SU616005A2 - Способ изготовлени биметаллических переходников - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к общему машиностроению и может быть использовано при соединении трубопроводов и различных узлов из разнородных металлов и сплавов, работающих пру высоких избыточных давлени х и в вакууме в широких пределах как низких так и. высоких (свыше ) темпера тур, в частности в криогенной технике . По основному авт.св. 486836 известен способ изготовлени  биметаллических переходников из материалов обладающих различной пластичностью. переходники используютс  дл  соединени  трубопроводов и элементов конструкций криогенной техники. Способ включает телескопическую сборку заготовок и деформирование заготовки из более пластичного материала обжнмным кольцом. Наличие бурта на охватываемой (менее пластичной) заготовке и зазора между ним и торцом охватьшан аей (более пластичной) заго товки обеспечивает возникновение в процессе прессовани  знакопеременной деформации охватывающей заготовки с суммарной величиной 25-55%. Этой .деформации достаточно дл  холодной .; сварки более пластичной охватывающей заготовки по кольцевым выступам охватываемой заготовки l . Существующий способ эффективен прч изг товлении переходников из двух материалов с резко отличающимис  механическими свойствами, например из сочетаний титан-алюминий, титан-медь, сталь-аЛюминий и т.п., используемых дл  работы только при умеренных температурных перепадах (-269 - +100 С) средних рабочих давлени х (до 10 ати) и вакууме (iVlO - 1 1СГмм рт.ст.), т.е. область применени  изготовл емых переходников ограничена.. При изготовлении переходников известным способом усилие на контровку обжимного кольца в конечной стадии процесса прессовани  составл ет 25- 35% от общего усили . Это ограничивает возможности изготов7)ени  переходников больших типоразмеров без смены оборудовани . Приварка переходников ограниченной длины к издели м приводит к значительному нагреву объема деформируемой заготовки, заключенного меащу обжимным кольцом и охваттлэаемой заготовкой. Нагрев вызывает большие температурные дефо;рмации деформируемого материала в осевом и радиальном направлении. что приводит к ослаблению нат га обжимного кольца, а-это, в свою очеред может привести к потере соединением герметичности и прочности при эксплу атации на высоких рабочих параметрах Целью изобретени   вл етс  повышение надежности биметаллических пер ходников из материалов, обладающих различной пластичностью, при эксплуа тации на 1высоких рабочих параметрах (при, давлени х среды свыше 50 кгс/см больших перепадах температур и значительнЕлк вибрационных, знакоперемен ных и динамических нагрузках), снижение усилий прессовани  при изготовле нии переходников и повышение прочности и плотности соединени Св том чис ле При давлени х .ниже 1- рт.ст) Указанна  цель достигаетс  благодар  тому, что по предлагаемому способу обжимное кольцо и охватываемую заготовку.прочно, например сваркой плавлением, соедин ют между собой, охватываемую заг9товку и верхний торец обжимного кольца до запрессовки покрьавают слоем материала однородно го с материалом охватывающей заготовки , а после преосовани  герметично, например .сваркой плавлением, р.оедин ют охватываемую и охватывающую заготовки друг с другом и эти заготовки одновременно или порознь с обжимным кольцом. На фиг. 1-5 показаны различные варианты конструкции биметаллических переходников, изготовленных в соотвётс .твии с предложенным способом. Процесс изготовлени  биметалличес ких переходников заключаетс  в следуннцем . . На наружную цилиндрическую поверх ность бурта 1 охватываемой заготовки 2 надевают кольцо 3 до соприкосно вени  с нижним торцом обжимного коль ца 4. Затем сваривают швами 5 соприкасающиес  поверхности кольца 3 с заготовками переходника (фиг.1). Воз можна сварка нижнего торца обжимного кольца 4 непосредственно с буртог 1 (фит. 3). Изготовленный таким способом переходник представл ет собой конструк цию, в которой более пластична  охватыбающа ) заготовк-а 6 заперта между менее пластичными, образующими после сварки между собой как бы единую деталь. .Наличие у обжимного коль ца, конуса раструбом вниз приводит К конструкции ласточкин хвост Зажатьюй таким образом со всех сторон более пластичный объем охватывающей заготовки, соприкасакнцейс  с менее пластичнымиэлементами переходника, меньше подвержен вли нию знакопеременных , перегрузок , что.значительно .повышает надежность и долговечность конструкции. Изготовление переходников по данному способу позвол ет сни зить усилие прессовани  на .25-35% по сравнению с усилием, затрачиваемым .. на контровку обжимного кольца при изготовлении переходников по известному способу, так как в последнем случ ае из-за ограниченности возможностей прессового оборудовани  прессование осуществл Ът в две стадии: совместное деформирование и контровка обжимного кольца. Изготовление же переходников по предложенному способу исключает вторую стадию. Приварку кольца 3 (или непосредственно обжимного кольца 4) производ т в специальнрм приспособлении, которое позвол ет создать дополнительный нат г кольца на охват.ываю1цую заготовку и исключить вли ние температурных напр жений на кольцо. Дополнительный нат г кольца создает упругую объемную деформацию сжати  болэе пластичной заготовки, заключенной между .более прочными (менее пластичными ) част ми переходника, величина которой больше или равна -обьемной деформа:ции раст жени  от температур ных напр жений. Возможно применение другого приема (фиг. -2),. Поверхности охватываемой заготовки 2, включа  наружную цилиндрическую поверхность бурта 1, и верхний торец 7.обжимного кольца 4, выполненного , например, из того же материала, что и охватываема  заготовка, покрывают слоем материала, однородного с материалом охватывающей заготовки 6. Покрытие этим слоем выступов охватываемой заготовки позвол ет осуществить эффективную холодную сварку однородных материалов. , Кроме того, при холодной сварке прессованием однородных материалов уменьшаютс  энергозатраты. После прессовани  переходников производ т сварку.плавлением швами 8 и 9 как бы целиком до. однородному материалу . . : . ;. . . , . Сочетание хоЛоднр1Й рварКЙ и сварки плавлением увеличивает -работоспособность переходников. Это объ сн етс  тем, что приварка бурта к эаготовке из более пластичного материала придает дополнительную прочность мес-. ту соединени  и компёнсирует некоторую осевую деформацию п&и нагреве переходных элементов, а приварка верхнего торца обжимного кольца обеспечивает , синхронную подвижность его с охватывающей заготовкой. На фиг,- 3 показана конструкци  переходника, где в сочетании t приемаМи , показанными на фиг. 1 и 2, Использована сварка швом 10 охватываем мой заготовки 2 по нанесенному на ее внутреннюю поверхность слою с охватывающей заготовкой 6, а нижний торец обжимного кольца 4 непосредственно соединен сваркой швом 5 с цилинд1рической поверхностью бурта 1.

