SU1097469A1 - Device for pressing welding of solid-phase materials - Google Patents
Device for pressing welding of solid-phase materials Download PDFInfo
- Publication number
- SU1097469A1 SU1097469A1 SU823482025A SU3482025A SU1097469A1 SU 1097469 A1 SU1097469 A1 SU 1097469A1 SU 823482025 A SU823482025 A SU 823482025A SU 3482025 A SU3482025 A SU 3482025A SU 1097469 A1 SU1097469 A1 SU 1097469A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- channel
- coupling
- installation
- coaxially
- compression mechanism
- Prior art date
Links
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims abstract description 9
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 title claims abstract description 8
- 238000003466 welding Methods 0.000 title description 6
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims abstract description 26
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims abstract description 24
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims abstract description 24
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims abstract description 24
- 230000006835 compression Effects 0.000 claims abstract description 14
- 238000007906 compression Methods 0.000 claims abstract description 14
- 239000012780 transparent material Substances 0.000 claims abstract description 7
- 238000005286 illumination Methods 0.000 abstract description 4
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 9
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 6
- 238000005304 joining Methods 0.000 description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 229910052594 sapphire Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010980 sapphire Substances 0.000 description 3
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 2
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 2
- 235000008733 Citrus aurantifolia Nutrition 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000011941 Tilia x europaea Nutrition 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000013329 compounding Methods 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 230000008034 disappearance Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- 239000004571 lime Substances 0.000 description 1
- 230000004807 localization Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000002310 reflectometry Methods 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials Using Thermal Means (AREA)
Abstract
1. УСТАНОВКА ДЛЯ СВАРКИ ДАВЛЕНИЕМ МАТЕРИАЛОВ В ТВЕРДОЙ ФАЗЕ, содержаща силовую раму, установленный на ней механизм сжати , силовой шток, выпелненный из оптически прозрачного материала и соединенный муфтой с механизмом сжати , и термоизмерительное устройство, отличающа с тем, что, с целью повышени качества соединени путем повышени точности контрол температуры и плошади зоны соединени , установка снабжена преломл ющей призмой, поверхность штока выполнена полированной, муфта выполнена с каналом в виде двух отверстий с пересекающимис ос ми, а преломл юща призма установлена на их пересечении. 2.Установка по п. 1, отличающа с тем, что термоизмерительное устройство выполнено в виде бесконтактного датчика, установленного соосно выходному отверстию канала муфты. 3.Установка по п. 1, отличающа с тем, что она снабжена системой подсветки, расположенной соосно входному отверстию канала муфты, и визирным устройством, ус (Л тановленным соосно выходному отверстию канала муфты. 4.Установка по п. 1, отличающа с тем, что она снабжена источником лучистой энергии , установленным соосно входному отверстию канала муфты. со 4;ib о: со1. INSTALLATION FOR WELDING THE PRESSURE OF MATERIALS IN A SOLID PHASE, containing a power frame, a compression mechanism installed on it, a power rod made of an optically transparent material and coupled to a compression mechanism by a clutch, and a temperature measuring device, so that, in order to improve the quality connection by improving the accuracy of temperature control and the area of the connection zone; the installation is equipped with a refractive prism; the rod surface is polished; the coupling is made with a channel in the form of two holes with a cross ayuschimis axes and the refractive prism mounted at their intersection. 2. Installation under item 1, characterized in that the temperature measuring device is made in the form of a contactless sensor mounted coaxially with the outlet of the channel of the coupling. 3. The installation according to claim 1, characterized in that it is provided with an illumination system located coaxially with the inlet opening of the channel of the coupling and the sighting device, mustache (lined up coaxially with the output opening of the channel of the coupling). 4. The installation according to claim 1, that it is supplied with a source of radiant energy, mounted coaxially with the inlet of the channel of the coupling. 4; ib о: co
Description
Изобретение относитс к оборудованию дл сварки давлением в твердой фазе.The invention relates to equipment for pressure welding in the solid phase.
