СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПАЯНО-РЕЗЬБОВОГО СОЕДИНЕНИЯ И СПОСОБ УСТРАНЕНИЯ НЕПРОПАЯ В ПАЯНО-РЕЗЬБОВОМ УЗЛЕ
METHOD OF PRODUCING SOLDERED-THREADED JOINT AND METHOD OF ELIMINATING DRY JOINTS THEREIN

Изобретение относится к пайке и может быть использовано в различных отраслях машиностроения, в частности авиационной, при изготовлении и ремонте различных паяных конструкций.
Основной причиной образования непропаев резьбовых соединений является отсутствие в них гарантированных зазоров оптимальной величины. Глубина затекания припоя в резьбовых соединениях с капиллярными зазорами соответствует длине винтовой линии пропаянных витков резьбы. Значительное количество витков резьбы может оставаться непропаянным.
Известен способ пайки телескопического соединения, в котором для обеспечения требуемого гарантированного зазора между паяемыми поверхностями деталей на одной из деталей выполняют точечные выштамповки. (см. Рос. пат. №2193477 за 2002 г., кл. В23К 1/00). Однако такие выштамповки не всегда выполнимы в резьбовой поверхности стыкуемых деталей.
Известен способ пайки резьбового соединения, при котором собирают резьбовые детали и пропаивают резьбу соединения (см. материалы семинара «Современное состояние и перспективы развития высокотемпературной пайки», стр.35, ЦРДЗ, общество «Знание» России, ЗАО «АЛАРМ», М., 2004 г.). Проникновение расплавленного припоя в резьбовое соединение в рассматриваемом способе обеспечивают давлением инертного газа (аргона) на расплав припоя. Однако использование этого способа трудоемко и требует специального оборудования.
Предложенный способ получения паяно-резьбового соединения отличается от известного тем, что в деталях соединения выполняют капиллярный канал для перетекания припоя от места его нанесения к виткам резьбы соединения. Капиллярным каналом пересекают витки резьбы. При этом канал выполняют либо в каждой из соединяемых деталей, либо в одной из них.
Задачей настоящего изобретения является повышение качества пайки паяно-резьбового соединения. Она достигается осуществлением технического результата - обеспечением перетекания расплавленного припоя от места его размещения к виткам резьбы соединения.
Задача настоящего изобретения осуществляется тем, что в способе получения паяно-резьбового соединения, при котором собирают резьбовые детали и пропаивают резьбу соединения, в деталях соединения выполняют капиллярный канал для перетекания припоя от места его нанесения к виткам резьбы соединения, при этом капиллярным каналом пересекают витки резьбы. При этом капиллярный канал выполняют либо в каждой из соединяемых деталей, либо в одной из них.
Известен способ устранения непропая в паяном узле, при котором производят повторную пайку (см. А.С. №893425, В23К 1/018, за 1980 г.). Задачу устранения непропая в узле известным способом решают повышением температуры разогрева дефектного соединения. Однако этот способ не устраняет непропаи в паяном узле, а лишь уменьшает их размеры.
Предложенный способ устранения непропая в паяно-резьбовом узле отличается от известного тем, что выполняют капиллярный канал к непропаю, при этом каналом пересекают непропаянные витки резьбы, а у входа в капиллярный канал наносят дополнительный припой.
Задачей заявленного способа является повышение качества пайки узла. Она достигается осуществлением технического результата, заключающегося в обеспечении заполнения витков резьбы соединения расплавленным припоем.
Технический результат достигается тем, что в способе устранения непропая в паяно-резьбовом соединении, при котором производят повторную пайку, выполняют капиллярный канал к непропаю, при этом каналом пересекают непропаянные витки резьбы, а у входа в капиллярный канал наносят дополнительный припой.
Этим способствуют припою проникать в непропаянные места соединения, тем самым, повышая качество пайки.
Изобретение поясняется чертежами, на которых изображено следующее.
Фиг.1 - выполнение паяно-резьбового соединения в продольном сечении, где изображена деталь 1 с резьбовым отверстием и резьбовой заглушкой 2, капиллярным каналом (пазом 3), выполненным в резьбовом соединении (в детали 1 и в резьбовой заглушке 2).
Фиг.2 - сечение по А-А паяно-резьбового соединения.
Фиг.3 - сечение по А-А (фиг.1) детали 1 соединения с резьбовым отверстием 6 и пазом 4.
Фиг.4 - то же сечение резьбовой заглушки 2 с пазом 5, выполненным под капиллярный канал.
Фиг.5 - продольный разрез паяно-резьбового соединения деталей цилиндрической формы типа винт-втулка.
Паяно-резьбовое соединение выполняли следующим образом.
Изготовленные из сплава на основе никеля резьбовые детали 1, 2 свинчивали и получали образец резьбового соединения с резьбой М 2,5, содержащей зазоры от 0 до 0,3 мм в витках соединения (см. фиг.1, 5). Затем в резьбе образца соединения выполняли электроэрозионным инструментом капиллярный канал в виде паза 3. Канал выполняли сечением 1,5×(0,08-0,2) мм и длиной 1,5-2 мм, соответствующей трем-четырем виткам резьбы.
При пайке необходимо обеспечить перетекание расплава припоя из капиллярного канала в резьбовые зазоры, а также обеспечить уменьшение неоднородности структуры сплава, затвердевающего в капиллярном канале. Для этого размеры сечения капиллярного канала выполняли соответственно сечениям зазоров в витках резьбы.
Если капиллярный канал выполнить шириной менее 0,05 мм, то может образоваться непропай в последних витках резьбы из-за преждевременного затвердевания расплава припоя в узком канале. Если капиллярный канал выполнить шириной более 0,2 мм, то структура затвердевающего сплава в канале будет существенно неоднородной, с недостаточно высокими механическими свойствами, снижая надежность паяной конструкции.
При электроэрозионной обработке паз получается переменного сечения. В глубине паз имеет ширину приблизительно 0,08-0,15 мм, что обеспечивает оптимальную структуру и свойства материала в канале после затвердевания. На выходе паз расширяется приблизительно до 0,2 мм. Это мало влияет на конечный результат при оптимальном выборе режима пайки или последующей термообработке.
Паз 4 капиллярного канала выполняли также и отдельно - в резьбе наружной детали 1 другого образца соединения. Паз 5 капиллярного канала выполняли также и в резьбе внутренней детали (заглушки 2) следующего образца резьбового соединения. Припой ВПр24 поз.7 размещали у входа в резьбовое соединение и паз 3. Соединение паяли в вакууме при температуре 1210-1220°С. Капиллярный канал обеспечивал заполнение припоем всех витков паяемой резьбы соединения. Течение припоя по капиллярному каналу обусловлено его шириной, исполненной в соответствии с требованиями, предъявляемыми к зазорам под пайку. После пайки соединение охлаждали.
Исправление непропая в паяно-резьбовом узле выполняли при его ремонте. В этом узле припой находился лишь в начальных витках резьбы. Электроэрозионным инструментом в паяно-резьбовом узле выполняли продольный капиллярный канал в виде паза таких же размеров, как и при выполнении паяно-резьбового соединения. Каналом пересекали незаполненные припоем витки резьбы. Припой размещали у входа в капиллярный канал узла. Паяно-резьбовой узел перепаивали в вакууме при температуре 1210-1220°С.
В обоих рассмотренных случаях использования способа получения паяно-резьбового соединения и способа устранения непропая в паяно-резьбовом узле получили качественное герметичное соединение.