PL193792B1 - Sposób zaślepiania otworów - Google Patents

Abstract

1. Sposób zaslepiania otworów, w szczególnosci otworów w elemencie chlodzacym, polegajacy na tym, ze umieszcza sie zaslepke, wykonana z miedzi w otwo- rze znajdujacym sie w miedzianym elemencie, przykla- dowo w obudowie elementu chlodzacego, znamienny tym, ze pomiedzy powierzchnia boczna (11) zasle- pki (8) a wewnetrzna powierzchnia (13) otworu umieszcza sie stop lutowniczy (10) o temperaturze topnienia nizszej niz temperatura topnienia laczo- nych czesci, a na powierzchnie stopu lutowniczego (10) i/lub na przynajmniej jedna z laczonych po- wierzchni (11, 13) nanosi sie warstwe cyny (Sn), a ponadto tym, ze rejon polaczenia pomiedzy za- slepka (8) a elementem, takim jak obudowa (2) ele- mentu chlodzacego, podgrzewa sie przynajmniej do temperatury topnienia stopu lutowniczego lub do zblizonej wartosci, po czym rejon polaczenia schla- dza sie, przy czym stosuje sie stop lutowniczy (10) w danej kompozycji stopów stanowiacy kompozycje eutektyczna z miedzia. PL PL PL

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób zaślepiania otworów, zwłaszcza otworów w elemencie chłodzącym.

Wynalazek dotyczy zasadniczo sposobu zaślepiania otworów, w którym w otwór znajdujący się w przedmiocie wykonanym głównie z miedzi, takim jak obudowa elementu chłodzącego, wtykana jest zaślepka wykonana przede wszystkim z miedzi. Otwory, które zaślepiane są w sposób będący przedmiotem tego wynalazku, znaleźć można przykładowo w elementach chłodzących wykorzystywanych do chłodzenia konstrukcji pieców stosowanych w przemyśle metalowym, takich jak piece do wytapiania lub wielkie piece znajdujące zastosowanie w procesie wytapiania stali lub też w połączeniu z kanałami chłodzącymi zsuwni wykorzystywanymi do transportu stopionego metalu. Zazwyczaj elementy chłodzące wykonane są z miedzi i wyposażone przykładowo w kanały wzdłużne i/lub poprzeczne, wewnątrz których krąży chłodziwo. Część spośród otworów w obrębie systemu kanałów elementu chłodzącego jest zaślepiona tak, by w obrębie elementu pozostawała nie zaślepiona jedynie niezbędna liczba otworów wlotowych przez które chłodziwo doprowadzane jest do wnętrza elementu i wylotowych, przez które chłodziwo odprowadzane jest z wnętrza elementu. Zgodnie ze znanym ze stanu techniki sposobem zaślepiania otworów, element chłodzący wyposażono w zaślepkę umieszczaną w zaślepianym otworze przy wykorzystaniu połączenia na wcisk, które spawane jest od zewnątrz do obudowy elementu chłodzącego, przy czym zazwyczaj spoina (złącze, połączenie) sięga na głębokość około 6 mm. Przed przystąpieniem do spawania poszczególne części podgrzewane są do wysokiej temperatury. W trakcie wstępnego ogrzewania ryzyko utlenienia zaślepki jest szczególnie wysokie i to na tym etapie w przypadku wykorzystania połączenia zaślepki znanego ze stanu techniki połączenie to jest szczególnie podatne na uszkodzenia wywołane, między innymi, korozją. I tak, przykładowo, atmosfera we wnętrzu pieca do wytapiania a zawierająca między innymi SO2 w postaci gazowej, wywołuje korozję towarzyszącą reakcji siarkowania. Ażeby uniknąć ryzyka uszkodzenia połączenia zaślepki, a w konsekwencji ewentualnie wyciekania chłodziwa, konieczne było dotąd stosunkowo częste wymienianie elementów chłodzących. W opisie GB 2196556 mowa jest o zaślepianiu rurkowych płyt generatora pary przy pomocy luto-spawanych zaślepek. Sposób stosuje się do uszkodzonych rurek, które trzeba uszczelnić od strony generatora pary. Zaślepki mają kształt naparstka. Zwykle materiał płytek generatora pary stanowi stal a rurki mogą być także wykonane ze stopu niklu. Ten rodzaj materiału nie może jednak być zastosowany w elementach chłodzących o wysokiej temperaturach, ponieważ jedną z najistotniejszych cech tego elementu jest dobra przewodność cieplna. Warunki w piecu do wytapiania są na tyle trudne, że zatyczka elementu chłodzącego nie może mieć kształtu naparstka.

