Спосіб з’єднання тонкостінних елементів металевих конструкцій припоєм

Изобретение относится к области пайки и может быть использовано при соединении тонкостенных конструкций в машиностроении, металлургии. Известен способ соединения элементов тонкостенных металлических конструкций припоем [1], в соответствии с которым соединяемые детали предварительно нагревают, стыкуют и стыки заполняют расплавленными припоем. Припой расплавляют воздействием тепла, полученным от други х источников. Такой способ соединения требует применения вспомогательных материалов - флюсов, газовых сред и т.д., для которых температурный интервал востанавливаемости в них оксидов делает необходимым строгое соблюдение температурного режима пайки. Наиболее близким к заявляемому техническому решению по совокупности признаков является способ соединения тонкостенных металлических конструкций припоем [1], при котором между соединяемыми элементами при сборке размещают слой припоя и производят нагрев до температуры пайки. Недостатком способа является необходимость использования вспомогательных флюсов и системы нагрева. В основу изобретения поставлена задача усовершенствования способа соединения тонкостенных элементов металлических конструкций припоем путем использования тепла, выделяемого при соударении неподвижного и метаемого элементов, и за счет этого расширить возможности пайки исключением традиционных источников тепла. Поставленная задача достигается тем, что в способе соединения тонкостенных элементов металлических конструкций припоем, при котором между соединяемыми элементами при сборке размещают слой припоя и производят нагрев до температуры пайки, согласно изобретения, соединяемые элементы при сборке располагают с зазором, нагрев припоя и паяных элементов производят за счет тепла, выделяющегося при соударении неподвижного и метаемого элементов, при этом метаемому элементу обеспечивают скорость, определяемую из соотношения: где - удельная плотность, удельная теплопроводность, толщина, температура плавления, удельная теплота плавления припоя; - удельная плотность, толщина, скорость метаемого элемента; - скорость точки контакта и угол соударения элементов, соответствующие нижней границе области сварки взрывом. Расположение соединяемых элементов с зазором дает возможность легко регулировать толщину припоя и располагать его не только на плоских поверхностях, но и на телах вращения и более сложной геометрии для осуществления соударения. Осуществление нагрева припоя и паяных элементов за счет тепла, выделяющегося при соударении неподвижного и метаемого элементов с заданной скоростью позволяют, увеличивая скорость соударения, достигать температур плавления припоя как легкоплавких так и тугоплавких материалов, Сущность способа поясняется чертежом (фиг.), на котором изображена схема размещения деталей при сборке. Способ реализуется следующим образом. Соединяемые элементы 1 и 2 тонкостенных металлических конструкций располагают с зазором. В зазор, между соединяемыми элементами, располагают припой 3, например, в виде ленты. Между слоем припоя и, по крайней мере, одним из элементов оставляют зазор. Слой припоя может быть предварительно нанесен на одну из соединяемых поверхностей. На одном из элементов соединяемых конструкций располагают взрывчатое вещество 4. Соединение элементов осуществляют п утем соударения соединяемых поверхностей со слоем припоя при метании элемента 1 после взрыва взрывчатого вещества 4. В результате соударения выделяется некоторое количество тепла. Между скоростью метаемого элемента и температурой плавления припоя существует зависимость: где удельная температура - удельная плотность, теплопроводность, толщина, плавления и удельная теплота плавления припоя, - удельная плотность, толщина и скорость метаемого элемента. Увеличивая скорость метаемого элемента можно достичь температуры плавления припоя как для легкоплавких припоев так и для тугоплавких. Скорость метаемого элемента зависит как от геометрических параметров элементов конструкции, так и от зазора между ними. Зазор, устанавливаемый между двумя конструкциями, подготавливаемыми для пайки в соответствии со схемой на чертеже, обеспечивает разгон метаемого элемента конструкции до необходимого уровня скорости выбираемой так, чтобы обеспечить нагрев припоя, помещенного на неподвижную конструкцию до необходимой температуры плавления. Согласно данному способу скорость метаемого элемента должна быть менее величины где - скорость точки контакта, a - угол соударения элементов, соответствующие нижней границе области сварки взрывом. Пример. Соединяли пластины из стали Х18Н10Т толщиной Между пластинами размещали припой с температурой плавления 1050°C. Величину сборочного зазора варьировали в интервале Пайка элементов происходила по всей поверхности при значениях зазора При меньшем зазоре метаемый элемент не успевал набрать необходимой скорости. Использование предлагаемого способа соединения тонкостенных элементов металлических конструкции припоем по сравнению с существующими способами соединения конструкций, обеспечивает следующие преимущества: возможность соединения конструкций припоем без использования вспомогательных материалов; - отсутствие традиционных источников тепла.