БИМЕТАЛЛИЧЕСКИЙ ГАЗОНАПОЛНЕННЫЙ МЕТАЛЛОПАКЕТ

Полезная модель относится к области металлургии, а именно к способам изготовления многослойных крупногабаритных металлических листов [C23C 28/00, B23K 20/04, B23K 20/12, B23K 20/14].
Из уровня техники известен СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КРУПНОГАБАРИТНЫХ ПЛАКИРОВАННЫХ ЛИСТОВ [RU2225781 (C2), Опубл.: 20.03.2004], включающий подготовку контактных поверхностей, сборку несимметричного пакета из основного металла и плакирующего слоя, сварку пакета по его периметру, вакуумирование и горячую прокатку, отличающийся тем, что перед сваркой пакета по периметру выполняют подслой ручной дуговой сваркой с последующей продувкой пакета инертным газом и предварительным вакуумированием, а после сварки пакета по периметру и последующего вакуумирования пакета производят его укладку для нагрева под прокатку с заневоливанием плакирующего слоя, при этом нагрев под прокатку совмещают с отпуском сварного шва пакета.
Недостатком аналога является низкое качество плакирования металла, обусловленное особенностью конструкции металлопакета и отсутствием контролируемой подготовки металлопакета перед плакированием.
Также известен СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДИФФУЗИОННО-СВАРНОГО РУЛОННОГО ПЛАКИРОВАННОГО МЕТАЛЛА [JPS57134287 (A), Опубл.: 19.08.1982], характеризующийся тем, что края герметизирующую пакета сварены с образованием герметичного пространства между нижним и верхним слоями металлов, в торце пакета выполнено отверстие, соединенное с устройством вакуумирования через выпускную трубку.
Недостатком аналога является низкое качество плакирования, обусловленное тем, что отверстие, соединенное с устройством вакуумирования, выполнено непосредственно в месте соединения слоев металлов, что снижает надежность вакуумирования металлопакета и не обеспечивает герметичность металлопакета при его горячей прокатке.
Наиболее близким по технической сущности является СПОСОБ УЛУЧШЕНИЯ ПЛАКИРОВАНИЯ МЕТАЛЛА [GB407943 (A), Опубл.: 26.03.1934], в котором две или более плиты с более тонкими пластинами из никеля, собраны со слоем инертного материала (оксида магния) между ними и приварены по краям, сварной шов по периметру закрыт полосами никеля поверх которых смонтирована полоса металла, при этом между краями полос никеля и металла выполнены зазоры с возможностью выхода воздуха из пакета при нагревании.
Основной технической проблемой прототипа является низкое качество плакирования, обусловленное невозможностью обеспечения герметичности металлопакета при прокате из-за нерегулируемого выхода инертного газа, а также высокая трудоемкость и дороговизна изготовления металлопакета, обусловленные применением пластин никеля и наличием отходов прокатанного плакированного листа в связи с отдельными несплавлениями по его площади и по кромкам.
Задачей полезной модели является устранение недостатков прототипа.
Техническим результатом полезной модели является обеспечение герметичности металлопакета при его сборке и прокате и уменьшение отходов прокатанного листа.
Указанный технический результат достигается за счет того, что биметаллический газонаполненный металлопакет, содержащий основной и плакирующий слои из листового металла, соединенные межконтактным пространством, отличающийся тем, что с торца основного слоя выполнен горизонтальный канал, направленный вглубь листа основного слоя, навстречу горизонтальному каналу в основном слое со стороны поверхности, сопрягаемой с плакирующим слоем, выполнены два вертикальных канала, один из которых расположен вне плакированного слоя и закрыт заглушкой, а другой расположен внутри металлопакета с выходом в межконтактное пространство, при этом на торце основного слоя поверх отверстия горизонтального канала смонтирована технологическая планка, на передней ее стороне выполнено отверстие подачи газа, отверстие выравнивания давления газа, закрытое мембраной, и отверстие выхода газа, а на задней стороне технологической планки выполнено выходное отверстие, причем упомянутые отверстия сообщены воздушными каналами, соединенными с технологическими отверстиями в технологической планке с возможностью установки в них заглушек, при этом отверстие выравнивания давления газа закрыто ниппелем и сообщено с воздушными каналами технологической планки запорным каналом с запорным элементом, а выходное отверстие технологической планки совмещено с отверстием горизонтального канала в основном слое.
