SU1303340A2

SU1303340A2 - Method of joining parts

Info

Publication number: SU1303340A2
Application number: SU853941847A
Authority: SU
Inventors: Анатолий Маркович Арш; Юрий Федорович Бодунов; Юрий Иванович Кошелев; Василий Дмитриевич Телегин
Original assignee: Предприятие П/Я М-5044
Priority date: 1985-08-16
Filing date: 1985-08-16
Publication date: 1987-04-15

Abstract

Изобретение относитс к области пайки, в частности к способу пайки силицированного графита со сталью. Целью изобретени вл етс повышение качества соединени за счет исключени трещинообразовани в детали из силицированного графита при температуре пайки. Наружна часть детали из силицированного графита (СГ) изготавливаетс из материала с требуемой эксплуатационной плотностью и прочностью на сжатие, а внутренн часть, соприкасающа с с деталью из стали, выполн етс из СГ с меньшей плот-- ностью и прочностью. Указанные части СГ соедин ютс плотной посадкой с последуюш;им совместным силицировани- ем. Между стальной деталью и внутренней частью СГ размещаетс порошок кокса и производитс нагрев до температуры образовани железоуглеродистой эвтектики. Прочность при раст жении у СГ в 3-4 раза ниже прочности при сжатии, поэтому напр жени сжати , возникающие при охлаждении, не привод т к по влению трещин. 1 з.п. ф-лы, 1 ил. S сл оо о со оо 4The invention relates to the field of soldering, in particular to a method of brazing siliconized graphite with steel. The aim of the invention is to improve the quality of the connection by eliminating cracking in siliconized graphite parts at the brazing temperature. The outer part of siliconized graphite (CG) is made of a material with the required operational density and compressive strength, and the inside, which is in contact with a steel part, is made of CG with a lower density and strength. These parts of the SG are joined by a tight fit followed by co-siliconization. Coke powder is placed between the steel part and the internal part of the SG and is heated to the temperature of formation of an iron-carbon eutectic. The tensile strength of SGs is 3-4 times lower than the compressive strength; therefore, the compressive stresses that occur during cooling do not lead to the appearance of cracks. 1 hp f-ly, 1 ill. S cl oo o co oo 4

Description

fOfO

f5f5

Изобретение относитс к области пайки, в частности к способу пайки силицированного графита со сталью, и может быть использовано в различных отрасл х машиностроени .The invention relates to the field of soldering, in particular to a method of soldering siliconized graphite to steel, and can be used in various fields of engineering.

Целью изобретени вл етс повышение качества соединени за счет исключени трещинообразовани в детали из силицированного графита при температуре пайкиThe aim of the invention is to improve the quality of the connection by eliminating cracking in siliconized graphite parts at the brazing temperature.

На чертеже схематично изображено телескопическое соединение стальной детали с графитовой,The drawing schematically shows a telescopic connection of a steel part with a graphite one,

Способ реализуетс следующим обраGThe method is implemented as follows.

зом.zom.

Наружна часть 1 детали из силици- рованного графита изготовлена из материала с требуемой эксплуатационной плотностью и прочностью на сжатие, а внутренн часть 2, соприкасающа с с деталью 3 из стали, выполнена из графита с меньшей плотностью и прочностью . Наружную и внутреннюю части детали соедин ют путем плотной посадки части 2 в гнездо части I с последующим совместным силицированием. Между стальной деталью 3 и внутренней частью 2 графитовой детали размещают порошок кокса и нагревают до температуры образовани железоуглеродистой эвтектики, после чего охлаждают.The outer part 1 of the part of siliconized graphite is made of a material with the required operating density and compressive strength, and the inner part 2, in contact with the part 3 of steel, is made of graphite with a lower density and strength. The outer and inner parts of the part are joined by tightly fitting part 2 into the nest of part I, followed by joint siliconization. Between the steel part 3 and the inner part 2 of the graphite part, coke powder is placed and heated to the temperature of formation of the iron-carbon eutectic, and then cooled.