Известна установка дл твердофазного соединени материалов в вакууме, содержаща вакуумную камеру с установленным в ней нагревателем и механизмом сжати соедин емых образцов со штоком, выполненным из металла 1.A known apparatus for solid-phase compounding of materials in vacuum, comprising a vacuum chamber with a heater installed therein and a compression mechanism for the joined samples with a rod made of metal 1.
Недостатком установки вл етс невозможность оптического контрол зоны соединени образцов в процессе их сварки рзза непрозрачности штока и низка точность контрол истинной температуры образцов из-за невозможности обеспечени непосредственного контакта образцов с рабочим спаем термопары. Это не позвол ет получать соединени высокого качества.The disadvantage of the installation is the impossibility of optical control of the sample connection area during their welding, due to the opacity of the stem and low accuracy of control of the true temperature of the samples due to the impossibility of ensuring direct contact of the samples with the working thermocouple junction. This prevents the production of high quality compounds.
Наиболее близкой к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту вл етс установка дл сварки давлением материалов в твердой фазе, содержаща силовую раму, установленный на ней механизм сжати , силовой щток, выполненный из оптически прозрачного материала и соединенный муфтой с механизмом сжати , и термоизмерительное устройство 2.Closest to the invention to the technical essence and the achieved effect is a device for pressure welding materials in the solid phase, containing a power frame, a compression mechanism mounted on it, a power brush, made of an optically transparent material and coupled to a compression mechanism, and a temperature measuring device 2 .
Недостатком установки вл етс низкое качество .сварки из-за невозможности обеспечени точного контрол температуры и площади зоны соединени .The disadvantage of the installation is the low quality of welding due to the impossibility of ensuring accurate control of the temperature and area of the joint zone.
Цель изобретени - повыщение качества соединени путем повыщени точности контрол температуры и площади зоны соединени .The purpose of the invention is to increase the quality of the joint by increasing the accuracy of temperature and area control of the joint.
Поставленна цель достигаетс тем, что установка дл сварки давлением материалов в твердой фазе, содержаща силовую раму, установленный на ней механизм сжати , силовой шток, выполненный из оптически прозрачного материала и соединенный муфтой с механизмом сжати , и термоизмерительное устройство, снабжена преломл ющей призмой, поверхность щтока в установке выполнена полированной, муфта выполнена с каналом в виде двух отверстий с пересекающимис ос ми, а преломл юща призма установлена на их пересечении .The goal is achieved by the installation of a material for pressure welding in a solid phase, containing a power frame, a compression mechanism installed on it, a power rod made of an optically transparent material and coupled to a compression mechanism by a coupling and a temperature measuring device equipped with a refractive prism, the surface The rod in the installation is polished, the coupling is made with a channel in the form of two holes with intersecting axes, and the refractive prism is installed at their intersection.
Термоизмерительное устройство выполнено в виде бесконтактного датчика, установленного соосно выходному отверстию канала муфты.Thermometer is made in the form of a contactless sensor mounted coaxially with the outlet of the channel of the coupling.
Установка снабжена системой подсветки, расположенной соосно входному отверстию канала муфты, и визирным устройством, установленным соосно выходному отверстию канала муфты.The installation is equipped with a backlight system located coaxially with the inlet of the channel of the coupling, and a sighting device mounted coaxially with the outlet of the channel of the coupling.
Установка снабжена источником лучистой энергии, установленным соосно входному отверстию канала муфты.The installation is equipped with a source of radiant energy, mounted coaxially with the inlet of the channel of the coupling.
На фиг. 1 показана схема установки с бесконтактным датчиком температуры; наFIG. 1 shows a setup with a non-contact temperature sensor; on
фиг. 2 - то же, с системой подсветки и визирным устройством; на фиг. 3 - то же, с источником лучистой энергии.FIG. 2 - the same, with the illumination system and the sighting device; in fig. 3 - the same, with a source of radiant energy.
