RU2106942C1 - Process of soldering of telescopic structures - Google Patents
Process of soldering of telescopic structures Download PDFInfo
- Publication number
- RU2106942C1 RU2106942C1 RU96106162A RU96106162A RU2106942C1 RU 2106942 C1 RU2106942 C1 RU 2106942C1 RU 96106162 A RU96106162 A RU 96106162A RU 96106162 A RU96106162 A RU 96106162A RU 2106942 C1 RU2106942 C1 RU 2106942C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- pressure
- shell
- soldering
- shells
- furnace
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Изобретение относится к энергетическому машиностроению, в частности к пайке телескопических конструкций, которые содержат внешнюю и внутреннюю оболочки из разнородных материалов. The invention relates to power engineering, in particular to soldering telescopic structures that contain an outer and inner shell of dissimilar materials.
Такие конструкции выполняют в виде связанных между собой оболочек: внутренней оболочки из теплопроводного металла, например бронзы, и наружной - силовой из высокопрочной стали. Оболочки образуют двухслойный пакет и соединены между собой ребрами внутренней оболочки, скрепленными с наружной посредством высокотемпературной пайки. Для обеспечения плотного и прочного паяного шва при пайке необходимо прижатие соединяемых оболочек друг к другу. Such structures are made in the form of interconnected shells: an inner shell made of heat-conducting metal, such as bronze, and an outer shell made of high strength steel. The shells form a two-layer package and are interconnected by ribs of the inner shell, bonded to the outer by high-temperature soldering. To ensure a dense and durable soldered seam during soldering, it is necessary to press the joined shells to each other.
Известен способ пайки двухслойных телескопических конструкций, содержащих наружную и внутреннюю оболочки, предназначенных для использования в качестве теплообменников в энергетическом машиностроении. Способ включает сборку, герметизацию оболочек с образованием полости между ними, вакуумирование ее, нагрев, пайку и охлаждение в атмосфере инертного газа. Прижатие оболочек друг к другу осуществляют за счет создания в печи избыточного внешнего давления [ 1]. A known method of soldering two-layer telescopic structures containing the outer and inner shells intended for use as heat exchangers in power engineering. The method includes assembling, sealing the shells with the formation of a cavity between them, evacuating it, heating, soldering and cooling in an inert gas atmosphere. The shells are pressed against each other by creating excessive external pressure in the furnace [1].
Известна пайка трехслойных конструкций теплообменников [2]. Known soldering three-layer structures of heat exchangers [2].
Использование известных способов для пайки конструкций, содержащих несколько внутренних оболочек, затруднено, поскольку возросшее по величине давление, необходимое для поджатия увеличенного количества оболочек, приводит к недопустимым местным деформациям крайних оболочек пакета в местах, расположенных над полостями, и не обеспечивает повсеместного прилегания соединяемых поверхностей. The use of known methods for soldering structures containing several inner shells is difficult, since the increased pressure required to compress the increased number of shells leads to unacceptable local deformations of the extreme shells of the package in places located above the cavities, and does not provide a universal fit of the connected surfaces.
Задача изобретения - создание технологии пайки телескопических многослойных конструкций, исключающих возможность возникновения деформаций крайних внутренних оболочек и образования неспаев в паяных соединениях. The objective of the invention is the creation of a technology for soldering telescopic multilayer structures, eliminating the possibility of deformations of the extreme inner shells and the formation of joints in soldered joints.
Задача решена за счет того, что полость, прилегающую к крайней внутренней оболочки, заполняют газом под давлением, соответствующим разности внешнего давления и максимально допустимого давления, определяемого по пределу текучести материала этой оболочки при температуре пайки. Это обстоятельство обеспечивает создание давления прижатия внутренних оболочек друг к другу и к наружной оболочке, не вызывая в их материале внутренних напряжений, превышающих предел текучести. The problem is solved due to the fact that the cavity adjacent to the extreme inner shell is filled with gas under pressure corresponding to the difference between the external pressure and the maximum allowable pressure determined by the yield strength of the material of this shell at the soldering temperature. This circumstance ensures that the pressure of the inner shells is pressed against each other and to the outer shell without causing internal stresses in their material exceeding the yield strength.
