Способ изготовления сварного сильфона

(191 11 4 В 23 К 31/ ИС ЕТЕН ЬСТВУ ВТОРСКОМУ С 84/25-2787(57) Из носится к сваркебу изготовленияи может быть исных областях маш тение в части варног ользов азлич ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР(56) ГОСТ 21754-81. СильФоны сварныеметаллические. Технические условия.М., Изд-во стандартов, 1981,ГОСТ 21482-76. СильФоны однослойные измерительные металлические, Издво стандартов, 1978, с, 35,Авторское свидетельство СССРУ 1234149, кл, В 23 К 37/04, 1984,ностроения, в частности в электронике, приборостроении, авиационной и космической технике. Цель изобретения - повышение качества сильфона с шагомс 0,5 мм за счет стабилизации его упругой характеристики и обеспечения возможности автоматизации процесса. Мембраны формуют из плоской заготовки. Осуществляют сборку и сварку в оснастке, Формовку мембран осуществляют вытяжкой глубиной Н= =(0,7-3,5)1, После сварки сильфон сжимают осевым усилием до получения шага 1. Затем производят термообработку сильфона в сжатом состоянии. Вытяжка мембран с повышенной глубиной позволяет применить оснастку,ф обеспечивающую автоматизацию процесса. Герметическая обработка в сжатом состоянии снимает механические напряжения, стабилизирует упругую характеристику мембран. 1 табл.Изобретение относится к изготовлению малогабаритных сварных сильфонов и может быть использовано в различных областях машиностроения, в частности в электронике, приборостроении, авиационной и космической технике.Целью изобретения является повышение качества сильфона с шагом 1 100,5 мм за счет стабилизации его упругой характеристики и обеспечение воэможности автоматизации процесса.Для получения сильфона с шагом 1 Менее 0,5 мм мембраны сильфона Форму ют вытяжкой с увеличенной глубиной Н, равной (0,7-3,5)1, После сварки сильфон сжимают осевой нагрузкой до получения шага, равного 1. Затем производят термообработку сильфона в 20 сжатом состоянии. Температура термообработки и время выдержки определяются материалом сильфона. Вытяжка мембран с повышенной глубиной позволяет собрать сильфон с шагом более 25 0,5 мм, осуществить автоматическое введение прижимных элементов, избежать при этом деформирования мембран, Последующее осевое сжатие позволяет уменьшить шаг сильфона до любой тре буемой величины, а термическая обработка сильфона в сжатом состоянии позволяет снять с него механические напряжения, стабилизировать упругую характеристику мембран и повысить уп ругие свойства сильфона, а следовательно, его качество.Глубина вытяжки Н=(0,7-3,5)1 является оптимальной. Для шага 0,1 онадолжна составлять 3,5 1, для шага0,5 мм - 0,7 С, т,к. вытяжку глубиной.более 0,35 мм делать нецелесообразно.При меньшей величине процесс сборкизатруднен, так как в процессе сборкиприжимная часть технологической оснастки деформирует и подминает свариваемые кромки мембраны. Повышеннаяглубина вытяжки, например до 0,45 мм,не затрудняет сборку, но сильфон, имеющий мембраны с такой глубиной вытяж 50ки, деформируется неравномерно припоследующем осевом сжатии, Это является следствием нестабильности напряжений. В том и другом случае сильфоны получаются низкого качества, нева 55 куумноплотные.Для снятия этих напряжений и ста- .билизации упругой характеристики предложено проводить последующую термическую обработку с выдержкой в зависимости от материала мембран сильфона, Так, для обычно применяемогосплава на никелехромовой основе,термическая обработка проводится прио750-850 С с, выдержкой в зависимостиот состава сплава длительностью до10 мин (для сплава типа нихром маркиХ 20 Н 80), до 6 ч (для дисперсионнотвердеющего сплава типа 70 НХБИИ).После снятия осевой нагрузки получается сильфон с заданным шагом.П р и м е р, В соответствии с данным способом и способом-прототипомиз сплава 70 НХБКО на никелехромовойоснове были изготовлены сильфоны сшагом 0,3 мм, наружным диаметром5,6 мм, внутренним - 1,8 мм и толщиной мембран 30 мкм,Вырубка мембран, Формовка их про"Филя осуществлялась на пневматическомпрессе ППМс усилием штамповки4-5 тс, скоростью деформирования 23 мм/с.Сварка внутренних и наружных швовосуществлялась в автоматическом режиме на установке лазерной сварки типа"Квент". Сварка осуществляласьв импульсном режиме с объективом,имеющим Фокусное расстояние 100 мм,со скоростью 30 мм/мин на уровнеэнергии в импульсе - 2 Дж, с частотой- 10 Гц, длительностью импульса 4 мс,защита от окисления осуществляласьгазообразным азотом.