RU2156183C2 - Способ пайки труб - Google Patents
Способ пайки труб Download PDFInfo
- Publication number
- RU2156183C2 RU2156183C2 RU98110333A RU98110333A RU2156183C2 RU 2156183 C2 RU2156183 C2 RU 2156183C2 RU 98110333 A RU98110333 A RU 98110333A RU 98110333 A RU98110333 A RU 98110333A RU 2156183 C2 RU2156183 C2 RU 2156183C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- vacuum
- layer
- soldering
- pipe
- tantalum
- Prior art date
Links
Landscapes
- Heat Treatment Of Articles (AREA)
- Coating By Spraying Or Casting (AREA)
- Arc Welding In General (AREA)
Abstract
Способ может быть использован при изготовлении труб из разнородных материалов со значительным различием коэффициентов термического расширения, преимущественно, из тантала или ниобия и нержавеющей стали, предназначенных для работы в агрессивных средах. Паяемые поверхности выполняют конической формы. На паяемую поверхность трубы из тантала или ниобия наносят слой медного покрытия толщиной 20 - 25 мкм. После термообработки в вакууме наносят слой медного покрытия толщиной до 1 мм. На паяемую поверхность трубы из нержавеющей стали наносят слой никелевого покрытия толщиной 10-15 мкм. Собирают встык при плотной посадке по конусу. Припой располагают со стороны трубы из тантала или ниобия. Пайку проводят в вакууме 1•10-4 мм рт. ст. Охлаждают в вакууме и затем на воздухе. Высокая плотность и прочность паяных соединений, используемых в конструкциях сборочных единиц агрегатов, обеспечивает их работоспособность при температуре до 2000oС в агрессивных средах. 3 з.п. ф-лы.
Description
Изобретение относится к энергетическому машиностроению, в частности к пайке труб из разнородных материалов, имеющих значительное различие в коэффициентах термического расширения (КТР), преимущественно из ниобия и нержавеющей стали, и работоспособных при температурах до 2000oC в агрессивных средах.
Известен способ пайки труб, работоспособных в агрессивных средах, заключающийся в том, что на торце одной трубы выполняют конические выступы, а на торце другой - конические пазы, после в часть образованного зазора, прилегающего к источнику нагрева, помещают припой с более высокой температурой плавления, а в другую часть - припой с более низкой температурой плавления, паяют при использовании источника нагрева, расположенного с внешней стороны труб (авт. свид. СССР N 373103, B 23 K 1/14).
Однако при применении известного способа невозможно спаять трубы, выполненные из материала с различными КТР, одна из которых выполнена из тугоплавкого металла, поскольку для этого требуется печь, обеспечивающая высокий вакуум при пайке и плотное прилегание труб друг к другу в процессе сборки.
Известен способ пайки труб, выполненных из материалов с различными КТР, а именно из тантала и нержавеющей стали, который описан в авт. свид. СССР N 1655675, кл. B 23 K 1/00. Он включает в себя сборку труб телескопическим методом - одна в другую - через втулку, образующую с наружной трубкой, выполненной из тантала, зазор. Припой, содержащий медь в виде кольца, устанавливают со стороны тантала. Пайку проводят в вакууме, в течение которой расплавленный припой заполняет зазор между паяемыми поверхностями. Паяное соединение работоспособно при термоциклировании нагрев - охлаждение.
Однако данный способ не обеспечивает получение плотного паяного соединения, поскольку в застойных его местах неизбежно появление пористости и, кроме того, образованный при сборке зазор в процессе пайки увеличивается в размере за счет разности КТР материалов труб, что может привести к появлению неспаев и рыхлот в паяном соединении.
Задача изобретения - создание технологии пайки труб, выполненных из ниобия и нержавеющей стали, используемых в конструкциях сборочных единиц агрегатов и работоспособных при температуре до 2000oC в агрессивных средах.
Задача решена за счет того, что перед сборкой труб из материалов с различными коэффициентами термического расширения на паяемую поверхность трубы из тантала или ниобия наносят сначала слой медного покрытия толщиной 20 - 25 мкм и после термической обработки в вакууме наносят слой медного покрытия толщиной до 1 мм с последующей механической обработкой до получения ровной и гладкой поверхности, а на паяемую поверхность трубы из нержавеющей стали наносят слой никелевого покрытия толщиной 10 - 15 мкм. Паяемые поверхности выполняют конической формы, сборку осуществляют встык путем плотного прилегания паяемых поверхностей по конусу, причем труба, выполненная из тантала или ниобия, является охватываемой, а другая труба - охватывающей, размещение припоя, содержащего медь, проводят со стороны трубы из тугоплавкого металла, трубы паяют в вакууме при температуре 1015 - 1020oC с выдержкой 5-7 мин, охлаждают их в вакууме до 50 ± 5oC, a затем - на воздухе.
