RU1776506C

RU1776506C - Способ автоматического управлени нагревом при пайке

Info

Publication number: RU1776506C
Application number: SU904857043A
Authority: RU
Inventors: Эдуард Александрович Гладков; Алексей Владимирович Малолетков; Павел Владимирович Полянский
Priority date: 1990-05-17
Filing date: 1990-05-17
Publication date: 1992-11-23

Abstract

Использование: автоматическое управление нагревом под пайку различных изделий машиностроени . Сущность изобретени : после предварительного нагрева издели на максимальной мощности источника нагрева определ ют текущую скорость нагрева издели и промежуток времени, за который изделие нагреваетс от текущей температуры до температуры пайки с данной скоростью нагрева. Затем определ ют скорость падени температуры печи от текущего значени температуры до температуры пайки за данный промежуток времени и плавно снижают мощность нагревател до достижени данной скорости падени температуры печи. Это позвол ет добитьс ас- симптотическогоприближени температуры издели к температуре пайки, что исключает перегрев и вытекание припо из па льного зазора с образованием непро- па . 1 ил. СА С

Description

Изобретение относитс к области печной пайки, преимущественно изделий простой формы, и может быть использовано при автоматическом управлении процессом нагрева под пайку различных изделий маши-- ностроени , характер нагрева которых может быть описан температурой одной точки издели .

Известен способ автоматического индукционного нагрева труб при пайке, при котором мощность нагревател снижают в зависимости от температуры нагрева па емого издели и при достижении температуры пайки выдерживают изделие при данной температуре при полученной мощности источника нагрева Данный способ автоматического управлени нагревом при пайке не исключает возможности нагрева издели выше температуры тайки и следовательно существует веро тность перегрева припо и его вытекание из па льного зазора с образованием непропа . Кроме того при пайке некоторыми припо ми полнота плавлени припо зависит не от текущей температуры нагрева издели , а от скорости нагрева издели , что в данном способе не учитываетс . Таким образом управление мощностью источника нагрева только в зависимости от температуры нагрева па емого издели не может обеспечить стабильного уровн качества па ного соединени ,

Наиболее близким к данному изобретению по своей сути вл етс способ автоматического управлени нагревом при пайке, при котором с целью повышени качества па ного соединени производ т предварительный нагрев издели на максимальной мощности источника нагрева после чего мощность источника нагрева снижают в заVI VI

О

ел о

о

висимости от температуры нагрева издели и скорости нагрева издели , при достижении которой заданного значени источник нагрева отключают, после чего нагрев издели производитс за счет инерционности до температуры пайки. Данный способ позвол ет исключить перегрев издели выше температуры пайки и тем самым снизить вытекание припо из па льного зазора. Однако многие издели при пайке требуют не только нагрева до температуры пайки, но и выдержки в течение заданного промежутка времени при данной температуре, дл протекани заданных физико-химических процессов в па ном шве и изделии (гомогенизации, диффузии и т.п.). При использовании данного способа автоматического управлени нагревом при пайке требуетс повторное включение мощности источника нагрева дл обеспечени проведени выдержки при температуре пайки, однако значение мощности источника нагрева дл обеспечени проведени выдержки при этом заранее неизвестно. Это приводит к колебанию температуры издели около температуры пайки, даже в случае использовани стабилизации по скорости нагрева издели . Данные колебани привод т к частичной кристаллизации припо и как следствие к формированию шва с неравномерной структурой, дл выравнивани которой требуетс повторный нагрев до температуры пайки и следовательно оп ть возможность вытекани припо из зазора в- следствие перегрева па емого издели достаточно высока и стабильность качества па ного соединени низка ,

Целью изобретени вл етс повышени качества па ного соединени при пайке изделий простой формы за счет исключени перегрева издели выше температуры пайки .

Поставленна цель достигаетс за счет того, что после предварительного нагрева издели на максимальной мощности источника нагрева определ ют текущую скорость нагрева шдели и промежуток времени, за который изделие нагреваетс от текущей температуры до температуры пайки при данной скорости нагрева, затем определ ют скорость падени температуры печи от текущего значени до температуры пайки за данный промежуток времени, снижают мощность источника нагрева до достижени данной скорости падени температуры печи, далее действи повтор ют в той же последовательности до достижени температуры пайки.

На чертеже представлены графики изменени температуры издели , температуры печи и мощности источника нагрева от времени пайки.

Данный способ автоматического управлени осуществл етс следующим образом.