При выполнении внешней части 1 графитовой детали из силицированного графита с плотностью 2,45-2,7 г/см и прочностью при сжатии 3000- 5000 кгс/см внутренн часть 2 дета- ли может быть выполнена из материала с плотностью 2,1-2,3 г/см и прочностью при сжатии 1100-2200 кгс/см.When making the outer part 1 of a graphite piece of siliconized graphite with a density of 2.45-2.7 g / cm and compressive strength of 3000–5000 kgf / cm, the inner part 2 of the part can be made of a material with a density of 2.1–2 , 3 g / cm and compressive strength 1100-2200 kgf / cm.

Способ соединени деталей был про- 0 верен при изготовлении мощного игнитронного разр дника. Стальной токопод- вод 3 диаметром 30 мм соедин ли с анодом из силицированного.графита,The method of connecting parts was proven to be true in the manufacture of high-power ignitron gates. A steel current lead 3 with a diameter of 30 mm was connected to the anode of siliconized graphite,

токоподвод 3, детали сдавливали с усилием О, 8 кгс/мм и на прессе гор чего прессовани нагревали место к такта до температуры плавлени эвт тического расплава. Скорость подъе температуры 20-25 град/мин. Процес прекращали при по влении жидкой фа зы на верхнем торце анода.current lead 3, the parts were squeezed with a force of O, 8 kgf / mm, and at the press of a hot press, the place was heated to the melting point of the eutectic melt at the press. The rate of temperature rise 20-25 degrees / min. The process was stopped when the liquid phase appeared at the upper end of the anode.

Была изготовлена парти анодов, соединенных с токоподводами. При з брак по по влению трещин в анодах составл л до 10% при использовании данного способа, а при использован способа, описанного в основном изо ретении - до 80%.A batch of anodes connected to the current leads was made. With a marriage of cracks in the anodes, it was up to 10% using this method, and with the method described in the main example, up to 80%.

Установлено, что при выполнении из силицированного графита внутрен ней части детали с плотностью боле 2,3 г/см и прочностью при сжатии ше 2200 кгс/см резко возрастает б по по влению трещин в детали из си цированного графита при ее соедине нии со стальной деталью. При плотн ти материала внутренней части дета ли из силицированного графита мене 2,Г г/см и прочности при сжатии менее 1100 кгс/см происходит отсл ние расплава от силицированного гр фита и нарушаетс .прочность соединIt has been established that, when the internal part of the part is made of siliconized graphite with a density of more than 2.3 g / cm and a compressive strength of more than 2200 kgf / cm, the occurrence of cracks in the part of the sintered graphite sharply increases when it joins the steel part . When the material density of the internal part of siliconized graphite is less than 2 g / cm and compressive strength less than 1100 kgf / cm, the melt detaches from siliconized grit and the strength of the joint is broken.

2020

5five

30thirty

3535

ни деталей.no details.

При использовании анодов из сил цированного графита, внешн часть которых имела плотность 2,35 г/см прочность при сжатии 2400 кгс/см, внутренн часть которых имела пло ность 2,2 г/см , прочность при сжа тии 1600 кгс/см, брак по по влени трещин в анодах после соединени с стальными токоподводами составл л 22%, но в готовых приборах возник брак до 80% по повышенному газовыд лению из анодов.When using anodes of strength graphite, the outer part of which had a density of 2.35 g / cm, the compressive strength was 2400 kgf / cm, the inner part of which had a density of 2.2 g / cm, the compressive strength of 1600 kgf / cm, the marriage the occurrence of cracks in the anodes after connection with the steel current leads was 22%, but in the finished devices there was a defect of up to 80% due to the increased gassing from the anodes.

При использовании анодов из сил цированного графита, внешн частьWhen using anodes of strength graphite, externally

внутренн соприкасающа с с токопод-45 которых имела плотность 2,8 г/см.internally in contact with the tokopod-45 which had a density of 2.8 g / cm.