Установка (фиг. 1-3) содержит силовую . раму 1, на которой закреплен нагреватель 2, выполненный из силитовых стержней , механизм сжати 3, установленный на силовой раме 1, силовой щток 4 с полиро; ванной поверхностью, выполненной из опQ тически прозрачного материала (монокристалл сапфира) и соединенный муфтой 5 с механизмом сжати 3, опорный пуансон 6, выполненный из сапфира, и теплоизол ционные экраны 7. В муфте 5 выполнен канал в виде двух отверстий 8 с взаимно перпен5 дикул рными ос ми, на пересечении которых установлена преломл юща призма 9. Установка также снабжена термоизмерительным устройством, выполненным в виде бесконтактного датчика 10 (фиг. 1), устаQ новленным соосно выходному отверстию канала муфты 5, системой подвески 11 (фцг. 2), установленной соосно входному отверстию канала муфты 5, и визирным устройством 12, установленным соосно выходному отверстию канала муфты, источником лучистойInstallation (Fig. 1-3) contains power. frame 1, on which the heater 2 is fixed, made of silicon rods, compression mechanism 3, mounted on the power frame 1, power brush 4 with a polyro; with a surface made of an opaque transparent material (sapphire single crystal) and connected by a coupling 5 to a squeeze mechanism 3, a supporting punch 6 made of sapphire and heat insulating screens 7. The coupling 5 has a channel in the form of two holes 8 with mutually perpendicular 5 straight axles, at the intersection of which a refractive prism 9 is mounted. The installation is also equipped with a temperature measuring device made in the form of a contactless sensor 10 (Fig. 1) installed coaxially with the outlet of the coupling channel 5, with a suspension system 11 ( 2), mounted coaxially with the inlet of the channel of the coupling 5, and the sighting device 12, mounted coaxially with the outlet of the channel of the coupling, the source of radiant
5 энергии (лазером) 13 (фиг. 3) с фокусирующей системой 14, установленным соосно входному отверстию канала муфты 5.5 energy (laser) 13 (Fig. 3) with a focusing system 14 mounted coaxially with the inlet opening of the channel of the coupling 5.
Установка (фиг. 1) работает следующимInstallation (Fig. 1) works as follows
образом.in a way.
На рабочую торцовую поверхность силового щтока 4 устанавливают образцы 15, совмещенные друг с другом в необходимой взаимной ориентации, и с помощью механизма сжати 3 поджимают к опорному пуансону 6. Подают напр жение на нагреватель 2 и производ т нагрев образцов 15 до заданной температуры. Через полированные торцовые поверхности силового щтока 4 и оптический канал муфты 5 часть теплового потока, излучаемого нагретыми образцамиSamples 15, which are aligned with each other in the required mutual orientation, are placed on the working end surface of the power brush 4, and are pressed against the support punch 6 by means of a compression mechanism 3. The voltage on the heater 2 is applied and the samples 15 are heated to a predetermined temperature. Through the polished end surfaces of the power brush 4 and the optical channel of the clutch 5 part of the heat flux emitted by the heated samples
0 15, отводитс на чувствительный элемент датчика 10 термоизмерительного устройства, с помощью которого осуществл ют контроль температуры образцов 15. По достижении необходимой температуры с помощью ме5 ханизма сжати 3 осуществл ют взаимное сжатие образцов 15 до расчетного давлени . После выдержки образцов под нагрузкой в течение необходимого времени осуществл ют разгружение и плавное снижение температуры. После остывани соеди0 ненных образцов 15 полученную композицию извлекают нз установки.0 15 is retracted to the sensitive element of the sensor 10 of the temperature measuring device, with which the temperature of the samples 15 is monitored. Upon reaching the required temperature using a compression mechanism 3, the samples 15 are mutually compressed to the calculated pressure. After the samples are kept under load for the required time, unloading and a gradual decrease in temperature are performed. After cooling the connected samples 15, the resulting composition is removed from the installation.