Технический результат - повышение плотности паяного соединения, а также обеспечение возможности использования спаянных труб в конструкциях сборочных единиц.
Согласно изобретению данный способ реализуется следующим образом.
На трубе, выполненной из тантала или ниобия, механическим методом образуют конический выступ, представляющий собой паяемую поверхность. На нее наносят слой медного покрытия толщиной 20 - 25 мкм. Процесс осуществляют из сернокислых растворов гальваническим методом. Нанесение покрытия возможно и другими методами, например осаждением из газовой фазы. Далее проводят термообработку трубы в вакуумной печи при разрежении не ниже 1•10-4 мм рт.ст., в противном случае возможно окисление ниобия. Термообработку проводят при температуре 950 - 1000oC с выдержкой 30 - 60 мин в зависимости от габаритов трубы. Термообработка необходима для обеспечения качественного сцепления покрытия с подложкой. После охлаждения на полученное покрытие наносят слой меди толщиной до 1 мм. Этот слой покрытия наносят плазменным напылением с помощью горелки. Дальнейшей механической полировкой добиваются получения ровной гладкой поверхности слоя.
На трубе из нержавеющей стали выполняют коническую выемку, представляющую собой паяемую поверхность. На нее гальваническим методом из сернокислых растворов наносят слой никелевого покрытия толщиной 10 - 15 мкм для улучшения растекания расплавленного припоя и формирования паяного соединения в процессе пайки.
Осуществляют сборку труб встык путем их плотной посадки по конусу так, чтобы труба из тантала или ниобия являлась охватываемой деталью, а труба из нержавеющей стали - охватывающей. Это обстоятельство необходимо, чтобы в процессе пайки не возникало дополнительного зазора, помимо сборочного, за счет разности КТР материалов труб. При сборке припой располагают со стороны трубы из тантала или ниобия. Это необходимо для быстрого затекания расплавленного припоя в зазор между паяемыми поверхностями. Пайку проводят в вакуумной печи с разрежением не ниже 1 • 10-4 мм рт.ст. при температуре 1015 - 1020oC с выдержкой 5-7 мин. Охлаждают изделие в том же вакууме до 50 ± 5oC, затем на воздухе.
Пример 1.
На трубе, выполненной из ниобия марки 5 ВМЦ, выполняют конический выступ, а на трубе, выполненной из нержавеющей стали марки 1X24H5T, - коническую выемку. На паяемую коническую поверхность трубы из ниобия наносили гальваническим методом слой медного покрытия толщиной 20 мкм. Термообработку проводили в вакууме 1,5 • 10-4 мм рт.ст. при температуре 950oC с выдержкой 30 мин. После охлаждения на полученное покрытие наносили слой меди толщиной 1 мм плазменным напылением. С помощью полировки получали ровную и гладкую поверхность медного покрытия толщиной 500 мкм. На паяемую поверхность в виде конической выемки трубы из нержавеющей стали гальваническим методом наносили слой никелевого покрытия толщиной 10 мкм. Использовали припой, выполненный из сплава на основе меди марки ПМ17А, в виде полосы. Пайку проводили в вакууме 1,5 • 10-4 мм рт.ст. при температуре 1015oC с выдержкой 5 мин. Охлаждали сначала в вакууме до температуры 50 ± 5oC, а затем - на воздухе.
Металлографические исследования показали отсутствие пористости, рыхлот и неспаев в паяном шве. Испытания конструкции в сборочной единице энергетического агрегата показали, что она работоспособна при температуре 1800oC в агрессивной среде.
Пример 2.
Паяемые трубы выполнены из тех же материалов, что и в примере 1. На паяемые поверхности труб наносили слои медного покрытия методами, что и в примере 1. На паяемую поверхность трубы из ниобия сначала наносили слой толщиной 25 мкм, а затем после термообработки при 1000oC с выдержкой 60 мин в вакууме наносили слой толщиной 1 мм. Механической полировкой доводили толщину слоя до 600 мкм. На паяемую поверхность трубы из нержавеющей стали наносили слой никелевого покрытия толщиной 15 мкм. Пайку проводили с использованием припоя той же марки, что и в примере 1, в вакууме 1,2 • 10-4 мм рт. ст. при температуре 1020oC с выдержкой 7 мин.
