RU1773616C - Способ контрол процесса пайки - Google Patents

Abstract

Использование: контроль процесса пайки при соединении труб разного диаметра, а также дл  получени  труб с внутренним покрытием. Сущность изобретени : на внешнюю поверхность охватывающей детали устанавливают теплоизолирующее покрытие в виде круга с радиусом, составл ющим 2/3 толщины охватывающей детали, а термопару размещают в центре теплоизолирующего покрыти . Благодар  изменению температурного пол  под теплоизолирующим покрытием и вблизи него термопара измер ет температуру, равную температуре пайке, на рассто нии от непосредственного места пайки. 4 ил. (Л

Description

Изобретение относитс  к области пайки , преимущественно печной, телескопических соединений преимущественно в печах и может быть использовано при создании переходников труб разного диаметра и труб с внутренним покрытием.

Известен способ определени  момента окончани  нагрева при пайке по состо нию припо  в зоне шва, включающий установку контактного датчика на припой, перемещение которого, вызванное разм гчением припо , принимают за сигнал окончани  нагрева 1. Существенными недостатками этого способа  вл ютс  невозможность установки контактного датчика в р де конструкций па ных соединений, в т.ч. и телескопических , а также возможность по влени  перемещени  припо  до разм гчени  от нагрева при пайке из-за неравномерного прогрева издели  сложной формы, привод щего к значительным термодеформаци м в зоне пайки и, как следствие, к перемещению контактного датчика без плавлени  припо . Это в значительной мере снижает достоверность контрол .

Известен способ определени  начала процесса пайки по состо нию припо , состо щий в том, что момент расплавлени  припо  определ ют по изменению интегрального коэффициента излучени  матери со о

(

ала припо  2. Данный способ позвол ет избежать механической св зи с припоем в па емом изделии и осуществл ть контроль за процессом на рассто нии. Однако существенным недостатком этого способа  вл етс  затруднительность применени  при печной пайке, когда в печи присутствуют нагревательные части, интегральный коэффициент излучени  материала которых значи- тельно превышает .интегральный коэффициент излучени  материала припо , что значительно затрудн ет определение последнего. Это ведет к снижению производительности процесса пайки, так как увеличиваетс  врем  на проведение измерений. В случае расположени  припо  в замкнутом объеме па емого узла этот способ практически неприменим, так как отсутствуют откры- тые участки поверхности припо , коэффициент излучени  которых можно измерить .

Примен етс  также способ контрол  процесса пайки, по которому измер етс  температура па емого издели  одновременно с электрическими характеристиками при пропускании по изделию электрического тока 3. Однако данный способ предполагает измерение по крайней мере двух параметров объекта (температуры и падени  напр жени  или сопротивлени  зоны пропускани  электрического тока), что при повышенной производительности процесса пайки снижает достоверность и наоборот,

Наиболее близким по сути к данному техническому решению и наиболее широко используемым способом контрол  процесса пайки  вл етс  способ, по которому контроль осуществл ют по температуре па емого издели , фиксируемой с помощью термопары 4. По данному способу термопару устанавливают на поверхности па емого издели  по касательной схеме (с касанием па емого издели  термопарным спаем). Применение схемы установки термопары с зэчеканиаанием ее в па емое из- делие на производстве ограничено, так как в этом случае удаление термопары после пайки может привести к повреждению издели  или выполнение зачеканивающего отверсти  в изделии недопустимо. По касательной схеме термопара фиксирует температуру точки касани  термопаркого спа , по которой суд т о характере протекани  процесса пайки. Данный способ прост в осуществлении, не требует сложной аппаратуры , применим при различных конструкци х па емого издели  и различных способах пайки. Однако он обладает р дом

существенных недостатков, При контроле процесса пайки по температуре па емого узла необходимо знать не температуру поверхности па емого издели , а температуру

зоны пайки, так как процесс пайки должен быть закончен по достижении в этой зоне температуры не ниже температуры солиду- са припо . 8 то же врем  термопара в изве- сгном способе дает значени  только

0 температуры поверхности издели . Чтобы исключить указанный недостаток в известном способе контрол  процесса пайки используют выдержку издели  в печи по достижении температуры, измеренной с помощью поверхностной термопары темпера5 туры плавлени  припо , с целью прогрева издели  до зоны пайки за счет теплопроводности . В св зи с тем, что заранее точное значение времени выдержки издели  при температуре пайки неизвестно, данное врем  обычно завышают дл  повышени  на0 дежности достижени  зоны пайки температуры пайки. Это приводит к повышению времени пайки, снижению производительности пайки и качества па емого издели , так как завышение времени выдер5 жки сверх необходимого может привести к перегреву припо , его вытеканию из па льного зазора и образованию непропаев в шве. Это ведет к снижению достоверности данного способа контрол  процесса пайки.

0 Снижение достоверности контрол  по данному способу может быть вызвано еще и тем, что в процессе пайки в печи часто происходит изменение мощности источника нагрева , привод щее к резкому изменению

5 температуры поверхности па емого издели , в то врем  как температура зоны пайки остаетс  неизменной из-за большой инерционности процесса теплопередачи. В конечном итоге это приводит к

0 необоснованному регулированию мощности источника нагрева при отсутствии необходимости регулировани , что также снижает производительность и качество пайки,5

Целью изобретени   вл етс  повышение качества па ного соединени  и произ- подительности процесса пайки за счет повышени  достоверности контрол .