В частности, основной и плакирующий слои металлов соединены между собой по периметру плотно-вакуумным швом.
В частности, вертикальный канал в основном слое вне плакированного слоя выполнен на расстоянии от торца основного слоя металла, равном толщине плакирующего слоя, с возможностью эжекции инертного газа.
В частности, вертикальный канал в основном слое внутри металлопакета выполнен на расстоянии от торца основного слоя металла, равном двум толщинам плакирующего слоя.
В частности, технологическая планка смонтирована на торце листа основного металла плотно-вакуумным швом.
В частности, мембрана выполнена с возможностью выхода инертного газа из металлопакета при его обжатии.
В частности, ниппель выполнен в виде полого внутри винта, с залитым в него припоем.
В частности, технологическая планка выполнена из металлической пластины.
В частности, запорный элемент выполнен в виде металлического шара.
Краткое описание чертежей.
На фиг.1 показан вид сбоку биметаллического вакуумированного металлопакета.
На фиг.2 показан вид спереди технологической планки.
На фигурах обозначено: 1 – основной слой, 2 – плакирующий слой, 3 – сварной шов, 4 – межконтактное пространство, 5 – горизонтальный канал, 6 – вертикальный канал, 7 – канал эжектора, 8 – технологическая планка, 9 – воздушные каналы, 10 –  отверстие выравнивания давления, 11 –отверстие подачи газа, 12 – отверстие выхода газа, 13 – запорный канал, 14 – запорный элемент, 15 – мембрана, 16 – заглушки.
Осуществление полезной модели.
Биметаллический газонаполненный металлопакет содержит основной слой 1 и плакирующий 2 слой, выполненные из листового материала.
С одного из торцов основного слоя 1 выполнен горизонтальный канал 5, направленный вглубь листа основного слоя 1. Навстречу горизонтальному каналу 5 в основном слое 1 со стороны поверхности, сопрягаемой с плакирующим слоем 2 на расстоянии, равном толщине плакирующего слоя 2 от торца основного слоя 1 выполнен вертикальный канал эжектора 7, а на расстоянии, равном двум толщинам плакирующего слоя 2 выполнен вертикальный канал 6.
Основной слой 1 и плакирующий слой 2 совмещены друг с другом и соединены по периметру плотно-вакуумным сварным швом 3, при этом между основным 1 и плакирующим 2 слоями по всей площади соприкосновения основного 1 и плакирующего 2 слоев выполнен зазор, образующий межконтактное пространство 4.
Снаружи на торце основного слоя 1 плотно-вакуумным сварным швом 3 смонтирована технологическая планка 8, выполненная в виде металлической пластины. В технологической планке 8 на ее передней стороне выполнены отверстия подачи газа 11, выравнивания давления 10 и выхода газа 12. На задней стороне технологической планки 8 выполнено выходное отверстие (на фигурах не показано). Отверстия подачи газа 11, выравнивания давления 10, выхода газа 12 и выходное отверстие сообщаются между собой воздушными каналами 9, выполненными через технологические отверстия (на фигурах не показаны) внутри технологической планки 8.
Отверстие выхода газа 12 закрыто мембраной 15.
Отверстие выравнивания давления 10 сообщается с воздушными каналами 9 запорным каналом 13, внутри которого смонтирован запорный элемент 14, выполненный в виде металлического шара, при этом диаметр запорного канала 13 выполнен больше диаметра сообщающихся с ним воздушных каналов 9 и соответствует диаметру запорного элемента 14 с возможностью перемещения запорного элемента 14 только внутри запорного канала 13. Отверстие выравнивания давления 10 закрыто ниппелем (на фигурах не показан), выполненным в виде полого винта, залитого высокотемпературным припоем.
