УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФИКСАЦИИ ДЕТАЛЕЙ В ПРОЦЕССЕ ПАЙКИ

Область техники
Полезная модель может быть использована в процессе пайки изделий в высокочастотном поле индуктора, например, бериллиевой или вольфрамовой облицовки тепловоспринимающих компонентов термоядерного реактора ИТЭР.
Уровень техники
Известны способ индукционной пайки и устройство для его реализации, раскрытые в источнике информации (Вологдин В.В. и др. Индукционная пайка. - Ленинград, Машиностроение, 1979, с 44-45). При этом, данный известный способ включает нагрев соединяемых припоем деталей с помощью индуктора до расплавления припоя. Устройство для реализации способа включает в себя зажимные приспособления для фиксации деталей в процессе пайки, в том числе с принудительным охлаждением деталей приспособления.
Однако, в предложенных конструкциях зажимных приспособлений не учтена необходимость сохранения стабильного усилия прижима деталей друг к другу в процессе пайки. Кроме того, в процессе пайки изделие нагревается и расширяется, что приводит к необходимости поддержания нормального угла между плоскостью пайки и вектором силы прижима - что также не учтено в предложенных конструкциях зажимных приспособлений.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому решению является устройство для фиксации деталей в процессе пайки бериллиевой облицовки к теплоотводящей панели, состоящее из трехточечных опор, усилие на которые передается с помощью упругой рессоры. Каждая рессора крепится на двух резьбовых шпильках, установленных шарнирно в едином корпусе устройства с возможностью наклона относительно изделия. Предварительный изгиб каждой рессоры создается с помощью регулировочных гаек. Изделие, подготовленное к пайке вместе с устройством для фиксации, подается в зону нагрева индуктора, и выполняется пайка (I.V. Mazul, V.A. Belyakov, А.А. Gervash, etc. «Technological challenges at ITER plasma facing components production in Russia» // Fusion Engineering and Design, Elsevier, 2016 - page 1028-1034).
В результате анализа конструкции данного устройства необходимо отметить, что резьбовые шпильки, расположенные между изделием и индуктором, в процессе пайки сильно нагреваются, что приводит к их удлинению и ослаблению усилия прижима. Плоские рессоры, использованные в конструкции, обладают малым запасом деформации (хода) в упругой зоне, что приводит к существенному снижению усилия прижима при нагреве шпилек. Изделие в процессе пайки нагревается и расширяется, и трехточечные опоры перемещаются вместе с изделием. Единый корпус устройства, относительно которого закреплены все опоры, остается холодным, в результате этого между плоскостью пайки и вектором силы прижима образуется угол, что приводит к снижению полезной составляющей усилия прижима, кроме того, возникает «сдвигающая» составляющая усилия.
Техническим результатом использования полезной модели является устранение указанных недостатков рассмотренных устройств, получение стабильного усилия прижима (не менее 10 кг) деталей в процессе пайки, в условиях быстрого нагрева зоны пайки до 700°С-750С.
Раскрытие изобретения
Указанный технический результат обеспечивается тем, что в устройстве для фиксации деталей в процессе пайки, содержащем опоры, установленные в общем корпусе с возможностью перемещения относительно него, пружину сжатия с регулировочным винтом для создания усилия прижима на каждой точке опоры и фиксатор корпуса устройства относительно паяемых деталей, новым является то, что опоры состоят из двух стоек, имеющих одну и две опорные площадки, соответственно, образующие трехточечную опору, причем стойки установлены в корпусе с возможностью поворота относительно друг друга с возможностью разделения усилия прижима в равных частях на каждую опорную площадку, а пружина выполнена из жаропрочного сплава с возможностью передачи усилия на трехточечную опору через толкатель, при этом фиксатор корпуса выполнен в виде тонкой ленты из нержавеющей стали, закрепленной на корпусе устройства и охватывающей паяемые детали через проставку.
Краткое описание чертежей
Сущность полезной модели поясняется графическими материалами, на которых:
на фиг. 1 - устройство для фиксации, общий вид;
на фиг. 2 - вид А по фиг. 1;
на фиг. 3 - вид Б по фиг. 1.
Устройство для фиксации деталей в процессе пайки состоит из разборного корпуса, выполненного из двух поперечных пластин 1 и 2, соединенных двумя боковыми пластинами 3. В боковых пластинах 3 установлены винты 4, являющиеся ограничителями хода для двух трехточечных опор.
Трехточечная опора состоит из корпуса 5, в котором установлены одна двухопорная стойка 6 и стойка 7 с одной опорной площадкой. Стойки 6 и 7 установлены на осях 8 с возможностью поворота относительно друг друга таким образом, чтобы сила, приложенная к трехточечной опоре, делилась в равных частях на каждую опорную площадку.
Усилие, необходимое для фиксации деталей 9 и 10 в процессе пайки, передается на трехточечную опору через центрирующую проставку 11 при помощи толкателя 12. На толкателе 12, через центрирующие шайбы 13 установлена пружина сжатия 14 из жаропрочного сплава. Регулировка усилия, путем сжатия пружины, осуществляется при помощи винтов 15, установленных в пластине 1 корпуса устройства.
Корпус устройства зафиксирован относительно паяемых деталей с помощью тонкой ленты 16 из нержавеющей стали, охватывающей изделие через проставку 17. На проставке 17 выполнен центрирующий паз, в который помещается лента 16. Лента 16 зафиксирована на корпусе устройства при помощи зажимных планок 18 и 19 и винтов 20.
Осуществление полезной модели
Устройство для фиксации деталей в процессе пайки работает следующим образом. На паяемые детали, подготовленное к проведению индукционной пайки, устанавливается устройство для фиксации. Вращая регулировочные винты 15, приводят пружины сжатия 14 в исходное недеформированное состояние. Устанавливают проставку 17 и ленту 16 на изделие и фиксируют свободные концы ленты 16 на корпусе устройства в натянутом состоянии. Вращая поочередно регулировочные винты 15, сжимают пружины 14 до требуемого состояния с запасом не менее 15-20% от требуемого значения усилия. Сила, приложенная к трехточечной опоре, делится в равных долях на трех опорных площадках стоек 6 и 7. Таким образом, обеспечивается равномерный прижим деталей в процессе пайки.
Детали, с установленными в требуемом количестве устройствами для фиксации, помещают в зону, где проводится пайка. Включают источник индукционного нагрева и выполняют операцию пайки.
В процессе пайки, детали нагреваются, что приводит к нагреву трехточечных опор за счет теплопередачи. Однако нагрев пружин сжатия 14 оказывается незначительным, так как длинный толкатель 12 обладает низкой теплопроводностью, благодаря малой площади поперечного сечения, нормального к направлению теплового потока.
Удерживающие ленты 16 из нержавеющей стали выполнены тонкими (менее толщины скин-слоя), благодаря чему, в лентах индуцируются малые токи, что приводит к малому их нагреву. Как следствие, ленты не растягиваются в процессе пайки.
По окончании операции пайки, устройство для фиксации снимают с готового изделия, ослабляя удерживающую ленту 16.
Использование данного устройства обеспечивает получение и поддержание стабильного усилия прижима (не менее 10 кг) изделий в процессе индукционной пайки, в условиях быстрого нагрева зоны пайки до 700°С-750°С. Механизм регулировки усилия прижима прост, надежен и удобен.