Opis brytyjski nie wspomina jaki rodzaj materiału lutowniczego zastosowano ale jest oczywiste, że tego materiału lutowniczego nie może stanowić kompozycja eutektyczna z miedzią.

Publikacja „Lutowanie (T.Radomski, A.Ciszewski, WNT 1985) dotyczy sposobu, w którym cyna Sn jest komponentem materiału lutowniczego. W przedmiotowym opisie stwierdza się, że podanie cyny obniża temperaturę konieczną do utworzenia połączenia i unika się utlenienia powierzchni łączonych i co najmniej nie uda się osiągnąć później korzyści z zastosowania cyny jako części materiału lutowniczego.

W dokumencie D1US 3,710,473 omawia się wytwarzanie wymiennika ciepła o kształcie typu powłoka-rura (shell-and-tube), w którym pierwszy płyn płynie wewnątrz rur a inny płyn płynie wewnątrz powłoki wokół zestawu rur. Ten typ wymiennika ciepła mają radiatory, chłodnice typu płytowego itp. Wymiennik ciepła zawiera wiele rurek zanurzonych w matrix przez arkusz rur (tube sheet), z którego wystają końce rur. Połączenie rur do arkusza rur odbywa się poprzez arkusz rur z otworami, który łączy chłodzące rury. Folia lutownicza jest wciskana do otworów i formuje się ją wkoło obwodu. Końce rur tkwią wewnątrz otworów i powstały zestaw rur wchodzi do powłoki wymiennika ciepła. Końcowa część całego zespołu wymiennika ciepła podlega podgrzewaniu, przykładowo w piecu z rurą kwarcową, które powoduje stopienie folii i przepływ wokół rur wypełnia przestrzeń pomiędzy rurami i otworami. Typowo używana folia lutownicza zawiera 45% Ag, 15% Cu, 16% Zn, 18% Cd i 6% innych składników jak żelazo czy ołów. Korzystna temperatura jest rzędu 700°C. Połączenie tworzy się przez lutowanie co oznacza, że folia lutownicza jest stopiona.

Celem wynalazku jest przedstawienie nowego sposobu zaślepiania otworów, a w szczególności otworów w elementach chłodzących, który to sposób pozwoliłby uniknąć wad sposobów znanych ze stanu techniki.

PL 193 792 B1

Sposób zaślepiania otworów, w szczególności otworów w elemencie chłodzącym, polegający na tym, że umieszcza się zaślepkę, wykonaną z miedzi w otworze znajdującym się w miedzianym elemencie, przykładowo w obudowie elementu chłodzącego, według wynalazku charakteryzuje się tym, że pomiędzy powierzchnią boczną zaślepki a wewnętrzną powierzchnią otworu umieszcza się stop lutowniczy o temperaturze topnienia niższej niż temperatura topnienia łączonych części, a na powierzchnię stopu lutowniczego i/lub na przynajmniej jedną z łączonych powierzchni nanosi się warstwę cyny (Sn), a ponadto tym, że rejon połączenia pomiędzy zaślepką a elementem, takim jak obudowa elementu chłodzącego, podgrzewa się przynajmniej do temperatury topnienia stopu lutowniczego lub do zbliżonej wartości, po czym rejon połączenia schładza się, przy czym stosuje się stop lutowniczy w danej kompozycji stopów stanowiący kompozycję eutektyczną z miedzią.

