Способ пайки изделий с развитыми паяемыми поверхностями

(и) 664774

ОЛИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз боветскии

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 04.03.76 (21) 2330922/25-27 с присоединением заявки Ие (23) Приоритет

Опубликовано 30.05.79. Бюллетень Хе 20

Дата опубликования описания 30.05.79 (51) M. Кл

В 23К 1/04

Государственный комитет (53) УДК 621,791.3 (088.8) ло делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения

С. Д. Лень и В. А. Беседный (71) Заявитель

Всесоюзный научно-исследовательский и конструкторскотехнологический институт компрессорного машиностроения (54) СПОСОБ ПАЙКИ ИЗДЕЛИЙ С РАЗВИТЫМИ

ПАЯЕМЫМИ ПОВЕРХНОСТЯМИ

Способ касается пайки изделий 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 интенсив ным 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 одновременной

664774 очисткой паяемых поверхностей до 0,8—

0,9 температуры солидус припоя и погружение изделия в ванну с расплавленным припоем (нагретым до 1,2 температуры лнквидус) (с последующим нагревом паяемого узла в расплавленном припое до температуры не выше 0,95 температуры солидус припоя (2).

-- Недостатком указанного способа является невозможность заполнения паяльных зазоров крупногабаритных изделий, так как в ванне больших размеров трудно поддерживать одинаковую температуру, что сильно снижает качество пайки из-за непропаев.

Непросто извлечь из ванны крупногабаритное изделие, нагретое до высокой температуры, так как о»о при этом легко деформируется и возможно разрушение запаянных соединений.

Известно применение для пайки газообразных флюсов, являющихся, например, продуктами разложения фтористого аммония и фторбората аммония с температурой кипения 0,6 — 1,0 температуры пайки,(З).

Целью изобретения является, возможность пайки крупногабаритных изделий и повышение качества пайки.

Поставленная цель достигается тем, что перед нагрЪвом безделия в печи технологические отверстия уплотняют диафрагмами, из материала с температурой плавления, равной температуре пайки. Так как паяльная полость перед нагревом уплотняется установкой диафрагм, то проникновение кислорода и азота из воздуха в паяльные полости невозможно. При нагреве всего изделия в печи флюсующее вещество в паяльной полости испаряется, и пары флюса, взаимодействуя с окислами на поверхности паяемых поверхностей, очищают последние.

Кислород и азот, которые находятся в объеме паяльной полости, поглощаются об.ьемами основного металла и предотвращают возможность вторичного окисления паяемых поверхностей. К моменту расплавления диафрагм (они расплавятся при нагреве изделия до температуры пайки) паяемые поверхности будут качественно очищены и подготовлены к смачиванию припоем. После заливки перегретого припоя последний — смочит очищенные паяемые поверхности и будет затвердевать с образованием прочной металлической связи между припоем и паяемыми поверхностями. Получают качественное паянОе соединение.

Способ пайки крупногабаритных изделий с развитыми поверхностями осуществляют в следующей последовательности.

Собирают изделие с,некапиллярными зазорами; уплотняют паяльные зазоры, создавая полости, ограниченные паяемыми поверхностями и элементами уплотнения с технологическими отверстиями для входа и выхода припоя; размещают в полостях дозы флюсующего вещества с температурой

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. Pазмеры кубов 1500)(1500)(Х1500 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. Закладываюг в образовавшуюся паяльную полость дозу хлористого цинка (ZnCI2) 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 ПМЦ54 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 одновремеп664774

Составитель И, Ключников

Редактор В. Кухаренко Техред Н. Строганова Корректор Т. Добровольская

3 вказ 1321!2 Изд. ¹ 422 Тираж 1221 Подписное

ЦНИИПИ НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам .изобретений и открытий

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

Типография, 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- 10 ной температуре пайки.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Лакедемонский А. В., Хряпин В. E.

«Справочник паяльщика», Изд. «Машиностроение», М., 1967, стр. 1197 — 198.

2. Заявка № 2322179/27, 13.02.76, по которой принято решение о выдаче авторского свидетельства.

3. Есенбермен P. Е, Пайка металлов в печах с газовой средой. М., 1962, стр. 85—

87.