водом 3 часть 2 которого с гнездом дл соединени с токоподводом 3 диаметром 50 мм выполнена из материала с плотностью 2,2 г/см и прочностью при сжатии 1600 кгс/см , внешн часть 1 анода диаметром 80 мм выполнена из материала с плотностью 2,6 г/см и прочностью при сжатии 4200 кгc/cм. Соединение деталей осуществл лось следующим образом. На дно гнезда насыпали порошок кокса гранулометрического состава 200-300 мкм в количестве 0,7 г. В гнездо вставл ли стальнойwater 3, part 2 of which with a socket for connection with a current lead 3 with a diameter of 50 mm is made of a material with a density of 2.2 g / cm and compressive strength of 1600 kgf / cm, the outer part 1 of the anode with a diameter of 80 mm is made of a material with a density of 2.6 g / cm and compressive strength 4200 kgc / cm. The connection of parts was carried out as follows. At the bottom of the nest poured coke powder of particle size 200-300 microns in the amount of 0.7 g. Steel was inserted into the nest.

5050

прочность при сжатии 5500 кгс/см, внутренн часть которых имела пло ность 2,2 г/см , прочность при сжа тии 1500 кгс/см, брак по по влени трешсин в анодах после соединени с стальными токоподводами составл л 50%.Compressive strength 5500 kgf / cm, the inner part of which had a 2.2 g / cm surface, compressive strength 1500 kgf / cm, the failure rate of trashin in the anodes after connection with steel current leads was 50%.

При использовании анодов из сил щрованного графита, внутренн ча которых имела плотность 1,9 г/см, прочность при сжатии 900 кгс/см , внешн частъ которых имела плотно 2,6 г/см , прочность при сжатииWhen using anodes of reinforced graphite, the internal of which had a density of 1.9 g / cm, compressive strength 900 kgf / cm, the external part of which had a tight 2.6 g / cm, compressive strength

fOfO

f5f5

0 0

0 334020 33402

токоподвод 3, детали сдавливали с усилием О, 8 кгс/мм и на прессе гор чего прессовани нагревали место контакта до температуры плавлени эвтектического расплава. Скорость подъема температуры 20-25 град/мин. Процесс прекращали при по влении жидкой фазы на верхнем торце анода.current lead 3, the parts were squeezed with a force of O, 8 kgf / mm, and at the press of a hot press, the place of contact was heated to the melting temperature of the eutectic melt. The temperature rise rate is 20-25 degrees / min. The process was stopped when the liquid phase appeared at the upper end of the anode.

Была изготовлена парти анодов, соединенных с токоподводами. При зтом брак по по влению трещин в анодах составл л до 10% при использовании данного способа, а при использовании способа, описанного в основном изобретении - до 80%.A batch of anodes connected to the current leads was made. In this case, the defect on the appearance of cracks in the anodes was up to 10% when using this method, and when using the method described in the basic invention up to 80%.

Установлено, что при выполнении из силицированного графита внутренней части детали с плотностью более 2,3 г/см и прочностью при сжатии выше 2200 кгс/см резко возрастает брак, по по влению трещин в детали из силицированного графита при ее соединении со стальной деталью. При плотности материала внутренней части детали из силицированного графита менее 2,Г г/см и прочности при сжатии менее 1100 кгс/см происходит отслоение расплава от силицированного графита и нарушаетс .прочность соедине20It has been established that when it is made from siliconized graphite, the inside of the part with a density of more than 2.3 g / cm and compressive strength above 2200 kgf / cm, the scrap increases sharply, the occurrence of cracks in the part made of siliconized graphite when it is joined to the steel part. When the density of the material of the internal part of siliconized graphite is less than 2, g g / cm and the compressive strength is less than 1100 kgf / cm, the melt is detached from the siliconized graphite and the strength of the joint is broken.

5five

30thirty

3535

ни деталей.no details.

При использовании анодов из силицированного графита, внешн часть которых имела плотность 2,35 г/см прочность при сжатии 2400 кгс/см, внутренн часть которых имела плотность 2,2 г/см , прочность при сжатии 1600 кгс/см, брак по по влению трещин в анодах после соединени со стальными токоподводами составл л 22%, но в готовых приборах возник брак до 80% по повышенному газовыделению из анодов.When using siliconized graphite anodes, the outer part of which had a density of 2.35 g / cm, compressive strength of 2400 kgf / cm, the inner part of which had a density of 2.2 g / cm, compressive strength of 1600 kgf / cm, defect by appearance cracks in the anodes after connection with steel current leads amounted to 22%, but in the finished devices there was a defect of up to 80% due to an increased gas evolution from the anodes.