W otworze w obudowie i/lub na powierzchni zaślepki przed jej wsadzeniem do wnętrza otworu umieszcza się stop lutowniczy. Stosuje się stop lutowniczy w postaci folii i stop lutowniczy wybiera się z grupy obejmującej połączenia: Ag+Cu, Al+Cu, Sn+Cu oraz Sb+Cu, korzystnie stosuje się stop lutowniczy, który stanowi Ag lub Al.

Stosuje się folię lutowniczą o grubości 10-500 mm, a korzystnie 20-100 mm. Folia ma grubość w środkowej części 10-100 mm aod zewnątrz 1-20 mm.

Zaślepkę przyspawa się do obudowy.

Według wynalazku w elemencie chłodzącym pieca obejmującym obudowę z miedzi oraz kanały wewnątrz obudowy, w których poddaje się krążeniu chłodziwo, przy czym przy wykonywaniu kanałów w obudowie wykonuje się również otwory, z których przynajmniej część zaślepia się i że w rejonie połączenia zaślepki z obudową stosuje się połączenie dyfuzyjne zawierające cynę (Sn).

Jako powierzchnie połączenia stosuje się powierzchnię boczną zaślepki oraz powierzchnię wewnętrzną otworu.

Zaślepka ma część gwintowaną oraz część połączenia stożkowego. Połączenie uzyskuje się wykorzystując folię lutowniczą, którą umieszcza się między łączonymi powierzchniami. Część zaślepki centruje się.

Zgodnie ze sposobem według wynalazku, pomiędzy powierzchnią boczną zaślepki a wewnętrzną powierzchnią otworu umieszcza się stop lutowniczy o temperaturze topnienia niższej niż temperatura topnienia łączonych ze sobą części, po czym przynajmniej rejon połączenia zaślepki z obudową danego elementu, taką jak obudowa elementu chłodzącego, podgrzewa się przynajmniej do temperatury topnienia stopu lutowniczego lub też do zbliżonej wartości, po czym rejon połączenia się schładza. Wykorzystując sposób według wynalazku uzyskać można połączenie o pożądanej głębokości biegnące wzdłuż zaślepki. Zgodnie z preferowanym rozwiązaniem stop lutowniczy występuje w postaci folii. Przykładowy stop lutowniczy charakteryzuje się postacią ułatwiającą jego zastosowanie, istnieje zatem możliwość jego umieszczenia w rejonie połączenia w ściśle określonym miejscu, co sprawia, że wykonywanie złącza (spoiny) odbywa się bez trudności.

Zgodnie z zastosowaniem sposobu według wynalazku, stop lutowniczy dobiera się z grupy obejmującej następujące połączenia: Ag+Cu, Al+Cu, Sn+Cu oraz Sb+Cu. W sposobie według wynalazku złącze wykonuje się techniką dyfuzji, gdzie miedź lub stop miedzi oraz stop lutowniczy są już częściowo rozpuszczone na powierzchni styku. W taki też sposób uzyskać można połączenie szczególnie wysokiej jakości. W przypadku stopów miedzi dzieje się to za sprawą kompozycji występujących przynajmniej w następujących układach metali: Cu-Ag, Cu-Al, Cu-Sn oraz Cu-Sb (które topią się w stosunkowo niskich temperaturach, będąc zarazem bogate, czy też obejmując wyłącznie poszczególne składniki stopu). I tak, w przypadku niektórych zastosowań istnieje możliwość wykorzystania folii zawierającej przykładowo jedynie Al. Co więcej, stosunek fazowy dla owych stopów dwuskładnikowych dostosować można do potrzeb, idąc w kierunku stopów trójskładnikowych (czy też stopów liczących więcej składników). W korzystnym rozwiązaniu stop lutowniczy charakteryzuje się kompozycją eutektyczną w obrębie kompozycji stopów zawierających miedź. Nanoszenie stopu lutowniczego potrzebnego do stworzenia połączenia dyfuzyjnego odpowiednio cienkimi warstwami sprawia, że za sprawą mechanizmu dyfuzji uzyskać można w strukturze ostatecznej nawet w niskiej temperaturze fazy stałej ulegające stopieniu w wyższej temperaturze, nawet o kilkaset stopni, niż pierwotny stop lutowniczy. Tym samym połączenie takie zyskuje poniekąd zdolność samoczynnego odtwarzania, jako że wytrzymuje ono wyższe temperatury niż zwykły stop lutowniczy. Połączenie takie uzyskać można przykładowo przy użyciu folii (taśmy) lub drutu do lutowania, na łączonych ze sobą powierzchniach zastosować też można cienkie warstwy stopu, nanoszone nań z wyprzedzeniem. Ciepło niezbędne do przeprowadzenia dyfuzji pomiędzy stopem lutowniczym a łączonymi ze sobą elementami uzyskać