Сборка и сварка наружных швов осуществлялась с введением между смежными парами мембран прижимных губоксборочной оснастки шириной 0,5 мм измолибдена,Измерение величины деформации сильфона при определении величины упругой характеристики осуществлялось с помощью индикатора часового типа с ценой деления 0,01 мм при нагрузке в 100 г. Изготовленные обоими способами сильфоны подвергались испытаниям. Каждое испытание осуществлялось на 6 шт. пятигофровых сильфонов,Критерием качества сильфона служила сохранность вакуумной плотности на всех стадиях технологической обработки и циклических механических испытаний на сжатие и растяжение под действием осевых нагрузок. Результаты сварки и испытания сильфонов при14476 10 15 25 30 Способ изготовлениясильфона силь на и 0,15 Базовый сп 2 Сильфонь ругая х мообраб 2,2 мм/ ность с (при хосжатие 1, 2 С= =0,35 О, 3 редлаг аемыи по О,стяжведены в таблице, Изготовленные всоответствии с прототипом сильфоны свеличиной шага 0,3 мм имели глубинувытяжки 0,15 мм, они оказались невакуумноплотными,В процессе сборки при автоматическом введении сборочной оснасткисвариваемые кромки имели недопустимую деформацию в виде смятия кромок,Повышение глубины вытяжки с 0,15 до0,2 и 0,25 мм существенного улучшенияне обеспечило. Как видно из таблицы,данный способ позволяет повысить качество сильфонов за счет повышениякачества сборки и сварки наружныхшвов, увеличения и стабилизации упругой характеристики и автоматизациисборки, При изготовлении сильфона смембранами, имеющими глубину вытяжки Н=0,35 мм, последующая их сборкаи сварка осуществляется легко, деформации мембран отсутствуют, сварные швы вакуумноплотные. Последующаятермическая обработка их в сжатомсостоянии до шага С=О,З мм снижаети стабилизирует упругую характеристику. Посл. термической обработкиупругая характеристика повысиласьс 1,2 до 2,2 мм/кг.Испытание сильфонов на циклическую прочность показало, что их вакуумная плотность сохраняется до10000 циклов нагружения. Попытка из 184готовления сильфона с глубиной вытяжки Н=4,5 С, т.е. 0,45 мм, не привела к положительному результату,После сварки наружных швов сильфоныполучаются вакуумноплотные, однакопри последующем приложении осевой нагрузки деформация мембран осуществляется неравномерно, деформация мембрансопровождается звуковым эффектом хлопания мембран, т,е. появлением дополнительньк динамических нагрузок. Таким образом оказалось, что предельнаяглубина вытяжки равна 3,5 С, или0,35 мм, Для сильфона с шагом С==0,5 мм оптимальная глубина вытяжкиН=0,35 мм составляет 1,2 от величинызаданного шага С=О,З мм. Для сильфонас заданным шагом С=0,1 мм Н=0,35 мм,т.е. 3,5 С.В результате испытаний выбранаоптимальная глубина вытяжки в зависимости от величины заданного шагасильфона Н=(0 7-3 5)С,За базу сравнения был принят прототип.Изготовление сильфона.предлагаемым способом позволило (по сравнениюс базовым способом) повысить качество сильфона за счет стабилизации его "упругой характеристики, сильфоны оказались вакуумноплотными после многотысячных механических нагружений насжатие. Сильфоны невакуумноплотные,мембраны помяты, деформировачество неудовлетворительное 1 вакуумноплотные, упарактеристика после тер отки повышена с 1,2 до кг. Средняя циклопрочильфонов не менее 10000 де 3 на один гофр на ра ение),=0,35 Сильфоны вакуумноплотные, средняя циклопрочность более 10000(при ходе 0,1 мм на 1 гоАр) 0,1 4,51= 0,30,45 0,1 Формула изобретения Составитель Л,НазароваТехред Л.Олийнык Редактор М.Циткина Корректор М.Макснмишннец Заказ 6790/17 Тираж 922 ПодписноеВЮПШИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раунская наб., д. 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. ужгород, ул. Проектная, 4 Способ изготовления сварного силь- фона, включающий формовку мембран из плоской заготовки, сборку и сварку в оснастке, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения качества сильфона с шагом 1 0,5 мм за 2 сильфона невакуумноплотныепосле сварки, деформация мемб"ран при осевом сжатии неравномерна, мембраны перекошены, Качество сильфонов неудовлетворительное. счет стабилизации его упругой харак фтеристики и обеспечения возможностиавтоматизации процесса, формовку мембран осуществляют вытяжкой глубиной Н=(0,7-3,5)1, после сварки сильфон 25сжимают осевым усилием до получения нага 1, а затем производят термообработку сильфона в сжатом состоянии.