SU1362954A1

SU1362954A1 - Method of manufacturing thermocouple hot junction

Info

Publication number: SU1362954A1
Application number: SU864033226A
Authority: SU
Inventors: Евгений Григорьевич Капцов; Александр Константинович Егоров; Наталья Алексеевна Лебедева; Сергей Валентинович Масленников
Original assignee: Предприятие П/Я А-3759
Priority date: 1986-01-09
Filing date: 1986-01-09
Publication date: 1987-12-30

Abstract

Изобретение относитс к технологии изготовлени термоэлектрических термометров. Цель изобретени - повышение механической прочности и вибростойкости термопары,Термозлектроды 1 сваривагот между собой. Дл получекл поверхности сварного шва 3, способной смачиватьс припоем, с расплавл емых торцов термоэлектродов удал ют покрытие 2 и сварку производ т в защитной среде. Размещают термоэлектроды 1 вместе с навеской припо 4 в наконечник 5 и производ т расплавление припо 4. Сварной шов термоэлектродов,. 1 вплавл етс в припой 6 и соедин етс с наконечником 5,, На выходе термоэлектродов из па ного шва образуетс сопр жение в форме мениска 7 благодар несмачиваемости поверхности покрыгых концов термЬэлектродов 1. 4 ил,, ФизМThe invention relates to the technology of thermoelectric thermometers. The purpose of the invention is to increase the mechanical strength and vibration resistance of the thermocouple, Thermoelectrode 1 of the welding tubes. To obtain the surface of the weld 3 that is wettable by solder, the coating 2 is removed from the melted ends of the thermoelectrodes and welded in a protective environment. Thermoelectrodes 1 are placed together with a solder 4 sample to tip 5 and solder 4 is melted down. Weld of thermoelectrodes ,. 1 melts in solder 6 and connects to tip 5,. At the exit of thermoelectrodes from the weld, a conjugation in the form of a meniscus 7 is formed due to the non-wetting of the surface of the coated ends of the thermoelectrodes 1. 4 silt, FizM

Description

113113

Изобретение относитс к технологии изготовлени термоэлектрических термометров , а конкретно к способам изготовлени гор чего спа термопарыThis invention relates to a technology for the manufacture of thermoelectric thermometers, and more particularly to methods for the manufacture of a hot spa thermocouple.

Цель изобретени - повьшение меха- нической прочности и вибростойкости термопары.The purpose of the invention is to increase the mechanical strength and vibration resistance of the thermocouple.

На фиг. 1 представлен один из термоэлектродов с нанесенным на поверхность рабочего конца несмачиваемым покрытием; на фиг. 2 - термоэлектрода , рабочие концы которых сварены между собой; ча фиг. 3 - сборка гор чего спа перед пайкой (размещение термоэлектродов в наконечнике термопары ) ; на фиг. 4 - спаивание термоэлектродов с наконечником.FIG. 1 shows one of the thermoelectrodes coated with a nonwettable coating on the surface of the working end; in fig. 2 - thermoelectrodes, the working ends of which are welded to each other; cha figs. 3 - assembly of a hot spa before soldering (placement of thermoelectrodes at the tip of a thermocouple); in fig. 4 - soldering thermoelectrodes with a tip.

При изготовлении гор чего спа по предлагаемому способу не нарушаетс исходное состо ние металла термоэлект родов в области корн па ного шва, сохран етс тело термоэлектродов, поскольку несмачиваемое покрытие ис In the manufacture of hot spas according to the proposed method, the initial state of the metal of thermoelectic genera in the region of the root of the seam is not disturbed, the body of thermoelectrodes is retained, since the nonwettable coating is used

ключает химическое взаимодействие жид-2с (например, в виде сло стеклокерами30includes chemical interaction liquid-2c (for example, in the form of a layer of glass ceramics30

кого металла припо на металл термоэлектродов , а кристаллизаци припо не приводит к.силовому воздействию на термоэлеметроды, на участке выхода их из па ного шва. В процессе вибрационных н агрузок деформаци термоэлектродов в месте выхода из па ного шва имеет существенно малую величину, поскольку радиус изгиба термоэлектродов со стороны малых значений лимитирован геометрией выпуклого мениска металла шва.metal is soldered on the metal of thermoelectrodes, and crystallization of the solder does not lead to a force effect on thermoelectrodes, in the area of their exit from the weld seam. In the process of vibration loads, the deformation of thermoelectrodes at the point of exit from the weld seam has a significantly small value, since the bending radius of thermoelectrodes from small values is limited by the geometry of the convex meniscus of the weld metal.