Конструкци  переходника, приведенна  на фиг. 4, объедин ет перечисленные приемы: после сварки швами 8,9 и 10 по нанесенному на охватываемую заготовку 2 и на верхний торец 7 обжимного кольца 4 слою в.ставл ют кольцо 3 и сваривают его швом 5 с охватываемой заготовкой и обжимным кольцом .

Переходник, показанный на фиг. 5, изготовлен с применением дополнитель,ного приема. Перед прессованием между сопр гаемыми поверхност ми соедин емых элементов 2 и 6 (например, между торцом охватываемой и внутренним выступом охватывающей заготовки) помещают уплотнитель 11 из инородного материала , имеющего достаточно малую газопроницаемость и обладающего упру,гой текучестью, т..е. имеющего свойство заполн ть все неровности сопр гаемых поверхностей соедин емых элементов , но не расплыватьс  при этом, а восстанавливать свои первоначальную форму и размеры при сн тии нагрузки в процессе эксплуатации переходника . Таким материалом может быть как металл (индий и др.), так и полимер {дифлон и др.) . В качестве инородных материалов могут быть использованы различные припои, наносимые на поверхности соедин емых деталей в виде покрытий .

Описанные приег«л могут быть использованы как в сочетаний с кзвестнь м способом, так и а различных комбинаци х друг с другом в зависимости от условий эксплуатации переходников.

Формула .изобретбии 

1.Способ изготовлени  биметаллических переходников по авт.св.))4в6836, отличающийс  тем,.что,

с целью повышени  надежности переходников в работе, снижени  усилий прессовани  и увеличени  прочности и плотности соединени , перед прессованием охватываемую заготовку и обжимное кольцо покрывают слоем материала, однородного с материалом охватывающей заготовки, а после прессовани  границы соприкасающихс  деталей герметично соедин ют между собой, например, сваркой плавлением.

2.Способ по П.1, отличающийс  тем, что после прессовани  обжимное кольцо соедин ют сваркой плавлением с охватывающей заготовкой.

Источники кнформацнн,. прин тые во внимание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство СССР 486836, кл. В 21 D 39/00, 1972.

Фиг.1

А/г.г

w

1

/

X

л/г. «

fuz.S