Технический результат - повышение выхода годной продукции за счет обеспечения плотного контакта между паяемыми поверхностями и отсутствия деформации стенок внутренних оболочек. EFFECT: increased yield of products by ensuring tight contact between soldered surfaces and the absence of deformation of the walls of the inner shells.
Способ в соответствии с изобретением осуществляют следующим образом. The method in accordance with the invention is as follows.
Проводят высокотемпературную пайку многослойной телескопической конструкции, содержащей несколько внутренних оболочек (чаше две, реже - три оболочки). Наружная силовая оболочка выполнена из нержавеющей стали 10Х18Н10Т, внутренние - из бронзы БрХ0,8. A high-temperature brazing of a multilayer telescopic structure is carried out, containing several inner shells (two more often, three less often). The outer power shell is made of 10X18H10T stainless steel, the inner ones are made of BrX0.8 bronze.
Собранную для пайки многослойную конструкцию заваривают по торцам оболочек с образованием внутренних полостей. The multilayer structure assembled for soldering is welded at the ends of the shells to form internal cavities.
Полость, прилегающую к крайней внутренней оболочке, соединяют с системой инертный газ - аргон или смесь аргона с азотом. Конструкцию помещают в контейнер или компрессионную печь. Пространство контейнера или печи заполняют инертным газом и создают заданное давление газа, необходимое для поджатия оболочек друг к другу, Это давление газа в печи является внешним по отношению к полостям многослойной конструкции, оболочки которой необходимо соединить в процессе пайки. Полость, прилегающую к крайней внутренней оболочке, заполняют газом под давлением, соответствующим разности внешнего давления и максимально допустимого давления, определяемого по пределу текучести материала этой оболочки при температуре пайки. Это давление газа в полости является противодавлением по отношению к внешнему давлению газа и предварительно рассчитано так, чтобы перепады давлений между оболочками были достаточны для поджатия оболочек по паяемым поверхностям друг к другу, но не приводили к местным деформациям их. В результате создания противодавления в полости нагрузка на крайнюю внутреннюю оболочку уменьшена, что позволяет сохранить ее устойчивость в процессе пайки. Другие внутренние полости вакуумируют до остаточного давления менее 1•10-3мм рт. ст. Используют в качестве припоя сплав на основе серебра. Температура пайки 970± 10oC с выдержкой 30 мин. Поджатие оболочек осуществляют на протяжении всего процесса пайки.The cavity adjacent to the outermost shell is connected to an inert gas — argon or a mixture of argon and nitrogen. The structure is placed in a container or compression oven. The space of the container or furnace is filled with inert gas and the specified gas pressure is created, which is necessary to compress the shells to each other. This gas pressure in the furnace is external to the cavities of the multilayer structure, the shells of which must be connected during brazing. The cavity adjacent to the outermost shell is filled with gas under pressure corresponding to the difference between the external pressure and the maximum allowable pressure, determined by the yield strength of the material of this shell at the soldering temperature. This gas pressure in the cavity is counter-pressure with respect to the external gas pressure and is preliminary calculated so that the pressure drops between the shells are sufficient to compress the shells along the soldered surfaces to each other, but do not lead to local deformations thereof. As a result of creating back pressure in the cavity, the load on the extreme inner shell is reduced, which allows it to maintain its stability during the soldering process. Other internal cavities are evacuated to a residual pressure of less than 1 • 10 -3 mm RT. Art. A silver-based alloy is used as solder. Soldering temperature 970 ± 10 o C with a shutter speed of 30 minutes The preloading of the shells is carried out throughout the soldering process.
Были проведены металлургический анализ паяных соединений и пневмогидроиспытаний конструкций. Нарушения герметичности не обнаружены. Выход годной продукции - 95%. Metallurgical analyzes of soldered joints and pneumohydro tests of structures were carried out. No leakage was detected. The yield of products is 95%.
Пример. Проводили пайку теплообменника в виде трехслойной телескопической конструкции. Example. The heat exchanger was brazed in the form of a three-layer telescopic structure.
На чертеже изображена схема этой конструкции. The drawing shows a diagram of this design.
