Способ изготовления биметаллических переходников

 

ОПИСАНИЁ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Сеюэ Севетскнк

Сециекнстнческнк

Респубики (и) . 616005

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-вув486836 (22) Заявлено 100876 (21) 2400500/25-27 (5l) М. Кл.

В 21 Р 39/00 с присоединением заявки РЙ

ГосударствЕнный комитет

Совета Министров СССР ио делам изобретений и открытий (23) Приоритет (43) Опубликовано250778 Бюллетень Рй 27 (45) Дата опубликования опнсания0806,78 (53) УДК

6217778 (088.8) (72) Авторы В.Д. Сапрыгин, A.Ì. Афанасьев, Э.С. Каракозов, ИЗОбрЕтЕНИя Ю.И. Березников, Ю.М. Завьялов н A.Ì. Кубрик

Pl) Заявитель (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ БИМЕТАЛЛИЧЕСКИХ

ПЕРЕХОДНИКОВ

Изобретение относится к общему машиностроению и может быть использовано при соединении трубопроводов и различных узлов из разнородных металлов и сплавов, работающих при высоких избыточных давлениях и в вакууме в широких пределах как низких, так и высоких (свыше 200 C) температур, в частности в криогенной технике.

По основному авт.св. М 486836 известен способ изготовления биметаллических переходников из материалов, обладающих различной пластичностью. . Такие переходники используются для соединения трубопроводов и элементов конструкциЯ криогенной техники. Способ включает телескопическую сборку заготовок и деформирование заготовки из более пластичного материала обжимным кольцом. Наличие бурта на .. охватываемой (менее пластичной) заготовке и зазора между ним и торцом охватывающей (более пластичной) заготовки обеспечивает возникновение в процессе прессования энакопеременной деформации охватывающей заготовки с суммарной .величиной 25-55%. Этой .деформации достаточно для холодной

- .сварки более пластичной охватывающей заготовки по кольцевым выступам охватываемой заготовки fl) .

Существующий способ эффективен прi< изготовлении переходников иэ двух материалов с резко отличающимися механическими свойствами, например из сочетаний титан-алюминий, титан-медь, сталь-алюминий и т.п., используемых для работы только при умеренных температурных перепадах (-269 — +100 С)» в средних рабочих давлениях (до 10 ати) и вакууме (1.10 — 1 10 мм рт.ст.), т.е. область применения изготовляемых переходников ограничена..

При изготовлении переходников известным способом усилие на контровку обжимного кольца в конечной стадии процесса прессования составляет 2535% от общего усилия. Это ограничивает воэможности изготовления переходников больших типоразмеров без смены оборудования.

Приварка переходников ограниченной длины к изделиям приводит к значительному нагреву обьема деформируемой заготовки, заключенного между обжимным кольцом и охватываемой заготовкой.

Нагрев вызывает большие температурные деформации деформируемого материала в осевом и.радиальном направлении, 616005 что приводит к ослаблению натяга обжимного кольца, а. это, в свою очередь, может привести к патере соединением герметичности и прочности при эксплуатации на высоких рабочих параметрах.

Целью изобретения является повышение надежности биметаллических пере- 6 ходнйков из материалов, обладающих различной пластичностью, при эксплуатации на высоких рабочих параметрах (при давлениях среды свыше 50 кгс/см, больших перепадах температур и зна- 10 чительных вибрационных, энакопеременных и динамических нагрузках), снижение усилий прессования при изготовлении переходников и повышение прочности.и плотности соединения в том чис 15 ле при давлениях ниже 1 10 Мм рт.ст).

Указанная цель достигается благодаря тому, что по предлагаемому способу обжимное кольцо и охватываемую заготовку, прочно., например сваркой плавлением, соединяют между собой, охватываемую заг9товку и верхний торец обжимного кольца до запрессовки покрывают слоем материала, однородного с материалом охватывающей заготовки, а после нревсования герметично, например сваркой плавлением, соединяют охватываемую и охватывающую заготовки друг с другом и эти заготовки одновременна или порознь — с обжимным кольцом. 30

На фиг. 1-5 показаны различные варианты конструкции биметаллических переходников, иэготовленных в соответствии с предложенным способом.

Процесс иэготовления биметалличес- 35 ких переходников заключается в следующем.

На наружную цилиндрическую поверхность бурта 1 охватываемой заготовки 2 надевают кольцо 3 до соприкосно- 40

Вения с нижним торцом обжимного кольца 4. Затем сваривают швами 5.соприкасающиеся поверхности кольца 3 с заготовками переходника (фиг.1). Воз.можна сварка нижнего торца обжимного 4 .кольца 4 непосредственно с буртом 1 (фиг. 3) .

Изготовленный таким способом переходник представляет собой конструкцию, в которой более пластичная (ох.ватывающая) заготовка 6 заперта между менее пластичными, образующими после сварки между собой как бы единую деталь.:Наличие у обжимного кольца. конуса раструбом вниз приводит к конструкции ласточкин хвост .