Собранное под пайку изделие помещают в печь или контейнер,заполненный защитным газом (например аргоном), который затем помещают в печь. На изделии и печи (контейнере ) установлены датчики температуры

0 (термопары, терморезисторы и т.п.). Производ т предварительный нагрев издели при максимальной мощности источника нагрева и следовательно максимальной температуры в печи (отрезок ОА). Данный отрезок, как

5 правило, задан температурой, до которой осуществл ют предварительный нагрев издели . После предварительного нагрева издели определ ют температуру нагрева издели Ti и скорость нагрева издели при

0 данной температуре VL Определ ют врем нагрева издели от температуры Ti до температуры пайки (Тпайки) при условии, что изделие сохранит на весь интервал температур нагрева скорость нагрева Vi (отрезок

5 АВ), Дл того, чтобы при достижении Т пайки изделием оно не нагревалось выше данной температуры, температура печи или контейнера в этот моменгвремени не должна превышать температуры пайки. Дл это0 го необходимо за этот же промежуток времени (отрезок АВ) снизить температуру печи с текущего значени (в первом случае с максимального) до Т пайки. Определ ют скорость падени температуры печи от теку5 щего значени до Т пайки за данный промежуток времени (отрезок АВ) - Vni. Затем производ т снижение мощности источника нагрева с максимального значени до значени , при котором будет достигнута скоро0 сть падени температуры в печи Vni. Так как источник нагрева, цепь управлени и сама печь обладают определенной инерционностью .достижение скорости падени температуры в печи Vni происходит через

5 промежуток времени (отрезок АС), по прошествии которого температура печи упадет до значени ТП1, что приведет и к падению скорости нагрева издели , котора за этот же промежуток времени (отрезок АС)до0 стигнет знамени V2 при температуре нагрева издели Та. Если сохранить скорость падени температуры печи Vni, при условии , что скорость нагрева издели также сохранитс , то нагрев издели в этом случае

5 не может быть произведен выше температуры ТЕ, котора ниже температуры пайки. Дл того, чтобы обеспечить нагрев издели до температуры пайки необходимо в данных услови х оп ть определить врем нагрева издели от текущего значени температуры

Т2 до температуры Т пайки при сохранении скорости нагрева V2 (отрезок CD). Определ ют скорость падени температуры печи от текущего значени ТП1 до Т пайки за данный промежуток времени (отрезок CD) V2. Про- извод т плавное снижение мощности источника нагрева до достижени скорости падени температуры печи Vn2. Данные действи затем повтор ют в аналогичной последовательности до достижени изделием температуры пайки или заданной точности стабилизации около Тпайки в течение заданного времени выдержки издели около данной температуры.

Данный способ автоматического управ- лени нагревом при пайке обеспечивает ас- симптотическое приближение температуры издели к температуре пайки, так как при любой скорости нагрева издели существует скорость падени температуры в печи, обеспечивающа падение скорости нагрева издели до нол около температуры пайки. Это позвол ет производить гарантированную выдержку издели около температуры пайки без использовани дополнительных способов регулировани мощности источника нагрева.

Пример реализации способа автоматического управлени нагревом при пайке.

Claims

Производили нагрев под пайку нахле- сточного соединени пластин из стали 10 толщиной 10 мм. В качестве припо использовали сплав ПСр-72. Дл пайки использовали индукционную печь, снабженную усилителем У-252 и машинным преобразо- вателем ВПЧ-100-2400. Перед пайкой изделие помещали в контейнер, заполненный аргоном. Температура предварительного нагрева издели 300°С. Данна температура была достигнута за 18 мин при нагреве на максимальной мощности источника нагрева , равной 75 кВт. При температуре 300°С скорость нагрева издели составила 0,59 град/с, температура печи 1200°С, необ; ходима скорость падени температуры пе- чи при температуре пайки 780°С составила 0,437 град/с. Данна скорость падени температуры в печи была достигнута при температуре нагрева издели 315°С через 3,5 мин при мощности источника нагрева 70 кВт и температуре в печи 1175°С. Скорость нагрева издели при этом упала до 0.45 град/с. Нова температура печи при этом считалась равной 1175°С. Врем нагрева издели от 315°С до температуры пайки при скорости нагрева издели 0.45 град/с составило 17 мин. Соответствующа этому времени скорость падени температуры в печи 0,382 град/с. Она была достигнута при снижении мощности источника нагрева до 67 кВт, температуры издели 327°С, скорости нагрева издели 0,43 град/с и температуры печи 115б°С через 2,8 мин. Далее действи повтор ли в аналогичной последовательности до достижени интервала температур 780-2°С. Данный интервал температур был достигнут через 35 мин после начала н& рева. Выдержка издели при данном интервале температур нагрева производилась в течение 10 мин при скорости нагрева издели не более 0,0001 град/с. Полученный па ный шов отличалс высокой прочностью, однородностью и плотностью. Данный способ автоматического управлени нагревом при пайке позвол ет повысить качество па ных соединений и выход годных па ных изделий за счет повышени однородности па ного шва и исключени образовани непропаев в соединении.. Формула изобретени Способ автоматического управлени нагревом при пайке, преимущественно печной , включающий предварительный нагрев па емого издели на максимальной мощности источника нагрева, дальнейший нагрев до температуры пайки при снижении мощности источника нагрева, отличающий- с тем, что, с целью повышени качества па ного соединени при пайки изделий простой формы за счет исключени перегрева па емого издели выше температуры пайки , после предварительного нагрева определ ют скорость нагрева издели , врем , необходимое дл нагрева издели от текущего значени температуры до температуры пайки с этой скоростью, и скорость падени температуры печи от текущего значени температуры печи до температуры пайки за то же врем нагрева, уменьшают мощность источника нагрева до достижени данной скорости падени температуры печи.

/Птох

УЪ

%

ее

Ј, се..