Способ изготовления сварного сильфона

 

Изобретение относится к сварке, в частности к способу изготовления сварного сильфона, и может быть использовано в различных областях машиностроения , в частности в электронике , приборостроении, авиационной и космической технике. Цель изобретения - повышение качества сильфона с шагом t 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

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (ll) gl) 4 В 23 К 31/08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

E.

Гл -

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21 ) 42667 84/25-27 (22) 23.06 ° 87 (46) 30.12.88. Бюл. У 48 (72) В.В,Андреев, Н.П.Борисов и В.П.Берзов (53) 621.791.75.015(088.8) (56) ГОСТ 21754-81. Сильфоны сварные металлические. Технические условия.

N. Изд-во стандартов, 1981.

ГОСТ 21482-76. Сильфоны однослойные измерительные металлические, Издво стандартов, 1978, с. 35.

Авторское свидетельство СССР

8- 1234149, кл. В 23 К 37/04, 1984. (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СВАРНОГО

СИЛЬ@ОНА (57) Изобретение относится к сварке, в частности к способу изготовления сварного сильфона, и может быть использовано в различных областях машиностроения, в частности в электронике, приборостроении, авиационной и космической технике. Цель изобретения — повышение качества сильфона с шагом t 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)t. После сварки сильфон сжимают осевым усилием до получения шага t. Затем производят термообработку сильфона в сжатом состоянии.

Вытяжка мембран с повышенной глубиной позволяет применить оснастку, обеспечивающую автоматизацию процесса. Герметическая обработка в сжатом состоянии снимает механические напряжения, стабилизирует упругую характеристику мембран. 1 табл.

1447618

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 t 10

« 0,5 мм за счет стабилизации его упругой характеристики и обеспечение воэможности автоматизации процесса.

Для получения сильфона с шагом t

Менее 0,5 мм мембраны сильфона форму- 15 ют вытяжкой с увеличенной глубиной

Н, равной (0,7-3,5)т,. После сварки сильфон сжимают осевой нагрузкой до получения шага, равного t. 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 mar сильфона до любой тре- 30 буемой величины, а термическая обработка сильфона в сжатом состоянии позволяет снять с него механические напряжения, стабилизировать упругую характеристику мембран и повысить уп- 3 ругие свойства сильфона, а следовательно, его качество.

Глубина вытяжки Н= (О, 7- 3, 5 ) t является оптимальной. Для шага 0,1 она должна составлять 3,5 t для шага

0,5 мм - 0,7 t, т.к. вытяжку глубиной. более 0 35 мм делать нецелесообразно.

При меньшей величине процесс сборки затруднен, так как в процессе сборки прижимная часть технологической оснастки деформирует и подминает свариваемые кромки мембраны. Повышенная глубина вытяжки, например до 0,45 мм, не затрудняет сборку, но сильфон, имеющий мембраны с такой глубиной вытяж50 ки, деформируется неравномерно при последующем осевом сжатии, Это является следствием нестабильности напряжений. В том и другом случае сильфоны получаются низкого качества, нева55 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 применяемого сплава на никелехромовой основе,термическая обработка проводится при о

750-850 С с, выдержкой в зависимости от состава сплава длительностью до

10 мин (для сплава типа нихром марки

Х20Н80), до 6 ч (для дисперсионнотвердеющего сплава типа 70НХБИИ).

После снятия осевой нагрузки получается сильфон с заданным шагом.

Пример, В соответствии с данным способом и способом-прототипом из сплава 70НХБКО на никелехромовой основе были изготовлены сильфоны с шагом 0,3 мм, наружным диаметром

5,6 мм, внутренним — 1,8 мм и толщиной мембран 30 мкм.

Вырубка мембран, формовка их профиля осуществлялась на пневматическом прессе ППМ-55 с усилием штамповки

4-5 тс, скоростью деформирования 23 мм/с.

Сварка внутренних и наружных швов осуществлялась в автоматическом режиме на установке лазерной сварки типа

"Квент-12". Сварка осуществлялась в импульсном режиме с объективом, имеющим фокусное расстояние 100 мм, со скоростью 30 мм/мин на уровне энергии в импульсе — 2 Дж, с частотой — 10 Гц, длительностью импульса 4 мс, защита от окисления осуществлялась газообразным азотом.