Зажатый таким образом са всех сторон более пластичный объем охватывающей заготовки, соприкасающейся с менее пластичными. элементами переходника, меньше подвержен влиянию эиакопере- 60 менных перегрузок, что значительно повышает надежность и .долговечность конструкции. Изготовление переходников по данному способу позволяет снизить усилие прессования на 25-35% по сравнению с усилием, затрачиваемым на контровку обжимного кольца при изготовлении переходников по известно» му способу, так как в последнем случае иэ-эа ограниченности воэможностей прессового оборудования прессование осуществляют в две стадии: совместное деформирование и контровка обжимного кольца. Изготовление же переходников по предложенному способу исключает вторую стадию.

Приварку кольца 3 (или непосреЯственно обжимного кольца 4) производят в специальном приспособлении, которое позволяет создать дополнительный натяг кольца на охватывающую заготовку и исключить влияние температурных напряжений на кольцо. Дополнительный натяг кольца создает упругую объемную деформацию сжатия более пластичной заготовки, заключенной между более прочными (менее пластичными) частями переходника, величина которой больше или равна объемной деформации растяжения от температурных напряжений.

Возможно применение другого прие" ма (фиг. 2).

Поверхности охватываемой заготовки 2, включая наружную цилиндрическую поверхность бурта 1, и верхний торец 7.обжимного кольца .4, выполненного, например, из того же, материала, что и охватываемая заготовка, покрывают слоем материала, однородного с материалом. охватывающей заготовки 6.

Покрытие этим слоем выступов охватываемой заготовки позволяет осуществить эффективную холодную сварку однородных материалов.

Кроме того, при холодной сварке прессованием однородных материалов уменьшаются энергозатраты.

После прессования переходников производят сварку плавлением шзами 8 и 9 как бы целиком Ла однородному материалу.

Сочетание холодной сварки и сварки плавлением .увеличивает -работоспо- собность переходников. Это объясняется тем, что приварка бурта к заготовке иэ более пластичного материала придает дополнительную прочность месту соединения и-компенсирует некоторую осевую деформацию пфи нагреве переходных элементов, .а приварка верхнего торца обжимного кольца обеспечивает синхронную подвижность его с охватывающей заготовкой.

На фиг.- 3 показана конструкция переходника, где s сочетании с приемайи, показанными на фиг. 1 и 2, использована сварка швом 10 охватывае мой заготовки 2 по нанесенному на ее внутреннюю поверхность слою с охватывающей заготовкой 6, а нижний торец обжимного кольца 4 непосредственно соединен сваркой швом 5 с цилинд1рической поверхностью бурта 1.

16005

Формула .изобретения

Фиг.!

Конструкция переходника, приведенная на фиг. 4, объединяет перечисленные приемы:. после сварки швами 8,9 и 10 по нанесенному на охватываемую заготовку 2 н на верхний торец 7 обжимного кольца 4 слою вставляют кольцо 3 и сваривают его швом 5 с охватываемой заготовкой и обжимным кольцом.

Переходник, показанный на фиг. 5, изготовлен с применением дополнитель.— ного приема. Перед прессованнем между сопрягаемыми поверхностями соединяемых элементов 2 и 6 (например, между торцом охватываемой и внутренним выступом охватывающей заготовки) помещают уплотнитель 11 из инородного ма. териала, имеющего достаточно малую газопроницаемость и обладающего упру.— гой текучестью, т..е. имеющего свойство заполнять все неровности сопрягаемых поверхностей соединяемых элементов, но не расплываться при этом, а восСтанавливать свои первоначальную форму и размеры при снятии нагрузки в процессе эксплуатации переходника. Таким материалом может быть как металл (индий и др.), так и полимер

{дифлон и др.) . В качестве инородных материалов могут быть использованы различные припои, наносимые на поверхности соединяемых деталей в виде покрытий.

Описанные приемы могут быть использованы как в сочетании с известным способом, так и в различных комбина» циях друг с другом в зависимости от условий эксплуатации переходников.

1. Способ изготовления биметаллических переходников по авт.св.9486836, отличающийся тем,,что, 10 с целью повышения надежности переходников в работе, снижения усилий прессования и .увеличения прочности и плотности соединения, перед прессованием охватываемую заготовку и обжимное

)6 кольцо покрывают слоем материала, однородного с материалом охватывающей заготовки, а после прессования границы соприкасающихся деталей герметично соединяют между собой, например, сваркой плавлением.

2. Способ по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что после прессования обжимное кольцо соединяют сваркой плавлением с охватывающей заготовкой.

Источники информации,, принятые во внимание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство СССР

Р 4 86836, кл. В 21 Ь 39/00, 1972. 616005

Фиг. 8

Cociàâèòåëü H.Êóëàêîâà

Редактор .ГКотельский Техред 3. Фанта Корректор Д.Мельниченко

Заказ 3978/12 Тираж 1087 Подписное

ЦНИИПИ .Государственного комитета Совета Министров СССР по делам иэобретений и открытий

113035, Nocxsa, а-35, Раушская наб., д.4/5 .Филиал ППП Патент, r.Óçrîðîä, ул.Проектная,4