Способ осуществл ют следующим образом .The method is carried out as follows.

ки) превьш ение величины 1 над длиной па ного шва не лимитируетс .k) the excess of 1 over the length of the weld seam is not limited.

Покрытие может быть также сформировано путем глубокого окислени термоэлектродов во влажном водороде.The coating can also be formed by deep oxidation of thermoelectrodes in wet hydrogen.

Далее термоэлектроды 1 сваривают между собой (фиг. 2), Дл получени поверхности сварного шва 3, способной смачиватьс припоем, с расплавл емых торцов термоэлектродов, в об- 35 ласти образовани сварного соединени удал ют покрытие 2, а сварку производ т в защитной среде. Затем размещают термоэлектроды 1 вместе с навеской припо 4 в наконечник 5 термопары (фиг. 3) и производ т расплавление припо 4 (например, ТВЧ-нагревом в защитной среде аргона), при этом сварной шов термоэлектродов вплавл етс в припой 6 и тем самым надежно соедин етс с наконечником 5. В свою очередь, концы термоэлектродов 1, вход щие в па ный шов, дополнительно механически закрепл ютс , плотно охватьтаемые металлом затвердевшего припо 4. На выходе термоэлектродов 1 из па ного шва образуетс сопр жение между проволокой и металлов шва в форме выпуклого мениска 7 (фиг. 4), благодар несмачиваемости поверхности покрытых концов термоэлектродов. После изготовлени гор чего спа наконечник 5 присоедин ют к корпусу термопары посредством аргонодуговой сварки.Next, thermoelectrodes 1 are welded together (Fig. 2). To obtain the surface of the weld 3 that can be wetted by solder, the coating 2 is removed from the melted ends of the thermoelectrodes, in the region of formation of the welded joint, and welded in a protective medium. Then, thermoelectrodes 1 are placed together with a solder 4 in a tip 5 of a thermocouple (Fig. 3) and solder 4 is melted (for example, by high-frequency heating in a protective atmosphere of argon), while the weld of thermoelectrodes is melted in solder 6 and thereby reliably connects with the tip 5. In turn, the ends of the thermoelectrodes 1, included in the weld seam, are additionally mechanically fixed, tightly covered by the metal of the hardened solder 4. At the exit of the thermoelectrodes 1 from the weld seam, a junction is formed between the wire and the weld metals form convex meniscus 7 (Fig. 4), due to the non-wettability of the surface of the coated ends of thermoelectrodes. After fabrication of the hot end, tip 5 is attached to the thermocouple body by argon arc welding.

Заготовки термоэлектродов 1 нарезают по нужной длине и затем на концах термоэлектродов, вход щих в зону па ного шва, формируют слой 2 покрыти (фиг. 1). Выбор материала покрыти , а также, при необходимости, его обработка обусловлены требовани ми несмачиваемости поверхности покрыти расплавом жидкого припо , прин тым дл креплени конкретных термоэлектродов с наконечником. Например, в слу- чае термопар с хромель-алюмелевыми термоэлектродами (в виде провода диаметром 0,5 мм) и припо на медной или никелевой основе используют хромовое гальваническое покрытие (например, толщиной 12 мкм) . Дл повьш1ени химической стойкости покрытие дополнительно обрабатывают, окисл во влажном водороде или в атмосфере печи приThe blanks of thermoelectrodes 1 are cut along the desired length and then at the ends of the thermoelectrodes entering the steam weld zone, a layer 2 of the coating is formed (Fig. 1). The choice of the coating material, as well as, if necessary, its processing, is caused by the requirements of the non-wettability of the surface of the coating by the molten liquid solder, adopted for fastening specific thermoelectrodes with a tip. For example, in the case of thermocouples with chromel-alumel thermoelectrodes (in the form of a wire with a diameter of 0.5 mm) and solder on a copper or nickel base, a chrome plating is used (for example, 12 microns thick). To increase the chemical resistance, the coating is additionally treated, oxidized in wet hydrogen or in the furnace atmosphere at

22

температуре 900°С в течение 10 мин. Прот женность участка термоэлектрода с покрытием - 1 определ ют с учетомtemperature of 900 ° C for 10 min. The length of the coated thermoelectrode section - 1 is determined taking into account