Конструкция содержит наружную силовую оболочку 1 с ребрами внутри, первую внутреннюю оболочку 2 с ребрами снаружи и вторую - крайнюю оболочку 3 с ребрами снаружи. Внутренняя оболочка 2 образует с наружной оболочкой 1 полость 4, а внутренняя оболочка 2 с оболочкой 3 - полость 5. The structure comprises an outer power shell 1 with ribs inside, a first inner shell 2 with ribs outside and a second outermost shell 3 with ribs outside. The inner shell 2 forms a cavity 4 with the outer shell 1, and the inner shell 2 forms a cavity 5 with a shell 3.
Внешнее давление газа и противодавление в полости 5, необходимые для поджатия оболочки, назначены по расчету, проведенному перед пайкой с учетом заданных размеров конкретной конструкции. The external gas pressure and back pressure in the cavity 5, necessary for preloading the shell, are assigned according to the calculation carried out before soldering, taking into account the given dimensions of a particular design.
Внешнее давление Pвн, необходимое для поджатия оболочек 2 и 3 и выбора зазора при температуре пайки, определяли из соотношения
где σт - предел текучести бронзы БрХ0,8 при температуре пайки, равный 0,7 кгс/мм2.The external pressure P nN necessary for preloading the shells 2 and 3 and selecting a gap at the soldering temperature was determined from the ratio
where σ t is the yield strength of BrX0.8 bronze at a brazing temperature of 0.7 kgf / mm 2 .
h0 - суммарная толщина двух внутренних оболочек, рассчитанная как разность радиусов оболочки 2 в месте спая и оболочки 3 в месте соприкосновения с газом печи (R2-R1) и равная 11 мм;
R2 - радиус внутренней оболочки 2 в месте спая с наружной оболочкой 1, равный 73,5 мм.h 0 - the total thickness of the two inner shells, calculated as the difference between the radii of the shell 2 at the junction and shell 3 at the point of contact with the furnace gas (R 2 -R 1 ) and equal to 11 mm
R 2 is the radius of the inner shell 2 at the junction with the outer shell 1, equal to 73.5 mm
Внешнее давление в печи в результате подсчета равно 0,105 кгс/мм2. Это давление создает в материале оболочки 3 между ребрами при температуре пайки напряжение, определяемое из соотношения
где l3 - расстояние между ребрами оболочки 3, равное 4 мм,
h3 - толщина оболочки 3, равная 0,9 мм.The external pressure in the furnace as a result of the calculation is 0.105 kgf / mm 2 . This pressure creates in the material of the shell 3 between the ribs at the temperature of the soldering voltage, determined from the ratio
where l 3 - the distance between the ribs of the shell 3, equal to 4 mm,
h 3 - shell thickness 3, equal to 0.9 mm
Напряжение между ребрами оболочки 3 составляет 1,04 кгс/ мм2, что превышает предел текучести бронзы, из которой изготовлена оболочка 3 σт = 0,7 кгс/мм2), и может вызвать деформацию межреберных участков при температуре пайки.The voltage between the ribs of the shell 3 is 1.04 kgf / mm 2 , which exceeds the yield strength of the bronze from which the shell 3 is made σ t = 0.7 kgf / mm 2 ), and can cause deformation of the intercostal sections at the soldering temperature.
Для уменьшения давления на оболочку 3 в полость 5 необходимо ввести аргон, создавая в ней давление, равное разности внешнего давления и максимально допустимого по пределу текучести материала этой оболочки при температуре пайки. Это максимально допустимое давление определяли предварительно из соотношения
.To reduce the pressure on the shell 3, it is necessary to introduce argon into the cavity 5, creating a pressure in it equal to the difference between the external pressure and the maximum allowable yield strength of the material of this shell at the soldering temperature. This maximum allowable pressure was determined previously from the ratio
.