PL 193 792 B1 można poprzez ogrzewanie przy użyciu środków grzewczych, przykładowo palnika skroplonego gazu. Zastosować tu też można inne mechanizmy grzewcze w celu podgrzania rejonu połączenia, przykładowo nagrzewanie indukcyjne. Jeśli obok połączenia dyfuzyjnego przeprowadzane jest również spawanie zaślepki, temperaturę spawania powierzchni wykorzystać można przy okazji wykonywania połączenia dyfuzyjnego.

Na powierzchnię folii stopu lutowniczego i/lub na przynajmniej jedną z łączonych powierzchni nanosi się, przed przystąpieniem do łączenia, warstwę cyny (Sn). Naniesienie cyny obniża temperaturę wymaganą do uzyskania połączenia. Jednocześnie uniknąć można ryzyka utlenienia łączonych powierzchni, wykonanie połączenia nie pociąga też za sobą konieczności wykorzystania instalacji dostarczającej gaz ochronny. W celu rozpoczęcia reakcji przemiany fazowej, a ponadto w celu uzyskania optymalnego połączenia, wystarcza warstwa cyny rzędu kilku mikrometrów, umieszczana pomiędzy folią Ag+Cu a łączonym elementem. Sposób według wynalazku nie wymaga zastosowania kompozycji Ag+Cu, możliwe jest również wykorzystanie folii zasadniczo z samego Ag. Połączenie takie uzyskiwane jest szybko ze względu na wykorzystanie mechanizmu dyfuzji stopionych i stałych substancji, jak również ze względu na późniejsze reakcje przemiany fazowej, przeprowadzane już w temperaturze ogrzewania wstępnego wykorzystywanego w procesie spawania. Dzięki zastosowaniu sposobu według wynalazku możliwe jest uzyskanie stopu lutowniczego, który byłby dość odporny na działanie atmosfery zawartej wewnątrz pieca. I tak, przykładowo, stop lutowniczy typu Ag+Cu dobrze znosi atmosferę zawierającą SO2 panującą w piecu do wytapiania. Odnośnie korozji przebiegającej w warunkach roboczych, cyna z uzyskanego złota mozaikowego nie jest szkodliwa, jako że nie ulega ona reakcji siarkowania, jak to się dzieje w przypadku cynku lub miedzi. Z kolei srebro rozpuszczane w fazach łączącego połączenia podwyższa odporność na korozję złota mozaikowego.

