Способ диффузионной сварки стеклянного и металлического элементов

 

Изобретение относится к промышленности строительства и стройматериалов, в частности к технологии диффузионной сварки, и может быть использовано для соединения неорганических изоляторов с металлами и полупроводниками. Цель изобретения - сваривание толстостенных изделий. Диффузионную сварку стекла с металлом ведут путем сдавливания свариваемых материалов, нагревания их и приложения напряжения. После снятия токового напряжения металлический элемент нагревают до температуры, равной 0,8-0,9 температуры плавления. Охлаждают стеклянный элемент со скоростью, опережающей скорость охлаждения металлического элемента. Охлаждение стекла приводит не к накоплению напряжений в сварном шве, а к незначительной пластической деформации металла разряжению напряжений, вследствие чего при окончательном охлаждении соединения стекло не разрушается. Можно разогрев металлического элемента проводить токами высокой частоты. Способ дает возможность бесклеевого соединения материалов, обладающих сильно различающимися значениями ЛКТР. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК щ) С 03 С 27/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

l10 ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ. ГКНТ СССР (21) 4474219/23-33 (22) 05.07.88 (46) 15. 11.90. Бюп. 11" 42 (71) Научно-производственный коллектив "НИИЭТ" (72) А.И. Дубсон, 10.В. Мгалоблишвили и 10.С. Монин (53) 666. 1. 03 7. 5 (088. 8)

l (56) Патент США ll 3397278, кл. 1 74-52, 1966. (54) СПОСОБ ДИФФУЗИОННОЙ СВАРКИ

СТЕКЛЯННОГО И МЕТАЛЛИЧЕСКОГО ЭЛЕМЕНТОВ (57) Изобретение относится к промыш-. ленности строительства и стройматериалов, в частности к технологии диффузионной сварки, и может бьггь использовано для соединения неорганических изоляторов с металлами и полупроводниками, Цель изобретения сваривание толстостенных иэделий.

Изобретение относится к промыш- . ленности строительства и стройматериалов, к технологии диффузионной сварки и может бьггь использовано для соединения неорганических изоляторов с металлами и полупроводниками.

Целью изобретения является сваривание толстостенных изделий.

На фиг.1 схематично представлено устройство, реализующее предлагаемый способ; на фиг.2 - устройство, предназначенное для дополнительного

„.,su„„ А1

Диффузионную сварку стекла с металлом ведут путем сдавливания свариваемых материалов, нагревания их и приложения напряжения. После снятия токового напряжения металлический элемент нагревают до температуры, равной 0,8-0,9 температуры плавления. Охла»дают стеклянный элемент со скоростью, опережающей скорость охлаждения металлического элемента.

Охчаждение стекла приводит не к накоплению напряжений в сварном шве, а к незначительной пластической деформации металла и разрежению напряжений, вследствие чего при окончательном охлаждении соединения стекло не разрушается, Можно разогрев металлического элемента проводить токами высокой часто ы. Способ дает возможность бесклеевого соединения материалов, обладающих сильно различающимися значениями ЛКТР. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

QG нагрева металлического элемента свар- (;р,) ного соединения, Устройство состоит из нагревательного элемента 1 (например, печи электросопротивления), на котором устанавливаются свариваемые металлический 2 и стеклянный 3 элементы, пружины 4, служащей для фиксации и прижима деталей друг к другу, источника 5 постоянного тока и миллиамперметра 6. Часть устройства, предназначенного для дополнительно16 06483 го нагрева металлического элемента включает индуктор 7, высокочастотный генератор 8 и диэлектрическую подставку 9.

Предлагаемый способ диффузионной сварки реализуется следующим обра90M ° Пример 1. Сваривается фронтальное стекло фотопреобразователя ; на основе арсенида галлия с оправой фокусирующего устройства. Фронтальное стекло преДставляет собой пластину из стекла пирекс марки СП-6 с размерами 50 50К2 мм.,Оправа - кольцо из алюминия AJI00 с наружным диаметром 48 мм, внутренним 40 мм, высотой 7 мм. Оправа присоединяется своей торцовой поверхностью по центру фронтального стекла.

Соединяемые элементы помещаются на нагревательный элемент 1 и с помощью пружины 4 прижимаются друг к другу с усилием 100 Н. Соединение нагревают 320 С, после чего от источника 5 постоянного тока подают напряжение 2 кВ. B цепи появляется сварочный ток величиной 8-10 мА, регистрируемый миллиамперметром 6.

При пропускании постоянного тока через границу соединяемых деталей причем металлический элемент является .анодом, а стеклянный — катодом, происходит взаимная диффузия ионов, в результате чего на границе раздела образуется химическая связь типа

МеО и детали свариваются. После уменьшения тока на 40-50Х (на что требуется 4-5 мин) напряжение отключается и полученное изделие в горячем виде переносится в индуктор 7 высокочастотной печи. На индуктор 7 от генератора 8 подается напряжение с частотой 440+5 кГц. В процессе разогрева металлической оправы до

565420 С стекло практически не успевает повысить свою температуру, Затем питание индуктора отключается, изделйе устанавливается на массивную медную плиту, имеющую комнатную температуру, стеклянным элементом вниз, что и обеспечивает его охлаждение.

Дня уменьшения скорости охлаждения металлического элемента за счет лучистогоо и конвективног о т еплооб мена изделие прикрывается асбестовым волокном»

Пример 2., Сваривается чече5 вицеобразная линза из ситалла диаметром 30 мм и толщиной 5-15 мм с кронштейном цилиндрической формы из силумина. Диаметр кронштейна 5 мм, длина 70 мм. Кронштейн присоединяется своей торцовой поверхностью к цилиндрическому пояску линзы.

Процесс соединения протекает идентично описанному в примере 1, но после разогрева металлического кронштейна, индуктор не отключается полностью, а его электрическая мощность снижается на 707,. Стеклянная линза устанавливается при этом на полимерный контейнер со льдом и охлаждается.

20 Таким образом, в сравнении с примером обеспечивается более интенсивное охлаждение стеклянного элемента соединения наряду с замедлением охлаждения элемента из металла. Такое

25 решение позволяет компенсировать увеличение массы стекла и использование металлической детали с более развитой поверхностью.

Предлагаемый способ может быть рeàëèçîâàí и для других свариваемых материалов и изделий, где требуется высокоточное бесклеевое соединение жестких составных частей из стекла и металла.

35 Формула изобретения

1. Способ диффузионной сварки стеклянного и металлического элементов путем сборки заготовок по соединяемым поверхностям с приложением снимающего усилия и нагрева электрическим током и охлаждения, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью сваривания толстостенных изделий, после снятия токовой нагрузки металлический элемент нагревают до температуры, равной 0,8-0,9 температуры плавления. а охлаждение стеклянного элемента ведут со скоростью, опережающей . скорость охлаждения металлического

50 лемента.

2. Способ по п.1, о т л и ч а ю;. шийся тем, что металлический элемент нагревают токами высокой .частоты. 160б 483

Рог

Составитель Т. Парамонова

Редактор Т. Лазоренко . Техред М.Ходанич

Корректор А, Оса уленко

Заказ 3526 Тираж 395 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский. комбинат "Патент", r Ужгород, ул. Гагарина, 101