Установка для диффузионной сварки

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНРЕСПУБЛИН 19) (И 5399 В 23 К 20/2 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И О и(71) Специальное конструкторск-е бюроОрдена Трудового Красного Знамени института кристаллографии им. А.В.Шубникова(56) 1, Диффузионная сварка материалов. Справочник. Под ред. Н.Ф.Казакова. М., "Машиностроение", 1981.с. 112.2. Авторское свидетельство СССРМ 679356, кл. В 23 К 20/00,21.03.78 (прототип).(54)(57) 1 УСТАНОВКА ДЛЯ ДИФФУЗИОННОЙ СВАРКИ, содержащая вакуумную ка-меру, введенный в нее подвижный шток,нагреватель, охватывающий его защитный экран, механизм перемещения штока и высоковакуумный криогенный насос, состоящий из криогенной панелии криогенных экранов, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью ения .качества сварки при соеди материалов с существенно различными коэффициентами термического расширения, она снабжена вакуумными заслонками, одна из которых установлена с возможностью горизонтального перемещения над отверстием для прохождения штока, а другая закреплена на штоке, криогенная панель и криогенные экраны размещены в вакуумной камере и .выполнены в виде охватывающего нагреватель элемента, защитный экран выполнен водоохлаждаемым и установлен между нагревателем и внутренней поверхностью криогенных экранов.2. Установка по п,1, а т л и ч а- а ю щ а я с я тем, что криогенные и водоохлаждаемый защитнь.й экраны выполнены в виде трубчатых змеевиков с закрепленными на них рядами перекры- С вающих; одна другую пластин.3, Установка по пп. 1 и 2, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что экраны соединены стержнями с пазами, выпол- СР ненными перпендикулярно их оси и рас- СЛ положенными вдоль нес в шахматном (;,4 порядке, Ж50 1 10539Изобретение относится к оборудо"ванию для сварки давлением, в частности к установкам для диффузионнойсварки материалов.Известна установка для диффузион-ной сварки материалов, содержащаявакуумную камеру, нагреватель и механизм перемещения штока1 1,Недостатком этой установки является сравнительно высокое остаточноедавлеяяе 6,7" /О;Па ), что отрица"тельно сказывается на качестве соединения материалов.Наиболее близкой к предлагаемойпо технической сущности и достигаемому эффекту явлвется установка длядиффузионной сварки, содержащая вакуумную камеру, введенный в нее под- вижный шток, нагреватель, охватывающий его защитный экран, механизм перемещения штока и высоковакуумныйкриогенный насос, состоящий из крио"генной панели и криогенных экранов 2",Недостатком данной установки является то, что перед каждым процессом 25соединения установка должна вскрываться. При этом в нее напускаетсявоздух, что приводит к большому газоотделению в процессе последующей от",качки и ограничивает возможность по- З 0лучения предельного остаточного давления величиной порядка 10 6 Па, а размещение криопанели насоса с криогенными экранами вне камеры снижает эффективность откачки, Невозможностьполучения более глубокого разрежения .препятствует повышению качества соединения материалов со значительноотличающимися коэффициентами термического расширения, так как из-засравнительно высокого остаточногодавления соединение должно осуществляться при температурах порядка1500-1800 С, и возникающие при охлаждении термоупругие напряжения приводят к разрушению соединения.Целью изобретенияявляется повышение качества сварки при соединенииматериалов с существенно различнымикоэффициентами термического расширения,Поставленная цель достигается .тем,что установка для диффузионной сварки, содержащая вакуумную камеру, введенный в нее подвижный шток, нагревам55тель, охватывающии его защитныи экран, механизм перемещения штока ивысоковакуумный криогенный насос,состоящий из криогенной панели и крис 97 3генных экранов, снабжена вакуумными заслонками, одна из которых установлена с возможностью горизонтального перемещения над отверстием для про" хождения штока, а другая закреплена на штоке, криогенная панель и крио" генные экраны размещены в вакуумной камере и выполнены в виде охватываю.- щего нагреватель элемента, защитный экран выполнен водоохлаждаемым и установлен между нагревателем и внутренней поверхностью криогенных экранов.Криогенные и водоохлаждаемый за" щитный экраны выполнены в виде трубчатых змеевиков с закрепленными яа них рядами перекрывающих одна другую пластин Экраны соединены стержнями с па-.