Element chłodzący pieców, który obejmuje obudowę wykonaną głównie z miedzi, a ponadto kanały biegnące w obrębie obudowy, w których krąży chłodziwo, przy czym w trakcie formowania kanałów w obudowie wykonuje się otwory, z których część jest zaślepiona a według wynalazku między zaślepką a obudową stosuje się połączenie o charakterze dyfuzyjnym. Element chłodzący stosowany w sposobie zgodnie z wynalazkiem doskonale znosi warunki panujące wewnątrz pieca. Łączone powierzchnie stanowią boczna powierzchnia zaślepki i wewnętrzna powierzchnia otworu. Tym samym połączenie (spoina) jest wystarczająco długie, ciągnąc się wzdłuż zaślepki. Połączenie to uzyskiwane jest przy użyciu folii stopu lutowniczego umieszczanej pomiędzy łączonymi powierzchniami. Zaślepka obejmuje część gwintowaną oraz część połączenia stożkowego. Dzięki zastosowaniu części gwintowanej powierzchnie połączenia ściskane są ze sobą, dzięki czemu uzyskuje się złącze wysokiej jakości. Strefa połączenia zaślepki jest samocentrująca, w wyniku czego powierzchnie połączenia rozmieszczone są równomiernie względem siebie.

Przedmiot wynalazku przedstawiono na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia uproszczony element chłodzący; fig. 2 przedstawia element chłodzący zaprezentowany na fig. 1 w przekroju wzdłuż linii A-A; fig. 3 przedstawia jeden z etapów sposobu według wynalazku, gdy zaślepka lutowana jest wewnątrz otworu znajdującego się w elemencie chłodzącym.

Przedmiotem wynalazku jest sposób zaślepiania otworów, w szczególności otworów w elemencie chłodzącym, zgodnie z którym to sposobem w otworze 9 znajdującym się w elemencie wykonanym głównie z miedzi, przykładowo w obudowie 2 elementu chłodzącego 1, umieszcza się zaślepkę 8, wykonaną głównie z miedzi. Na fig. 1 przedstawiono element chłodzący 1 i wykorzystanie sposobu zaślepiania otworów według wynalazku. Zazwyczaj elementy chłodzące 1 wykonywane są z miedzi. W obudowie 2 elementu chłodzącego wykonywany jest przykładowo techniką wiercenia lub odlewania system kanałów 3, 4, 5, wewnątrz którego może już krążyć chłodziwo - takie jak woda - z chwilą, gdy element 1 zostanie zainstalowany w ściance pieca. Zgodnie z przykładem zaprezentowanym na rysunku system kanałów wykonano w postaci otworów 3, 4, 5 przechodzących przez obudowę 2. Otwory 3, 4, 5 rozmieszczono w obudowie 2 w tak, że łączą się one między sobą, tworząc właśnie system kanałów, wewnątrz których krąży chłodziwo. Część spośród otworów 9 wykonanych na powierzchni elementu chłodzącego 2 zaopatrzono w zaślepki 8, co pozwoliło na uzyskanie odpowiedniej liczby przewodów wlotowych i wylotowych 6, 7 w obrębie elementu, które to przewody umożliwiają podłączenie elementu do systemu krążenia chłodziwa. Element chłodzący 1 przymocowano do konstrukcji pieca, przykładowo do jego ścianki; wówczas chłodzi on zazwyczaj ognioodporne wyłożenie pieca. Zazwyczaj ścianka elementu chłodzącego od strony przewodów wlotowych i wylotowych 6, 7 skierowana jest na zewnątrz względem wnętrza pieca (nie zaznaczone na rysunku). Materiałem wykorzystywanym zazwyczaj na elementy chłodzące jest miedź, między innymi ze względu na jej dobre

PL 193 792 B1 przewodnictwo cieplne. Element chłodzący zaprezentowany na rysunkach stanowi uproszczony model konstrukcyjny takiego elementu. Zazwyczaj elementy chłodzące obejmować mogą pewną liczbę sąsiadujących ze sobą kanałów rozmieszczonych wzdłuż i/lub w poprzek elementu.

Do chłodzenia konstrukcji pieca wykorzystuje się większą liczbę elementów chłodzących, podłączonych do systemu obiegu chłodziwa.