Сборка и сварка наружных швов осуществлялась с введением между смежными парами мембран прижимных губок сборочной оснастки шириной 0,5 мм из молибдена. !

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 r. 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

15

30 во сильфона

IOar

Способ изготовления сильфона сил на, 0,15

Базовый способ

0,3

0,2

0,25

1, 2t=

=О, 35

Предлагаемый способ

0,3

0,3 ведены в таблице. Изготовленные в соответствии с прототипом сильфоны с величиной шага 0,3 мм имели глубину вытяжки 0,15 мм, они оказались невакуумноплотными.

В процессе сборки при автоматическом введении сборочной оснастки свариваемые кромки имели недопустимую деформацию в виде смятия кромок.

Повышение глубины вытяжки с 0,15 до

0,2 и 0,25 мм существенного улучшения не обеспечило. Как видно из таблицы, данный способ позволяет повысить качество сильфонов за счет повышения качества сборки и сварки наружных швов, увеличения и стабилизации упругой характеристики и автоматизации сборки. При изготовлении сильфона с мембранами, имеющими глубину вытяжки Н=0,35 мм, последующая их сборка и сварка осуществляется легко, деформации мембран отсутствуют, сварные швы вакуумноплотные. Последующая термическая обработка их в сжатом состоянии до шага t=O 3 мм снижает и стабилизирует упругую характеристику. Посл . термической обработки упругая характеристика повысилась с 1,2 до 2,2 мм/кг.

Испытание сильфонов на циклическую прочность показало, что их вакуумная плотность сохраняется до

10000 циклов нагружения. Попытка из18

4 готовления сильфона с глубиной вытяжки Н=4,5 t, т.е. 0,45 мм, не привела к положительному результату.После сварки наружных швов сильфоны получаются вакуумноплотные, однако при последующем приложении осевой нагрузки деформация мембран осуществляется неравномерно, деформация мембран сопровождается звуковым эффектом хлопания мембран, -.,е. появлением дополнительньж динамических нагрузок. Таким образом оказалось, что предельная глубина вытяжки равна 3,5 t или

0,35 мм, Для сильфона с шагом t=

=0,5 мм оптимальная глубина вытяжки

Н=0,35 мм составляет 1,2 от величины заданного mara С=О,З мм. Для сильфона с заданным шагом t=0,1 мм Н=0,35 мм, т.е. 3,5 t.

В результате испытаний выбрана оптимальная глубина вытяжки в зависимости от величины заданного шага сильфона H=(0,7-3,5)t..

3а базу сравнения был принят прототип, Изготовление сильфона.предлагаемым способом позволило (по сравнению с базовым способом) повысить качество сильфона эа счет стабилизации его " упругой характеристики, сильфоны оказались вакуумноплотными после многотысячных механических нагружений на сжатие.

Сильфоны невакуумноплотные, мембраны помяты, деформироваHb1 °

Качество неудовлетворительное.

Сильфоны вакуумноплотные, упругая характеристика после термообработки повышена с 1,2 до

2,2 мм/кг. Средняя циклопрочность сильфонов не менее 10000

{при ходе О, 3 на один гофр на сжатие-растяжение).

1447618

Продолжение таблицы

395t= О,!

=О, 35

Сильфоны вакуумноплотные, средняя циклопрочность более 10000 (при ходе 0,1 мм на 1 гофр) 0,1

4,5t= 0,3

0,45

0,1

Формула изобретения

Составитель Л .Назарова

Техред Л.Олийнык

Редактор М.Циткина

Корректор N.Ìàêñèìèøèíåö

Заказ 6790/17 Тираж 922 Подписное

BII(IHIIH Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Способ изготовления сварного сильфона, 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 t 0,5 мм за

2 сильфона невакуумноплотные после сварки, деформация мембран при осевом сжатии неравномерна, мембраны перекошены. Качество сильфонов неудовлетворительное. счет стабилизации его упругой харак20 теристики и обеспечения возможности автоматизации процесса, формовку мембран осуществляют вытяжкой глубиной H=(0,7-3,5)t, после сварки сильфон

25 сжимают осевым усилием до получения шага t а затем производят термообработку сильфона в сжатом состоянии.