При использовании анодов из силицированного графита, внешн частьWhen using siliconized graphite anodes, externally

45 которых имела плотность 2,8 г/см.45 of which had a density of 2.8 g / cm.

прочность при сжатии 5500 кгс/см, внутренн часть которых имела плотность 2,2 г/см , прочность при сжатии 1500 кгс/см, брак по по влению трешсин в анодах после соединени со стальными токоподводами составл л до 50%.compressive strength of 5500 kgf / cm, the inner part of which had a density of 2.2 g / cm, compressive strength of 1500 kgf / cm, the marriage of trashins in the anodes after connection with steel current leads was up to 50%.

При использовании анодов из сили- щрованного графита, внутренн часть которых имела плотность 1,9 г/см, прочность при сжатии 900 кгс/см , внешн частъ которых имела плотность 2,6 г/см , прочность при сжатииWhen using anodes of siliconized graphite, the inner part of which had a density of 1.9 g / cm, compressive strength 900 kgf / cm, the outer part of which had a density of 2.6 g / cm, compressive strength

4000 кгс/см брак по отслоению расплава от силицированного графита составл л 45%.4000 kgf / cm reject due to melt detachment from siliconized graphite was 45%.

При использовании анодов из сили- цированного графита, внутренн часть которых имела плотность 2,4 г/см , rtp04HOCTb при сжатий 2500 кгс/см , внешн часть которых имела плотность 2,6 г/см , npoMHoctb при сжатии 4000 кгс/см, брак по по влению тре- пщн в анодах после соединени их со стальными токоподводами составл лWhen using siliconized graphite anodes, the inner part of which had a density of 2.4 g / cm, rtp04HOCTb at compressions of 2500 kgf / cm, the outer part of which had a density of 2.6 g / cm, npoMHoctb at compression of 4000 kgf / cm, marriage by the appearance of terrains in the anodes after connecting them with steel current leads,

. 60%.. 60%.

Источником образовани jrpenmH в силицированном графите вл етс раз- ница в коэффициенте теплового расширени стальной ieтaли и детали из силицированного графита. Очагами возникновени трещин вл ютс места локального перегрева в области соединени стальной детали с деталью из си- цилированного графита.The source of jrpenmH formation in siliconized graphite is the difference in the thermal expansion coefficient of steel, ie, and siliconized graphite parts. The foci of the occurrence of cracks are localized overheating in the area of the joint between the steel part and the part made of forced graphite.

При нагреве в детал х возникают термические напр жени раст жени , направленные в основном от области пайки к периферии деталей, что подтверждаетс фактической картиной развити трещин. Прочность при раст жении у силицированного графита, как правило, в 3-4 раза ниже прочности при сжатии. Поэтому напр жени сжати , возникающие при охлаждении, не привод т к по влению трещин.When heated in parts, thermal stress of tension arises, directed mainly from the soldering area to the periphery of the parts, which is confirmed by the actual pattern of crack development. The tensile strength of siliconized graphite is, as a rule, 3-4 times lower than the compressive strength. Therefore, the compressive stresses that occur during cooling do not lead to the appearance of cracks.

Claims

1. How to connect the parts according to No. 724299, which is similar to the fact that, in order to improve the quality of the joint by excluding cracking in the part of siliconized graphite at the soldering temperature, the inner part of the part of siliconized graphite that is in contact with the steel is made smaller than the raft i. strength and durability than the outer part of this part.

2. Method according to claim 1, characterized in that, when the outer part of the graphite part is made of siliconized graphite with a density of 2.45-2.7 g / cm and compressive strength 3000-5000 kgf / cm, the inner part of this part is performed from a material with a density of 2.1-2.3 g / cm and compressive strength of 1100-2200 kgf / cm.