УСТРОЙСТВО ДЛЯ СДАВЛИВАНИЯ ДЕТАЛЕЙ ПРИ ДИФФУЗИОННОЙ СВАРКЕ

Полезная модель относится к оборудованию для сварки давлением и может быть использовано, например, в электронной и авиационной промышленности.
Известно устройство для сдавливания деталей при диффузионной сварке за счет разности коэффициентов термического расширения (КТР) материалов, содержащее стяжные элементы с резьбовым соединением из материала с низким КТР и толкатель из материала с высоким КТР (а.с. СССР №814622, опубл. 23.01.81, БИ №11).
Недостатком известного устройства является схватывание стяжного элемента в месте резьбового соединения и невозможность разборки устройства после сварки.
Наиболее близким к заявленному устройству является устройство для сдавливания деталей при диффузионной сварке за счет разности коэффициентов термического расширения (КТР) материалов, содержащее стяжные элементы из материала с низким КТР и распорные втулки из материала с высоким КТР (а.с. СССР №640827, опубл. 08.01.79, БИ №1).
Недостатком устройства является низкая долговечность из-за деформации стяжного элемента.
Техническая проблема заключается в низкой долговечности известных устройств вследствие деформации и схватывания деталей оснастки.
Технический результат заключается в повышении долговечности устройства вследствие исключения деформации и схватывания деталей устройства.
Проблема решается тем, что в устройстве для сдавливания деталей при диффузионной сварке за счет разности коэффициентов термического расширения (КТР) материалов, содержащем стяжные элементы из материала с низким КТР и распорные элементы из материала с высоким КТР, стяжные элементы выполнены в виде монолитной стойки со сквозным пазом, а распорные элементы расположены в пазу и выполнены в виде двух полуклиньев с углом наклона меньшим угла трения и площадью контакта между полуклиньями, предотвращающей их схватывание.
Сквозной паз расположен симметрично относительно центральной оси стойки и имеет прямоугольное сечение.
Угол наклона полуклиньев составляет 10-15°.
Площадь контакта полуклиньев в 3-5 раз больше площади контакта свариваемых деталей.
На фиг. 1 изображено предложенное устройство (продольный разрез). На фиг. 2 - устройство, вид слева.
Устройство содержит стяжные элементы, выполненные в виде монолитной стойки 1 из материала с низким КТР, в которой выполнен симметричный сквозной паз 2 прямоугольной формы. В пазу расположены распорные элементы, выполненные в виде двух полуклиньев 3 и 4 с углом наклона α меньше угла трения и площадью контакта, предотвращающей схватывание. Между стойкой 1 и полуклиньями 3,4 расположены свариваемые детали 5, 6, 7.
Устройство работает следующим образом.
В паз 2 стойки 1 устанавливают полуклинья 3 и 4, между которыми расположены свариваемые изделия 5, 6, 7. Сдвигом полуклиньев создают начальное усилие сварки. Затем устройство нагревают в печи до температуры сварки, выдерживают в течение времени сварки и охлаждают. Температура сварки и время сварки задается в зависимости от материала свариваемых деталей. Усилие сварки при нагреве создается за счет разности КТР стойки 1 и клиньев 3 и 4. Сдвиг полуклиньев при нагреве предотвращается углом наклона α=10-15°, меньшим угла трения, а схватывание - большой площадью контакта полуклиньев. Эта площадь должна быть в 3-5 раз больше площади контакта свариваемых деталей. При меньшем соотношении возможно схватывание, при большем - значительно увеличиваются габариты оснастки. При угле наклона полуклиньев меньшем 10° увеличиваются габариты оснастки, а более 15° - возможен сдвиг полуклиньев при создании усилия сжатия свариваемых деталей в процессе нагрева оснастки.
Пример выполнения устройства.
-6
-1
-6
-1
В паз 2 стойки 1, изготовленной из молибдена или ковара 29НК с КТР равным 6⋅10 К, устанавливали полуклинья 3 и 4 с углом наклона α=12°, выполненные из нержавеющей стали 12Х18Н9Т с КТР равным 18⋅10 К, между которыми располагались свариваемые изделия 6 из керамики 22ХС и 5,7 из ковара. Стойка 1 имеет диаметр 60 мм, а ширина паза равна 40 мм. Сдвигом полуклиньев создавалось начальное усилие сварки. Затем устройство нагревали в печи до температуры 1100°С, выдерживали в течении 10 минут и охлаждали. Усилие сварки при нагреве создавалось за счет разности КТР стойки 1 и клиньев 3 и 4. Сдвиг клиньев при нагреве предотвращался углом наклона α=12°, меньшим угла трения, равного в данном случае 14°, а схватывание исключается большей площадью контакта полуклиньев, в 3 раза большей площади контакта свариваемых деталей 6 и 7. Технический результат, заключающийся в повышении долговечности устройства, достигался вследствие исключения деформации и схватывания деталей оснастки.