0 Цель достигаетс  за счет того, что на внешней поверхности охватывающей детали устанавливают теплоизолирующее покрытие в виде круга с радиусом, составл ющим 2/3 толщины охватывающей

5 детали, на рассто нии центра покрыти  от зоны пайки не менее двух толщин охватывающей детали, а термопару размещают в центре теплоизолирующего покрыти .

Целью такой установки термопары  вл етс  получение у поверхности охватывающей детали под теплоизолирующим покрытием градиентатемпературы по радиусу покрыти  равным градиенту температуры по толщине охватывающей детали, что позвол ет измер ть касательной термопарой на поверхности па емого издели  температуру , равную температуре зоны пайки. Этого удаетс  достичь за счет того, что под теплоизолирующим покрытием, как и по толщине охватывающей детали, распространение тепла происходит только за счет теплопроводности самой охватывающей детали .

На фиг.1 представлена схема установки термопары с изолирующим покрытием на поверхности охватывающей детали па емого узла; на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1; на фиг.З - схема распределени  температуры по толщине охватывающей детали с помощью изотерм; на фиг.4 изображено сечение В-В на фиг.З.

Способ контрол  процесса пайки осуществл етс  следующим образом. Па емый узел, состо щий из охватывающей детали 1 и охватываемой детали 2 с размещенной на ней закладкой 3 припо  в виде проволочного или прессованного кольца, собирают с образованием телескопического соединени  деталей 1 и 2. На поверхность охватывающей детали 1 устанавливают термопару 4 по касательной схеме в точке, лежащей от зоны закладки припо , а значит, и зоны пайки на рассто нии не менее 2 д параллельно оси узла, где д - толщина охватывающей детали 1. После этого на поверхность детали 1 нанос т теплоизолирующее покрытие 5 в виде круга с центром в точке установки термопары 4 и радиусом, равным 2/3 д. Собранный таким образом узел помещают в печь в вертикальном положении (на фигурах повернуто) и производ т нагрев узла. В процессе нагрева измер ют термоЭДС термопары 4, по которому суд т о температуре в точке установки термопары. Так как теплоизолирующее покрытие искажает температурное поле в точке установки термопары за счет исключени  всех видов теплообмена, кроме теплопередачи, по детали 1, то поверхность детали по радиусу покрыти  нагреваетс  так же, как и по толщине детали 1. В этом случае термопара измер ет температуру не внешней поверхности детали 1, а тем- пературу внутренней поверхности охватывающей детали 1, т.е. температуру места закладки 3 припо  или зоны пайки. По достижении температурой, измеренной термопарой 4, температуры плавлени  припо  процесс нагрева прекращаетс , печь выключают и производ т охлаждение па емого узла.

Из расчетов и экспериментальной проверки на натурном образце установлено, что в случае выполнени  покрыти  радиусом более 2/3 д температура поверхности охватывающей детали в месте установки термопары ниже температуры места пайки. При

выполнении теплоизолирующего покрыти  радиусом менее 2/3 д температура поверхности охватывающей детали в месте установки термопары выше температуры зоны пайки в любой момент времени нагрева.

При размещении термопары на поверхности охватывающей детали вместе с теплоизолирующим покрытием ближе чем 2 д от зоны пайки происходит искажение температуры в зоне пайки из-за вли ни  теплоизолирующего покрыти  на температурное поле в зоне пайки.

Пример использовани  способа контрол  процесса пайки.

Муфту из стали 10 диаметром 100 мм и

толщиной стенки 6 мм спаивали с втулкой из той же стали диаметром 88 мм и толщиной стенки 5 мм. Дл  пайки использовали припой ПСр 72. В качестве нагревател  использовали печь СНЗ-4.82,5/12-М1 с наполнением ее аргоном. Перед пайкой на поверхность муфты на рассто нии 12 мм от места пайки устанавливали хромель-алюме- левую термопару. Вокруг термопары в месте ее установки на поверхность муфты наносили теплоизолирующее покрытие из асбеста в виде круга радиусом 4 мм с центром в точке установки термопары. Собранный узел помещали в печь с размещением

оси па емого узла вертикально. В процессе нагрева измер ли температуру точки поверхности муфты в месте расположени  термопары . По достижении данной температурой температуры плавлени  припо  780°С нагрев прекращали и-производили остывание па емого узла в печи. В результате было получено соединение с равномерным расплавлением припо  в па ном шве, без вытекани  припо  из па льного зазора и без пор.

Данный способ контрол  позвол ет повысить выход годных па ных соединений и их качество за счет более точного определени  момента окончани  нагрева па емого

издели , производительность процесса пайки за счет снижени  времени на проведение пайки и понизить расход энергии на проведение пайки за счет исключени  перегрева издели .

Claims (1)

1. Формула изобретени  Способ контрол  процесса пайки телескопических соединений преимущественно в печах, включающий измерение температуры поверхности па емого узла с помощью термопары, отличающийс  тем, что, с целью повышени  качества па ного соединени  и производительности процесса пайки за счет повышени  достоверности

   контрол  температуры, на внешнюю поверхность охватывающей детали устанавливают теплоизолирующее покрытие в виде круга с радиусом, составл ющим 2/3 толщины охватывающей детали, на рассто нии центра покрыти  от зоны пайки не менее двух толщин охватывающей детали, термопару размещают в центре теплоизолирующего покрыти .

   Фиа. Ј

   5°d/S. 3

   &-&

   Риё.4.

   Tnobt TV Ts T3 TV 7%