зами, выполненными перпендикулярнаих оси и расположенными вдоль, нее вшахматном порядке,На фиг,1 изображена установка, общий вид; на фиг.2 - установка с поднятым штоком; на фиг.3 -. схема экра"нов и их соедйнение,Установка содержит вакуумную камеру 1 (фиг.1), расположенные в нейнагреватель 2, водоохлаждаемый защитный экран 3 фиг.1 и 3), расположенный между нагревателем 2 и криогенными экранами 1 с плоскими пластинами5, перекрывающими одна другую и закрепленными на трубчатых змеевиках 6,соединенных стержнями 7 с пазами 8,выполненными перпендикулярно их осии расположенными вдоль нее в шахматном порядке, подвижный шток, 9,. приводимый в движение механизмом пере"мещения 10, криогенную панель 11 криогенного насоса, вакуумную заслонку12, установленную с возможностьюгоризонтального перемещения над отверстием 13 для прохождения штоказаслонки 14 фиг.1. и 2), заслонку 111,закрепленную на штоке 9, фланец 15для подсоединения камеры к вакуумнойсистеме (не показана), контейнер 16для установки соединяемых образцов17, загрузочную камеру 18, люк 19для загрузки и выгрузки образцов 17,фланец 20 для подсоединения к системе откачки загрузочной камеры (непоказана), вакуумный ввод 21 штока9 и механизм нагружения 22,Наличие двух заслонок позволяетисключить возможность попадания атмосферного воздуха в вакуумную камерупри. загрузке и выгрузке образцов3 1053997 4 .контейнер установки их после прове" струкции, значительно снизить теплодения процесса соединения. проводность стержней, что создаетРазмещение криогенной панели с более благоприятные условия для рабокриогенными экранами в вакуумной ка" ты криогенного насоса, т.е, для соэ" .мере вокруг нагревателя позволяетдания высокого вакуума. значительно увеличить эффективную.Установка работает следующим обскорость откачки камеры. Все это да" разом.ет возможность снизить температуру, .Образцы 17 соединяемых материалов необходимую для полуЧения твердофаз через люк 19 устанавливают в контейного соединения материалов, за счвт. 1 о иере 16. После герметизации люка 19 улучшения очистки соединяемых поверх.- откачивают загрузочную камеру 18 с ноСтей обезгаживанием при высокртем" помощью вакуумной системы, подсоедипературном прогреве в сверхвысоком : няемой к фланцу 20. В загрузочной вакууме, что позволяет снизить тер- . камере производят предварительную моупругие напряжения, возникающие 15 очистку образцов 17 обезгаживанием в зоне соединения материалов с су-с помощью нагревателя, установленно" щественно различными коэффициентами го в камере (не показан ). Далее оттермического расширения, т.е. повы- . крывают заслонку 12, перемещая ее в сить качество сварки. горизонтальной плоскости. После этоУстановка водоохлаждаемого защит-. го с помощью перемещения механизного экрана между нагревателем и . ма 10 опускают шток 9, и контейнер внутренней поверхностью криогенных16 с образцами 17 устанавливают в раэкранов обеспечивает возможность дли" . бочую зону нагревательного элемента тельной работы криогенного насоса в." 2, отверстие 13 герметизируют занепосредственной близости ст нагре слонкой 1 ч, закрепленной на штоке 9 вателя за счет уменьшения теплового После очистки поверхно ти обцов 17 высокотемпературным обезгажиный насос, что обеспечивает более ванием при температуре порядка 1500 Совысокую степень вакуумирования и .по - и вакууме порядка 10 8 Па соза, создаваемомс помощью к;иогенного насоса, темпеыполнение криогенного и водо- ратуру понижают до значения, необхоохлаждаемого защитного экранов в . . димого для осуществления соединения,виде трубчатых змеевиков с закреп- Затем производят сжатие обраэленными на них рядами перекрывающих" цов 17 с помощью механизма нагруже- одна другую пластин повышает ффек- . ния 22. После выдержки и снижениятивность Работы криогенного насоса З температуры до комнатной с помощьюв связи с улучшением теплового экра" механизма 10 поднимают шток 9 и коннирования криогенной панели насосатейнер 16 переносят в загрузочную ка.за счет лучшего охлаждения пластин, меру 18, и герметизируют камеру 1поскольку хладоагент подводится по заслонкой 12. После напуска воздухамвсей длине непосредственно к каждои 40 в загрузочную камеру 18 через люк 19из пластин, что также в конечном ито-. вынимают соединенные образцы 17ге повышает качество сваРки, Использование изобретения по сравчВыполнение стержнеи, соединяющих нению с базовым объектом позволяет экраны, с пазамиперпендикулярными . повысить на ЙОпрочность соединеих оси и расположенными вдоль них в. 45 ния и в 18-20 раз скорость откачки шахматном порядке, позволяет, со- вакуумной камеры при снижении темхранив достаточную прочность кон- пературы сварки на 300-500 С,Состав едактор М.Колб Техред е е е а е е Е е е е е а е а а е е а е е е аель В.Пе ,Метелев е аеееилиал ППП "Патент",жа е аказ 8983/12 Тираж 1106 ВНИИПИ Государственного по делам изобретений 113035, Москва, Ж, Рауш еаесян Корре Л,Патайеее е Подписноеомитета СССРи открытийкая наб., д 4/5ееееееееееееефрод ул. Проектная, 4