длины па ного шва, таким образом, чтобы исключить возможность пр мого контакта расплава жидкого припо с металлом термоэлектрода. В случае применени несмачиваемого токопровод щего .. покрыти , например на металлической основе, величина 1 не должна из-за соображений инерционности выходить за пределы участка наконечника с равной температурой прогрева, т.е. чтобы при работе термопары на длине 1 не возникало бы температурного градиента , который может привести к повышению показател тепловой инерции.lengths of the weld seam, so as to exclude the possibility of direct contact of the molten liquid solder with the metal of the thermoelectrode. In the case of using a non-wettable conductive coating, for example, on a metal base, the value 1 should not, due to considerations of inertia, go beyond the tip portion with an equal heating temperature, i.e. so that when the thermocouple is operating at a length of 1, there would be no temperature gradient, which can lead to an increase in the thermal inertia indicator.

Практически 1 дл токопровод щего покрыти берут такой величины, чтобы в готовом гор чем спае величина участка с покрытием находилась над поверхностью па ного шва в пределах 1-2 мм.Almost 1 for a conductive coating is taken of such a size that in the finished hot junction the size of the coated area is above the surface of the weld seam within 1-2 mm.

Дл электроизол ционного покрыти For electrically insulating coating

5five

00

с (например, в виде сло стеклокерами0with (for example, in the form of a layer of glass

0 0

Далее термоэлектроды 1 сваривают между собой (фиг. 2), Дл получени поверхности сварного шва 3, способной смачиватьс припоем, с расплавл емых торцов термоэлектродов, в об- 5 ласти образовани сварного соединени удал ют покрытие 2, а сварку производ т в защитной среде. Затем размещают термоэлектроды 1 вместе с навеской припо 4 в наконечник 5 термопары (фиг. 3) и производ т расплавление припо 4 (например, ТВЧ-нагревом в защитной среде аргона), при этом сварной шов термоэлектродов вплавл етс в припой 6 и тем самым надежно соедин етс с наконечником 5. В свою очередь, концы термоэлектродов 1, вход щие в па ный шов, дополнительно механически закрепл ютс , плотно охватьтаемые металлом затвердевшего припо 4. На выходе термоэлектродов 1 из па ного шва образуетс сопр жение между проволокой и металлов шва в форме выпуклого мениска 7 (фиг. 4), благодар несмачиваемости поверхности покрытых концов термоэлектродов. После изготовлени гор чего спа наконечник 5 присоедин ют к корпусу термопары посредством аргонодуговой сварки.Next, thermoelectrodes 1 are welded together (Fig. 2). To obtain the surface of the weld 3 that can be wetted by solder, the coating 2 is removed from the melted ends of the thermoelectrodes, in the region of formation of the welded joint, and the welding is performed in a protective medium. Then, thermoelectrodes 1 are placed together with a solder 4 in a tip 5 of a thermocouple (Fig. 3) and solder 4 is melted (for example, by high-frequency heating in a protective atmosphere of argon), while the weld of thermoelectrodes is melted in solder 6 and thereby reliably connects with the tip 5. In turn, the ends of the thermoelectrodes 1, included in the joint seam, are additionally mechanically fixed, tightly covered by the metal of the hardened solder 4. At the exit of the thermoelectrodes 1, the junction between the wire and the seam metals in the output form convex meniscus 7 (Fig. 4), due to the non-wettability of the surface of the coated ends of thermoelectrodes. After fabrication of the hot end, tip 5 is attached to the thermocouple body by argon arc welding.

5five

Claims

Invention Formula

A method of making a hot-thermocouple thermocouple, comprising placing the thermoelectrodes in the tip and bonding them to the latter by soldering, characterized in that, in order to increase the mechanical

1

Compiled by N.Solovyeva Editor Y. Sereda Tekhred L. Serdyukova Proofreader V. But ha

Order 6390/28 Circulation 776 Subscription

VNIIPI USSR State Committee

for inventions and discoveries 113035, Moscow, Zh-35, Raushsk nab., 4/5

Production and printing company, Uzhgorod, Projecto st., A

The strength and vibration resistance of a thermocouple at the ends of thermoelectrodes entering the weld zone, except for the area of formation of their welded joint, form a coating that is not wetted by solder, and before soldering to the tip, the ends of thermoelectrodes are welded together.

2

tfS.J