Оно составило 0,072 кгс/мм2. Суммарное давление аргона на внутренние оболочки 2 и 3 не может быть более этой величины. Для обеспечения этого условия в полость 5 вводили аргон, создавая в ней противодавление (Pвн - P
,
где
Pобол - давление, воздействующее на оболочку 2;
σ2 - напряжение в оболочке 2;
lr - расстояние между ребрами оболочки 2, равное 2 мм;
hr - толщина оболочки 2. равная 2,5 мм.It amounted to 0.072 kgf / mm 2 . The total argon pressure on the inner shells 2 and 3 cannot be more than this value. To ensure this condition, argon was introduced into cavity 5, creating counterpressure in it (P int - P
,
Where
Obol P - pressure acting on the shell 2;
σ 2 is the stress in the shell 2;
l r is the distance between the edges of the shell 2, equal to 2 mm;
h r - shell thickness 2. equal to 2.5 mm
Это напряжение составило 0,02 кгс/мм2, что не превысило предела текучести бронзы при температуре пайки.This stress was 0.02 kgf / mm 2 , which did not exceed the yield strength of bronze at the soldering temperature.
Таким образом, при указанном выше подборе согласно изобретению внешнего давления и противодавления в оболочке 3 на каждую из внутренних оболочек оказывало суммарное давление, обеспечивающее плотный контакт между паяемыми поверхностями и отсутствие деформаций в оболочках между ребрами. Thus, with the above selection according to the invention, the external pressure and back pressure in the casing 3 exerted a total pressure on each of the inner shells, providing tight contact between the soldered surfaces and the absence of deformation in the shells between the ribs.
Металлографический анализ и пневмогидроиспытания подтвердили отсутствие дефектов в спаянной конструкции и разгерметизации паяного соединения. Metallographic analysis and pneumohydro tests confirmed the absence of defects in the welded structure and the depressurization of the soldered joint.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU96106162A RU2106942C1 (en) | 1996-03-29 | 1996-03-29 | Process of soldering of telescopic structures |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU96106162A RU2106942C1 (en) | 1996-03-29 | 1996-03-29 | Process of soldering of telescopic structures |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2106942C1 true RU2106942C1 (en) | 1998-03-20 |
RU96106162A RU96106162A (en) | 1998-05-27 |
Family
ID=20178681
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU96106162A RU2106942C1 (en) | 1996-03-29 | 1996-03-29 | Process of soldering of telescopic structures |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2106942C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2499327C1 (en) * | 2012-04-11 | 2013-11-20 | Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королева" | Concentrated electromagnetic radiation receiver/converter |
-
1996
- 1996-03-29 RU RU96106162A patent/RU2106942C1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
2. Горев И.И. Основы производства жидкостных ракетных двигателей, М.: Машиностроение, 1969, с.104-110. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2499327C1 (en) * | 2012-04-11 | 2013-11-20 | Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королева" | Concentrated electromagnetic radiation receiver/converter |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JPH0139854B2 (en) | ||
RU2106942C1 (en) | Process of soldering of telescopic structures | |
US4178178A (en) | Method of sealing hot isostatic containers | |
JPH11285775A (en) | Sealing body composed of aluminum or aluminum alloy member and substrate holder in semiconductor manufacturing equipment or thin display manufacturing equipment and manufacture thereof | |
JPH1054688A (en) | Manufacture of wall body for cooling | |
US4029254A (en) | Method of diffusion bonding and brazing of materials | |
RU2106941C1 (en) | Process of soldering of telescopic structures | |
JPH0245955B2 (en) | ||
JPS58112612A (en) | Manufacture of double pipe | |
RU2207236C1 (en) | Titanium-steel reducer | |
JPS6046889A (en) | Production of multi-layered roll | |
RU2106230C1 (en) | Method for manufacture of soldered telescopic construction | |
RU2096143C1 (en) | Method of soldering telescopic structures | |
JPH0138568B2 (en) | ||
CA1320984C (en) | Coupling | |
JPH06331090A (en) | Sealing method of inside of vessel from peripheral environment | |
RU2109606C1 (en) | Method of making soldered telescopic structures | |
JP2002280152A (en) | Method of manufacturing metal structure body for heating and/or cooling | |
JPH0218195B2 (en) | ||
JPH08112679A (en) | Method of welding pipe to wall of pedestal for housing pipe | |
JP2004148387A (en) | Cooling panel with build-in rectangular flow passage and production method therefor | |
JPH08155660A (en) | Manufacture of joint of dissimilar material excellent in bonding strength | |
JPS6247114B2 (en) | ||
RU2094190C1 (en) | Method of soldering of telescopic structures | |
JPS5997389A (en) | Hollow body in which member, such as cover, partition plate,ring or the like are jointed |