Технологические отверстия технологической планки 8 закрыты заглушками 16.
Биметаллический газонаполненный металлопакет используют следующим образом.
С торца листа основного слоя 1 выполняют направленное вглубь листа основного слоя 1 отверстие, образующее горизонтальный канал 5, а с той стороны, на который планируют наносить плакирующий слой 2 вглубь основного слоя 1 навстречу горизонтальному каналу 5 от торца основного слоя 1 на расстоянии, равном толщине плакирующего слоя 2 выполняют вертикальный канал эжектора 7, а на расстоянии, равном двум толщинам плакирующего слоя 2 выполняют вертикальный канал 6, при этом каналы 5-7 взаимосвязаны. Осуществляют подготовку (нормализацию, зачистку, обезжиривание) контактных сопрягаемых металлических поверхностей из основного 1 и плакирующего 2 слоев, каналов 5-7, поверхностей технологической планки 8, воздушных каналов 9 и отверстий технологической планки 8.
Основной 1 и плакирующий 2 слои металла накладывают друг на друга с оставлением между ними межконтактного пространства 4, при этом выходное отверстие вертикального канала 6 основного слоя 1 располагают внутри межконтактного пространства 4, а выходное отверстие канала эжектора 7 располагают вне плакирующего слоя 2.
После подгонки слоев 1 и 2 производят их сварку по периметру плотно-вакуумным швом 3 дуговой сваркой, оставляя открытым отверстие горизонтального канала 5 и отверстие канала эжектора 7.
К торцу основного слоя 1 монтируют плотно-вакуумным швом 3 дуговой сваркой технологическую планку 8, при этом совмещают отверстие горизонтального канала 5 основного слоя 1 с выходным отверстием технологической планки 8.
К отверстию подачи газа 11 технологической планки 8 подключают источник инертного газа (на фигурах не показан) и нагнетают в межконтактное пространство 4 инертный газ до 1,5-2 атм., при этом через канал эжектора 7 обеспечивают ускоренное нагнетание инертного газа, после чего отключают источник инертного газа от отверстия подачи газа 11 технологической планки 8 и закрывают отверстие подачи газа 11 и отверстие канала эжектора заглушками 16.
Газонаполненный металлопакет нагревают до необходимой температуры с совмещением отпуска сварочного шва 3 и выполняют горячую прокатку металлопакета. При нагреве металлопакета припой внутри ниппеля (на фигурах не показан) расплавляется, инертный газ за счет увеличения давления при нагреве поднимает запорный элемент 14 внутри запорного канала 13 и осуществляется выход инертного газа через отверстие выравнивания давления 10, при этом давление инертного газа внутри металлопакета выравнивается, а сам металлопакет остается герметичным.
При прокате на первом проходе с обжатием, равным ½ глубины залегания горизонтального канала 5, давление инертного газа разрывает мембрану 15 отверстия выхода газа 12 и инертный газ вытесняется металлопакетом.
Технический результат - обеспечение герметичности металлопакета при его прокате и уменьшение отходов прокатанного листа достигается за счет того, что основной 1 и плакирующий 2 слои соединены между собой плотно-вакуумным сварным швом 3, с торца основного слоя 1 металлопакета плотно-вакуумным сварным швом 3 смонтирована технологическая планка 8 с системой воздушных каналов 9, связывающих отверстия  подачи газа 11, выравнивания давления 10 и выхода газа 12 с межконтактным пространством 4 металлопакета, при этом мембрана 15 и запорный элемент 14 обеспечивают герметичность металлопакета и давление инертного газа внутри него на требуемом уровне, а при нагреве и прокате металлопакета - контролируемый выпуск инертного газа, тем самым обеспечивая высокое качество плакирования металла и снижение случаев несплавлений металлопакета по его площади и кромкам.