделку кромок под углом 75 беэ притупле.ния. В стыке укрепили спираль диаметром1,4 мм, шагом 3 мм из молибденовой проволо.ки толщиной 0,2 мм. В месте стыка осаждаливольфрам из смеси его гексафторида с водоро 35дом при температуре 750 С и соотношенииоН,ЯР = 2. После осаждения слоя вольфрамастолщиной - 2,5 мм процесс прекращали и ох.лаждали пластины в токе водорода. Полученноесоединение двух пластин шлифовали в месте40стыка до толщины 2 мм,Прочность соединения на разрыв при температуре 20 С составила 14 кгс/мм, в то время к;к у аналогичного образца без спирали 45прочность составила 9 кгс/мм .2 Предлагаемый способ можно использоватьдля соединения встык и внахлест изделий различной формыф плоских, цилиндрических и т,п.Спиральный элемент может быть выполнен круглым, эллипсным, квадратным, прямоугольным,.треугольными т.д.; В последнем случае следу.ет пользоваться понятием эффективный диаметр д спирального элемента, которыи оп.эффределяется из выраженияДиаметр проволоки спирального элемента должен быть в интервале 0,05 - 0,2 толщины соединяемых деталей. При меньших диаметрах50 проволоки спиральный элемент теряет жесткость, что затрудняет его размещение и закрепление. в зоне разделки,и одновременно снижаются его армирующие свойства, которые прямо пропорциональны сечению проволоки. Использование про.55 волоки большей толщины приводит к образованию пор в зоне соединительного шва (внутри спирального элемента и в корне шва) и соответствующему снижению его прочности. Формула изобретения Способ соединения деталей, при котором производят разделку соединяемых кромок под углом 90 - 150 и осаждение присадочного материала из газовой фазы, о т л и ч а ю щ и й. с я тем, что, с целью повышения прочности соединений, в зоне разделки кромок размещают проволочный спиральный элемент с диаметром равным 0,2 - 0,8 толщины соединяемых де. талей, шагом равным 1,5-6 диаметра элемента791476 Составитель ф. КонопелькоРедактор Л. Гольдина Техред М.Табакович Корректор О. Билак Заказ 9350/1 1 Тираж 1160 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская иаб., д. 4/5 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул Проектная, 4 иэ проволоки толщиной 0,05-0,2 толшины соединяемых деталей. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе б1 Дискинд М. Дж, Производство изделий из тугоплавких материалов. М., "Мир", 1968, с. 299.2, Авторское свидетельство СССР по заявке уф 2525928, кл. В 23 К 1/00, 22.09.77.