Способ подготовки образца телескопического паяного соединения к испытанию

(12) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ СПОСОБ ПОДГОТОВКИ ОБРАЗЦА ТЕЛЕСКОПИЧЕСКОГО ПАЯНОГО СОЕДИНЕНИЯ К ИСПЫТАНИЮ(71) Заявитель Государственное учреждение высшего профессионального образования БЕЛОРУССКО-РОССИЙСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ(72) Авторы Цумарев Юрий Алексеевич Латыпова Елена Юрьевна Цумарева Татьяна Сергеевна(73) Патентообладатель Государственное учреждение высшего профессионального образования БЕЛОРУССКО-РОССИЙСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ(57) Способ подготовки образца телескопического паяного соединения к испытанию, включающий сборку образца телескопического паяного соединения с образованием паяльного зазора, нагрев, заполнение зазора расплавленным припоем, охлаждение образца до температуры испытания, деформирование внутренней детали образца, осуществляемое перед кристаллизацией припоя, а также снятие деформирующего усилия после кристаллизации припоя, отличающийся тем, что деформирование внутренней детали образца осуществляют до нагрева путем ее растяжения либо сжатия в осевом направлении. Фиг. 1 Изобретение относится к исследованию прочностных свойств паяных соединений и может быть использовано в различных отраслях машиностроения. 6051 1 Известен способ подготовки образца паяного соединения, при котором производят сборку заготовок образца с образованием паяльного зазора, нагрев, заполнение зазора расплавленным припоем и охлаждение образца до температуры испытания 1. Недостатком этого способа является низкая достоверность результатов испытаний,т.к. он не позволяет выявить влияние остаточных напряжений на характеристики работоспособности паяных соединений. Наиболее близким к заявляемому способу по технической сущности и достигаемому результату является способ подготовки образца телескопического паяного соединения к испытанию, включающий сборку заготовок образца с образованием паяльного зазора, нагрев, заполнение зазора расплавленным припоем, охлаждение до температуры испытания,деформирование внутренней детали, осуществляемое перед кристаллизацией припоя, а также снятие деформирующего усилия после кристаллизации припоя 2. Деформирование внутренней заготовки производят в радиальном направлении путем предварительного припаивания к ней вспомогательного элемента, а снятие деформирующего усилия производят путем удаления вспомогательного элемента механическим путем. Недостатком известного способа, принятого за прототип, является высокая стоимость и недостаточно широкий диапазон остаточных напряжений, наводимых в образце. Высокая стоимость испытаний обусловлена необходимостью припаивания вспомогательного элемента и последующего его удаления, что требует дополнительного расхода припоя, материала для изготовления вспомогательного элемента, затрат на нагрев и механическую обработку. Недостаточно широкий диапазон остаточных напряжений, наводимых в образце, обусловлен тем, что остаточные напряжения образуются только в интервале температур плавления припоев, которые используются для пайки вспомогательного элемента и самого образца. При этом выбор припоев и их температур плавления ограничен технологическими факторами. Задачей изобретения является снижение стоимости и расширение диапазона остаточных напряжений, наводимых в образце. Поставленная задача достигается тем, что в способе подготовки образца телескопического паяного соединения к испытанию, включающем сборку образца телескопического паяного соединения с образованием паяльного зазора, нагрев, заполнение зазора расплавленным припоем, охлаждение образца до температуры испытания, деформирование внутренней детали образца, осуществляемое перед кристаллизацией припоя, а также снятие деформирующего усилия после кристаллизации припоя, согласно изобретению, деформирование внутренней детали образца осуществляют до нагрева путем ее растяжения либо сжатия в осевом направлении. Благодаря тому, что деформирование внутренней детали образца осуществляют до нагрева путем ее растяжения либо сжатия в осевом направлении, отпадает необходимость в припаивании вспомогательного элемента. Поэтому отпадают и затраты на изготовление этого элемента, нагрев для припаивания вспомогательного элемента, механическую обработку для его удаления, приобретение припоя и флюса. Это значительно снижает стоимость операции подготовки образца к испытанию. Кроме того, режим деформирования внутренней детали образца до нагрева путем ее растяжения либо сжатия в осевом направлении не зависит от технологических особенностей припаивания вспомогательного элемента и поэтому может быть достигнут любой заданный по условиям испытания уровень остаточных напряжений, наводимых в образце. Это способствует расширению диапазона остаточных напряжений. Сущность изобретения поясняется чертежами. На фиг. 1 показана схема подготовки образца телескопического паяного соединения к испытанию, при которой деформирование внутренней детали образца осуществляют до нагрева путем ее растяжения в осевом направлении. На фиг. 2 - схема подготовки к испытанию, при которой деформирование внутренней детали осуществляют до нагрева путем ее сжатия в осевом направлении. 2 6051 1 Подготовку образца телескопического паяного соединения, состоящего из внутренней детали 1, наружной детали 2 и припоя 3, производят следующим образом. Внутреннюю деталь 1 устанавливают с зазором относительно наружной детали 2 и растягивают в осевом направлении, как это показано на фиг. 1. При этом происходит увеличение размера внутренней детали 1 в осевом направлении. После этого производят нагрев деталей 1 и 2,а зазор между ними заполняют припоем 3, затем производят охлаждение деталей 1 и 2 вместе с припоем 3. После кристаллизации припоя 3 усилие, растягивающее внутреннюю деталь 1, снимают, однако эта деталь не может свободно сокращаться в осевом направлении, т.к. она теперь жестко соединена с наружной деталью 2 посредством припоя 3. Поэтому внутренняя деталь 1 останется растянутой, а наружная деталь 2, препятствуя сокращению внутренней детали 1, окажется сжатой. Таким образом, в паяном телескопическом соединении будут наведены остаточные напряжения, которые можно учесть при проведении испытаний на статическую, циклическую прочность либо коррозионную стойкость. Если по условиям испытания потребуется увеличить уровень остаточных напряжений, то для этого достаточно увеличить усилие, растягивающее внутреннюю деталь 1 до кристаллизации припоя 3. Аналогичным образом происходит подготовка к испытанию при деформировании внутренней детали 1 путем ее сжатия в осевом направлении, как это показано на фиг. 2. Разница заключается только в том, что после снятия деформирующего сжимающего усилия внутренняя деталь 1, оказавшись соединенной с наружной деталью 2, не сможет свободно удлинятся и останется сжатой, а наружная деталь 2 окажется растянутой в осевом направлении. Телескопические паяные соединения, схематично показанные на фиг. 1 и фиг. 2, пригодны для проведения испытаний на коррозионную стойкость, а также на тепловой удар. Если образец, показанный на фиг. 1 и 2, разрезать плоскостью симметрии, перпендикулярно его оси, то будут получены два стандартных образца, пригодных для проведения испытаний на срез при статическом, циклическом либо ударном нагружении. Использование заявляемого способа подготовки образца телескопического паяного соединения к испытанию устраняет нагрев, обусловленный припаиванием вспомогательного элемента, и влияние этого нагрева на структуру и механические свойства материалов деталей 1 и 2. Это повышает достоверность результатов исследования влияния остаточных напряжений на характеристики работоспособности паяных соединений. Источники информации 1. В.Е. Хряпин, А.В. Лакедемонский. Справочник паяльщика. - М. Машиностроение,1974. - С. 7. 2. А.с. СССР 1523950, МПК 01 1/28, опубл. 23.11.1989 // БИ 43. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.