Способ соединения деталей

 

О П И С А Н И Е 791476

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

1 (6I ) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 01,03.79 (21) 2731007/25-27 с присоединением заявки РЙ— (51) M. Кл.

В 23 К 1/14

Государственный комитет

СССР (23) Приоритет по делам нзобретеннй и открытнй

Опубликовано 30.1280. Бюллетень РЙ 48 (53) ДК 621.791, .3 (088.8) Дата опубликования описания 30 12 80 (72) Авторы изобретения

Ю. М. Королев, В. К. Соколов, В. Ф. Соловьев (7!) Заявитель (54) СПОСОБ СОЕДИНЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ

Изобретение относится к области сварки, в частности, к области соединения однородных и разнородных материалов осаждением из газовой фазы.

Соединение путем осаждения из газовой фазы происходит при температуре соединяемых деталей значительно ниже температуры их плавления, Такой способ соединения не солровождается рекристаллизацией материалов в околошовной зоне и позволяет производить соединения в контакте с материалами, не допускаюшими нагрева до высоких температур.

Известен способ соединения металлов, при котором соединяемые кромки разделывают под углом 90-150, стыкуют и в месте стыка осаж-, дают присадочный материал из газовой фазы (1) °

Недостаток описанного способа заключается в том, что соединительный шов обладает относительно невысокой прочностью. Это является следствием структурных особенностей осаждаемо->

ro из газовой фазы материала:

1. Осаждение материала на плоскостях разделки сопровождается формированием осадков, представляюших собой столбчатые кристаллы, вытянутые в направлении роста и перпендикулярные плоскостям разделки.

2. В местах встречи кристаллитев осаждаемого материала, выросших на плоскостях раэцелки, образуется наиболее дефектная и потому наименее прочная граница, представляюшая собой прямую плоскость, расположенную по биссектрисе угла разделки.

В результате разрушение такого соединения всегда происходит по наиболее слабой граничной плоскости между кристаллитами различной ориентации.

Известен способ соединения деталей, при котором производят разделку соединяемых кромок под углом 90-150 и осаждение присадочного материала из газовой фазы, причем на плоскостях разделки выполняют уступы (2).

Выполнение уступов позволяет повысить прочность соединений по сравнению с описанным выше способом. Однако и в этом случае встреча кристаллов осаждаемого материала происходит в одной плоскости, что не обеспечивает теоретически возможной прочности.

79

Целью изобретения является повышение прочности стыковых и нахлесточных соединений, получаемых осаждением присадочного материала из газовой фазы.

Укаэанная цель достигается тем, что в зоне разделки стыкуемых кромок размещают проволочный спиральный элемент с диаметром равным 0,2 — 0,8 толщины соединяемых деталей, шагом, равным 1,5 — 6 диаметрам элемента из проволоки диаметром 0,05 — 0,2 толщины деталей.

В этом случае осаждение присадочного материала происходит одновременно на плоскостях разделки и на проволочном спиральном элементе, в результате чего исчезает столбчатость получаемого осадка, который состоит иэ малых зерен, различно ориентированных относительно стыка, а граница между кристаллитами, выросшими на плоскостях разделки и спиральном проволочном элементе либо совсем отсутствует, либо имеет разветвленную форму. Прочность на разрыв стыкового соединения, выполненного предлагаемым способом, на 30-50% выше по сравнению с соединением, выполненным известным способом, Повышение прочности объясняется, во-первых, отсутствием прямолинейной границы между кристаллитами осадка, выросшими на различных плоскостях разделки, во-вторых, измельчением зерна присадочного материала; в-третьих, армированием шва проволочным элементом, обладающим большей прочностью по сравнению с осаждаемым материалом.

Наибольший эффект от введения в разделку спирального элемента проявляется при его диаметре, равном 0,2 — 0,8 толщины соединяемых деталей. При соотношениях более чем 0,8 витки спирали располагаются близко к поверхности соединяемых деталей и являются концентраторами напряжений, ослабляющими прочность соединения. При диаметрах менее 0,2 толщины деталей не весь объем присадочного материала обладает мелкозернистой структурой, а также затрудняется заполнение корня шва, что снижает прочность соединения, 1476 4

Последнее характерно также для случаев; когда шаг спирального элемента менее 1,5 его диаметра. При шаге спирального элемента более 6 диаметров в структуре соединительного

5 шва появляются участки, где столбчатая структура не нарушается и, кроме того, ослабляется армирующее действие проволочного спирального элемента. Из этого следует, что наибольший эффект в упрочнении шва наблюдается при

i0 использовании спирального элемента с шагом равным 1,5 — 6 его диаметров. . б = 6/Г, 25 где мента. длина витка спирального элеПример. У двух пластин из молибдена толщиной 2 мм и шириной 40 мм произвели

30 о разделку кромок под углом 75 беэ притупления. В стыке укрепили спираль диаметром

1,4 мм, шагом 3 мм иэ молибденовой проволоки толщиной 0,2 мм. В месте стыка осаждали вольфрам из смеси его гексафторида с водоро35 дом при температуре 750 С и соотношении о

Н,NIF = 2. После осаждения слоя вольфрама с толщиной — 2,5 мм процесс прекращали и охлаждали пластины в токе водорода. Полученное соединение двух пластин шлифовали в месте

40 стыка до толщины 2 мм, Прочность соединения на разрыв при температуре 20 С составила 14 кгс/мм, в то время к;к у аналогичного образца без спирали

45 прочность составила 9 кгс/мм .

Предлагаемый способ можно использовать для соединения встык и внахлест изделий различной формы, плоских, цилиндрических и т.п.

Спиральный элемент может быть выполнен круглым, эллипсным, квадратным, прямоугольным, .треугольными т.д.; В последнем случае следует пользоваться понятием эффективный ди20 аметр dспирального элемента,,которыи опэфф ределяется из выражения диаметр проволоки спирального элемента должен быть в интервале 0,05 — 0,2 толщины соединяемых деталей. При меньших диаметрах

50 проволоки спиральный элемент теряет жесткость, что затрудняет его размещение и закреплениев зоне разделки,и одновременно снижаются его армирующие свойства, которые прямо пропорциональны сечению проволоки. Использование про55 волоки большей толщины приводит к образованию пор в зоне соединительного шва (внутри спирального элемента и в корне шва) и соответствующему снижению его прочности.

Формула изобретения

Способ соединения деталей, при котором производят разделку соединяемых кромок под углом 90 — 150 и осаждение присадочного материала из газовой фазы, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения прочности соединений, в зоне разделки кромок размещают проволочный спиральный элемент с диаметром равным 0,2 — 0,8 толщины соединяемых деталей, шагом равным 1,5-6 диаметра элемента

791476

Составитель Ф. Конопелько

Редактор Л. Гольдина Техред М.Табакович Корректор O. Билак

Заказ 9350/11 Тираж 1160 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул Проектная, 4 иэ проволоки толшиной 0,05 — 0,2 толшины соединяемых деталей.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1 Лискинд М. fLe. Производство! изделий из тугоплавких материалов. М., "Мир", 1968, с. 299.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке

Р 2525928, кл. В 23 К 1/00, 22.09.77.