Zgodnie ze sposobem zaślepiania otworów w elemencie chłodzącym według wynalazku, gdzie w otworze 9 w obudowie 2 elementu chłodzącego 1, wykonanego zasadniczo z miedzi, umieszcza się zaślepkę 8, również zasadniczo wykonaną z miedzi, pomiędzy boczną powierzchnią 11 zaślepki 8 a wewnętrzną powierzchnią 13 otworu umieszcza się stop lutowniczy 10 o temperaturze topnienia poniżej temperatury topnienia łączonych elementów, przy czym przynajmniej rejon połączenia zaślepki z elementem chłodzącym podgrzewa się przynajmniej do temperatury topnienia stopu lutniczego lub do zbliżonej wartości, po czym rejon połączenia schładza się. Dzięki sposobowi według wynalazku uzyskać można połączenie typu dyfuzyjnego. Temperaturę podwyższyć tu można na tyle, że w rejonie połączenia utworzy się chwilowa faza stopiona.

Korzystnie stop lutowniczy 10 występuje w postaci folii. Folię taką łatwo jest wykorzystać, a po odpowiednim jej przycięciu na długość i szerokość można ją zamocować z wyprzedzeniem w określonym miejscu w rejonie połączenia, co pozwala z kolei uzyskać znakomite połączenie wzdłuż całej powierzchni połączenia. Zgodnie z typowym rozwiązaniem stop lutowniczy nanosi się w obrębie otworu 9 w obudowie 2 i/lub na powierzchnię połączenia 11 zaślepki 8 przed umieszczeniem zaślepki w otworze.

Stop lutowniczy 10 dobiera się z grupy obejmującej następujące połączenia: Ag+Cu, Al+Cu, Sn+Cu oraz Sb+Cu. Odnośnie topliwości należy tu zauważyć, że składniki stopu lutowniczego pozwalają uzyskać kompozycje eutektyczne obejmujące miedź. I tak, na przykład, w przypadku stopu lutowniczego typu Ag+Cu kompozycja eutektyczna obejmuje 71% wag. Ag oraz 29% wag. Cu. Stop lutowniczy stanowić też może czyste Ag lub Al.

Na powierzchnię folii 10 i/lub przynajmniej na jedną z łączonych powierzchni 11, 13 nanieść można warstwę cyny (Sn), co umożliwia obniżenie temperatury koniecznej do przeprowadzenia procesu lutowania. I tak, na przykład, połączenie wyjątkowo wysokiej jakości uzyskać można poprzez naniesienie na powierzchnię folii Ag+Cu o grubości 50 mm warstwy Sn przykładowo o grubości 5-10 mm. Warstwy cyny otrzymać można przykładowo poprzez zanurzenie stopu lutowniczego w postaci folii w stopionej cynie i ewentualne jej wygładzenie poprzez walcowanie. Grubość folii stopu lutowniczego wynosi zazwyczaj 10-500 mm, a korzystnie 20-100 mm. W przypadku zastosowania warstw cyny grubość folii po środku wynosi 10-100 mm, a od zewnątrz 1-20 mm.

W przypadku zastosowania warstwy Sn w połączeniu ze stopem lutowniczym możliwe jest również wykorzystanie stopu lutowniczego o zawartości Cu niższej niż w przypadku kompozycji eutektycznej. I tak, na przykład, zawartość Cu w stopie lutowniczym typu Ag+Cu wynosić może w granicach 0-29% wag. Z punktu widzenia sposobu według wynalazku skład kompozycji nie jest bardzo istotny w przypadku zastosowania warstw cyny.

Oprócz przylutowania, zaślepkę 8 można również w razie potrzeby do obudowy 2 przyspawać. W takim wypadku pod spoiną, a w obrębie połączenia nie ustaje proces dyfuzji cyny i srebra do miedzi, przy czym kierunek przemian przebiega, patrząc pod kątem faz utworzonych we szwie połączenia, w kierunku faz topniejących w coraz wyższych temperaturach. W niniejszym przypadku temperatura konieczna do utworzenia połączenia dyfuzyjnego osiągana jest już w trakcie ogrzewania wstępnego wymaganego do przeprowadzenia procesu spawania.