Испытания показали, что спаянная конструкция работоспособна в агрессивной среде при температуре 1900oC.
Claims (4)
1. Способ пайки труб из материалов с различными коэффициентами термического расширения, одна из которых выполнена из нержавеющей стали, включающей сборку труб с размещением припоя, содержащего медь, со стороны тугоплавкого металла и пайку в вакууме, отличающийся тем, что другую трубу выполняют из тантала или ниобия, паяемые поверхности выполняют конической формы, перед сборкой на паяемую поверхность трубы из нержавеющей стали наносят слой никелевого покрытия толщиной 10 - 15 мкм, а на паяемую поверхность другой трубы наносят сначала слой медного покрытия толщиной 20 - 25 мкм, затем после термической обработки в вакууме наносят слой медного покрытия толщиной до 1 мм с последующей механической обработкой до получения ровной и гладкой поверхности, при этом сборку труб осуществляют встык путем плотного прилегания по паяемым поверхностям с обеспечением охвата трубой из нержавеющей стали трубы из тантала или ниобия, пайку проводят в вакууме при температуре 1015 - 1020oC с выдержкой 5 - 7 мин, а охлаждение - в вакууме до температуры 50±5oC, а затем на воздухе.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что слой медного покрытия толщиной 20 - 25 мкм наносят гальваническим методом, а слой медного покрытия толщиной до 1 мм - методом плазменного напыления.
3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что термическую обработку осуществляют в вакууме не ниже 1•10-4 мм рт. ст. при температуре 950 - 1000oC с выдержкой 30 - 60 мин.
4. Способ по любому из пп.1 - 3, отличающийся тем, что пайку осуществляют в вакууме при разрежении не ниже 1•10-4 мм рт. ст.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU98110333A RU2156183C2 (ru) | 1998-05-28 | 1998-05-28 | Способ пайки труб |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU98110333A RU2156183C2 (ru) | 1998-05-28 | 1998-05-28 | Способ пайки труб |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU98110333A RU98110333A (ru) | 2000-03-20 |
RU2156183C2 true RU2156183C2 (ru) | 2000-09-20 |
Family
ID=20206655
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU98110333A RU2156183C2 (ru) | 1998-05-28 | 1998-05-28 | Способ пайки труб |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2156183C2 (ru) |
-
1998
- 1998-05-28 RU RU98110333A patent/RU2156183C2/ru active
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR100202158B1 (ko) | 알루미늄 부재의 접합법 | |
US8191256B2 (en) | Method for producing a heat exchanger having a corrosion protection layer | |
JPH05195217A (ja) | スパッタリング・ターゲット部材アセンブリの製造方法 | |
US3119632A (en) | Joining dissimilar metal members | |
US8448839B1 (en) | Brazing method using BCuP and BAg braze alloys | |
CN100569426C (zh) | 一种不锈钢复合钢管的焊接方法 | |
RU2156183C2 (ru) | Способ пайки труб | |
JPH07218670A (ja) | 冷却装置の製造方法 | |
KR100432583B1 (ko) | 높은열적부하를견딜수있는구조적요소의제조방법 | |
KR890003806B1 (ko) | 동관과 알루미늄관과의 접속방법 | |
US1181741A (en) | Method of joining metals. | |
JP5008508B2 (ja) | 銅管とアルミ管の接合体、接合方法、接合装置、並びに流体回路装置 | |
JP2007517759A (ja) | ダイヤモンドの接合 | |
KR100896560B1 (ko) | 스테인 리스 스틸 파이프와 연결구의 브레이징 용접 방법 | |
JP3919514B2 (ja) | 配管接続構造及びプレート式熱交換器 | |
US6705510B1 (en) | Valve housing fabrication process enabling complete coverage of joint surfaces with protective coating | |
US4386986A (en) | High power laser mirror repair | |
RU2156677C2 (ru) | Способ изготовления трехслойной трубчатой обечайки | |
US3772766A (en) | Process for the production of ceramic-metal compound joints | |
RU2101146C1 (ru) | Способ пайки алюминия с жаропрочными сталями и сплавами | |
RU2200651C1 (ru) | Способ сварки труб из алюминиевых сплавов с трубами из нержавеющей стали | |
KR200231171Y1 (ko) | 강관으로 된 흡입관을 갖는 냉동설비용 어큐뮬레이터 | |
RU2443521C1 (ru) | Способ низкотемпературной пайки тонкостенных цилиндрических деталей из титана и стали | |
CN115338494B (zh) | 一种调控异质钎焊接头残余应力的方法 | |
JPS6140626B2 (ru) |