УСТРОЙСТВО ДЛЯ СБОРКИ ПОД ПАЙКУ МЕТАЛЛОКЕРАМИЧЕСКИХ УЗЛОВ

Полезная модель относится к технологическому оборудованию и может быть использована для сборки под пайку деталей металлокерамических узлов.
Известно приспособление для пайки деталей, содержащее основание, на котором имеются гнезда, предназначенные для размещения двух нижних паяемых деталей и гнездо, предназначенное для размещения верхней паяемой детали. После установки в гнезда основания нижних паяемых деталей они фиксируются прижимом. На паяемые поверхности нижних деталей укладываются пластинки припоя и верхняя паяемая деталь. Изделие под пайку собрано. Верхняя деталь прижимом поджимается к нижним, после чего осуществляется их пайка (см. патент РФ на полезную модель №55317, кл. B23K 1/00, 2006 г.).
В результате анализа конструкции известного приспособления необходимо отметить, что данное приспособление не обеспечивает точного относительного расположения паяемых деталей, которые при их фиксации могут смещаться друг относительно друга. Учитывая, что тепло к паяемым деталям подводится через основание и прижим, это может вызывать их значительные термические деформации, которые приводят с относительному смещению паяемых деталей.
Известно приспособление для сборки деталей под пайку, содержащее разъемный полый корпус, выполненный из термостойкого диэлектрического материала, в торцах которого имеются соосные базовые отверстия для установки и фиксации паяемого узла. На образующей корпуса установлен гибкий индуктор для нагрева паяемого узла. Для осуществления пайки в нижней части корпуса устанавливают в торцевых отверстиях паяемые трубы, которые соединяют муфтой, закладывая в галтели муфты припой, после чего в полость корпуса засыпают титановую стружку, фиксируют на нижней части корпуса верхнюю часть, включают индуктор и осуществляют пайку изделия (см. патент РФ №2119415, кл. B23K 1/002, 1998 г.) - наиболее близкий аналог.
В результате анализа конструкции известного приспособления необходимо отметить, что выполнение элементов для установки деталей под пайку в виде отверстий по торцам корпуса не обеспечивает требуемой точности установки деталей узла перед их пайкой, что снижает качество пайки.
Техническим результатом настоящей полезной модели является повышение качества пайки деталей металлокерамических узлов за счет точного их относительного расположения перед пайкой и сохранения данного положения в течение всего процесса пайки.
Указанный технический результат обеспечивается тем, что при пайке используется устройство для сборки металлокерамических узлов под пайку, содержащее полый корпус, в котором имеются элементы для установки деталей паяемого изделия, выполненные в виде установленных в корпусе с возможностью перемещения двух втулок, на которых выполнены базовые поверхности для установки паяемых деталей, и шпильки, размещаемой в отверстиях втулок и оснащенной элементами крепления, установленными на резьбовые концы шпильки, при этом, элементы крепления выполнены из материала, имеющего коэффициент теплового расширения на 10-20% больше коэффициента теплового расширения материала паяемого изделия.
Сущность полезной модели поясняется графическими материалами, на которых:
- на фиг. 1 представлено устройство, осевой разрез;
- на фиг. 2 - полученный пайкой металлокерамический узел.
Устройство для сборки под пайку металлокерамических узлов содержит полый корпус 1, преимущественно цилиндрической формы, В корпусе установлены элементы для установки деталей паяемого узла, которые выполнены в виде втулки 2, шпильки 3 и втулки 4. Втулки имеют возможность перемещения относительно корпуса. Шпилька 3 пропущена через осевые отверстия втулок 2 и 4. Шпилька имеет резьбовые концы, на которые установлены шайбы 5 и элементы крепления (например, гайки) 6, фиксирующие собранный под пайку узел. На втулках 2 и 4 соосно относительно друг друга выполнены выступы, на которых имеются базовые поверхности «а» и «б» для установки подлежащих пайке деталей металлокерамического узла 7. Паяемый металлокерамический узел представляет собой керамическую втулку, к торцам которой припаиваются металлические манжеты (см. фиг. 2). В корпусе выполнены отверстия 8 для для оптимального распределения теплового потока в процессе пайки узла.
Элементы крепления 6 выполнены из материала имеющего коэффициент теплового расширения на 10-20% больше, нежели коэффициент теплового расширения материала паяемых деталей.
Работу устройства рассмотрим на примере пайки изделия, состоящего из керамической втулки, выполненной из материала 22ХС и припаиваемых к ее торцам двух манжет из сплава 29НК. Элементы крепления 6 в этом случае изготавливаются из ниобия.
Для проведения пайки осуществляют сборку паяемого изделия. На базовые выступы «а» и «б» втулок 2 и 4 устанавливают манжеты паяемого узла. На шпильку 3 монтируют керамическую втулку паяемого изделия, и в места соединений деталей укладывают припой, например, ПСр72, отформованный в виде кольца. Далее с двух сторон на шпильку 3 устанавливают втулки 2 и 4 до контакта манжет паяемого узла с припоем. Посредством элементов крепления 6 стягивают втулки с заданным усилием поджима, в результате чего припой плотно прилегает к паяемым деталям узла, а сами детали не имеют возможности относительного перемещения. Полученную сборку размещают в корпусе 1. Устройство вертикально устанавливают на рабочий стол вакуумной печи (например, СГВ 2-4-2). Пайку проводят в вакууме при температуре 700-800°C. Охлаждение узла проводят вместе с печью.
Благодаря тому, что элементы крепления 6 выполнены из материала с большим коэффициентом теплового расширения, в процессе пайки при их нагреве обеспечивается за счет теплового расширения элементов крепления дополнительный поджим паяемых деталей узла друг к другу, что уменьшает появившиеся в результате нагрева устройства паяльные зазоры и, в конечном счете, повышает качество пайки.
Как показали исследования, при использовании элементов крепления из материала, имеющего коэффициент теплового расширения меньше 10% по отношению к материалу паяемого изделия, существенного повышения качества пайки не происходит, а если он больше 20%, то возможно выдавливание припоя из зазора, что снижает качество пайки.
Необходимо отметить, что конструкция устройства позволяет обеспечить точное относительное расположение деталей паяемого узла в течении всего процесса пайки, что повышает качество пайки.