W rezultacie połączenie wykonane zgodnie ze sposobem według wynalazku pomiędzy zaślepką 8 elementu chłodzącego a obudową 2 stanowi połączenie dyfuzyjne, przy którego tworzeniu wykorzystano obróbkę termiczną. Główne powierzchnie połączenia stanowią boczna powierzchnia 11zaślepki 8 oraz wewnętrzna powierzchnia 13 otworu. Zaślepką obejmuje część gwintowaną 12 oraz część połączenia stożkowego 11. Część połączenia stożkowego 11 wykonano w kształcie ściętego stożka, zwężającego się w kierunku części gwintowanej 12. Część gwintowana pozwala na wycentrowanie powierzchni połączenia 11 względem powierzchni wewnętrznej 13 otworu.

Na fig. 3 przedstawiono bardziej szczegółowo jeden z etapów sposobu zaślepiania otworów według wynalazku. Zazwyczaj zaślepki wykonuje się głównie z miedzi. W przypadku rozwiązania przedstawionego na rysunku zaślepka 8 obejmuje stożkową część 11 oraz część gwintowaną 12. Otwór 9 wykonano w sposób odpowiadający kształtem zaślepce 8, to jest uwzględniono część stożkową 13 i część gwintowaną 14.

PL 193 792 B1

W rozwiązaniu przedstawionym na fig. 3 w pobliżu wewnętrznej ścianki otworu 9lub też w bezpośrednim sąsiedztwie części stożkowej 13 umieszczono warstwę stopu lutowniczego 10, przy czym szczególnie korzystnie w postaci folii. Zaślepkę 8 umieszcza się w otworze 9 tak, że część stożkowa 11 zaślepki styka się z częścią stożkową 13 otworu, a między nimi znajduje się warstwa stopu lutowniczego 10. Zaślepka 8 zgodnie z rozwiązaniem przedstawionym na rysunku jest zakręcana przy wykorzystaniu gwintu 14 w otworze. Zgodnie z korzystnym rozwiązaniem zaślepkę 8 wyposażyć można w urządzenie prowadzące 15 wykorzystywane do trwałego mocowania zaślepki w otworze, przy czym urządzenie to pozwala uzyskać dowolny zacisk zamknięcia. Wówczas połączenie między zaślepką 8 a obudową 2 podgrzewa się, co pozwala na przeprowadzenie dyfuzji w rejonie połączenia.

Poniżej na przykładach przedstawiono korzystne rozwiązania wynalazku.

Przykład I

Zgodnie z tym przykładem w ramach stopu lutowniczego wykorzystano połączenie Ag+Cu o kompozycji eutektycznej, zawierającej 71% wag. Ag oraz 29% wag. Cu. Wykorzystano stop lutowniczy w postaci folii o grubości 50 mm. Folię przycięto do określonej wielkości i umieszczono w otworze, przyciśniętą do jego wewnętrznych krawędzi, jeszcze przed umieszczeniem w niej zaślepki. Zaślepkę umieszczono w otworze tak, by naciskała ona na folię stopu lutowniczego. Rejon połączenia podgrzano do temperatury powyżej temperatury topnienia stopu lutowniczego (779°C), do około 800°, a jako gaz ochronny użyto argonu. Czas utrzymania temperatury wyniósł około 5 minut. Uzyskane połączenia były znakomitej jakości - zwarte i trwałe. Po zetknięciu z płynem miedź rozpuszcza się w stopie lutowniczym i na odwrót, a srebro ulega dyfuzji w miedzi. Tym samym powierzchnia złącza ulega całkowitej krystalizacji.

Przykład II

Zgodnie z tym przykładem element miedziany połączono z drugim elementem miedzianym przy wykorzystaniu stopu lutowniczego typu Ag-Cu zawierającego 71% Ag i 29% Cu. Wykorzystano stop lutowniczy w postaci folii o grubości 50 mm, zaś na jej powierzchni uformowano warstwę cyny o grubości rzędu 5-10 mm. Temperaturę podniesiono do około 600°. Czas utrzymania temperatury wyniósł około 5 minut. Uzyskane połączenia były znakomitej jakości - zwarte i trwałe. Cyna, dodana pierwotnie w czystej postaci, utworzyła szew złota mozaikowego z miedzią.

Przy wykorzystaniu sposobu według wynalazku połączyć można elementy z miedzi i/lub związków miedzi o typowej zawartości miedzi przynajmniej 50%.

Dla fachowca jasne jest, że wynalazek nie ogranicza się jedynie do przedstawionych wyżej rozwiązań, ale może podlegać zmianom nie wykraczającym poza zakres wyznaczony przez zastrzeżenia patentowe.

Claims (14)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Sposób zaślepiania otworów, w szczególności otworów w elemencie chłodzącym, polegający na tym, że umieszcza się zaślepkę, wykonaną z miedzi w otworze znajdującym się w miedzianym elemencie, przykładowo w obudowie elementu chłodzącego, znamienny tym, że pomiędzy powierzchnią boczną (11) zaślepki (8) a wewnętrzną powierzchnią (13) otworu umieszcza się stop lutowniczy (10) o temperaturze topnienia niższej niż temperatura topnienia łączonych części, a na powierzchnię stopu lutowniczego (10) i/lub na przynajmniej jedną z łączonych powierzchni (11, 13) nanosi się warstwę cyny (Sn), a ponadto tym, że rejon połączenia pomiędzy zaślepką (8) a elementem, takim jak obudowa (2) elementu chłodzącego, podgrzewa się przynajmniej do temperatury topnienia stopu lutowniczego lub do zbliżonej wartości, po czym rejon połączenia schładza się, przy czym stosuje się stop lutowniczy (10) w danej kompozycji stopów stanowiący kompozycję eutektyczną z miedzią.
2. 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że w otworze (9) w obudowie (2) i/lub na powierzchni (11) zaślepki (8) przed jej wsadzeniem do wnętrza otworu umieszcza się stop lutowniczy (10).
3. 3. Sposób według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że stosuje się stop lutowniczy (10) w postaci folii.
4. 4. Sposób według dowolnego z zastrz. 1-3, znamienny tym, że stop lutowniczy (10) wybiera się z grupy obejmującej połączenia: Ag+Cu, Al+Cu, Sn+Cu oraz Sb+Cu.
5. 5. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że stosuje się stop lutowniczy (10) stanowiący Ag.
6. 6. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że stosuje się stop lutowniczy (10) stanowiący Al.

   PL 193 792 B1
7. 7. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że stosuje się folię lutowniczą o grubości 10-500 mm, a korzystnie 20-100 mm.
8. 8. Sposób według zastrz. 7, znamienny tym, że stosuje się folię o grubości w środkowej części 10-100 mm a od zewnątrz 1-20 mm.
9. 9. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że zaślepkę przyspawa się do obudowy (2).
10. 10. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że w elemencie chłodzącym pieca obejmującym obudowę z miedzi oraz kanały wewnątrz obudowy, w których poddaje się krążeniu chłodziwo, przy czym przy wykonywaniu kanałów w obudowie wykonuje się również otwory, z których przynajmniej część zaślepia się i że w rejonie połączenia zaślepki (8) z obudową (2) stosuje się połączenie dyfuzyjne zawierające cynę (Sn).
11. 11. Sposób według zastrz. 10, znamienny tym, że jako powierzchnie połączenia stosuje się powierzchnię boczną zaślepki (11) oraz powierzchnię wewnętrzną otworu (13).
12. 12. Sposób według zastrz. 10 albo 11, znamienny tym, że stosuje się zaślepkę z częścią gwintowaną (12) oraz częścią połączenia stożkowego (11).
13. 13. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że połączenie uzyskuje się wykorzystując folię lutowniczą (10), którą umieszcza się między łączonymi powierzchniami (11, 13).
14. 14. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że centruje się część (11) zaślepki (8).