Установка (фиг. 2) работает аналогично установке, изображенной на фиг. 1, но отличаетс тем, что на ней осуществл ют оптический контроль площади зоны соединени следующим образом. Световое излучение от системы подсветки 11 отражаетс от границы раздела соедин емых образцов 15.The installation (FIG. 2) works in the same way as the installation shown in FIG. 1, but differs in that it carries out optical monitoring of the area of the joint zone as follows. Light emission from the illumination system 11 is reflected from the interface of the connected samples 15.
проходит через полированные торцы поверхности прозрачного силового штока 4, канал в муфте 5 и установленную в ней преломл ющую призму 9 и попадает в визирное устройство 12, с помощью которого оцениваетс интенсивность отраженного сигнала. После приложени с помощью механизма сжати 3 нагружающего усили к образцам 15 начинаетс процесс формировани их соединени , что про вл етс в уменьщении отражающей способности границы раздела. Полное оптическое исчезновение границы означает окончание процесса формировани соединени , после чего провод т разгружение, охлаждение и извлечение соединенных образцов 15.passes through the polished ends of the surface of the transparent power rod 4, the channel in the coupling 5 and the refractive prism 9 installed in it and enters the sighting device 12, which is used to estimate the intensity of the reflected signal. After the compression force 3 applies a loading force to the samples 15, the process of forming their joint begins, which manifests itself in a decrease in the reflectivity of the interface. The complete optical disappearance of the boundary means the end of the process of formation of the compound, after which the unloading, cooling and extraction of the connected samples are carried out.
Установка (фиг. 3) с источником лучистой энергии работает следующим образом.Installation (Fig. 3) with a source of radiant energy works as follows.
Образцы 15, совмещенные друг с другом в необходимой взаимной ориентации, с помощью механизма сжати 3 силовым штоком 4 поджимают к опорному пуансону 6. После этого включают лазер 13, лучиста энерги от которого, проход через фокусирующую систему 14 и силовой шток 4, выполненные из сапфира, прозрачного в инфракрасном и оптическом диапазоне, попадает на соедин емые образцы, производ их нагрев . Далее процесс осуществл ют аналогично указанному дл установки (фиг. 1).Samples 15, combined with each other in the required mutual orientation, using a compression mechanism 3 force rod 4 pressed to the reference punch 6. After that, the laser 13 is turned on, the radiant energy from which, the passage through the focusing system 14 and the force rod 4, made of sapphire transparent in the infrared and optical range, falls on the joined samples, making them heated. The process is then carried out similarly to that specified for the installation (Fig. 1).
Повышение качества соединени путем повышени точности контрол температуры достигаетс тем, что выполнение торцовых и боковой поверхностей прозрачного силового штока полированными обуславливает подведение через прозрачный силовой шток на чувствительный элемент датчика термризмерительного устройства части лучистой тепловой энергии, излучаемой нагретыми образцами. В результате термоизмерительное устройство регистрирует температуру много меньшую, но строго кратную температуре образцов, причем коэффициент пропорциональности зависит только от оптических свойств прозрачного силового штока и не мен етс во времени. Это позвол ет точно и в непрерывном автоматическом режиме измер ть температуру образцов и в течение эксплуатации длительное врем сохран ть стабильными термоэлектрические параметры термоизмерительного устройства, так как чувствительный элемент его нагреваетс лишь незначительно.Improving the quality of the connection by increasing the accuracy of temperature control is achieved by the fact that the end and side surfaces of the transparent power stem are polished to lead through the transparent power stem to the sensitive element of the sensor of the temperature-measuring device of a portion of radiant thermal energy emitted by heated samples. As a result, the temperature measuring device registers the temperature much lower, but strictly a multiple of the temperature of the samples, and the proportionality coefficient depends only on the optical properties of the transparent power rod and does not vary with time. This allows accurate and continuous measurement of the temperature of the samples and, for operation, the thermoelectric parameters of the temperature measuring device are kept stable for a long time, since the sensitive element heats up only slightly.
Твердофазное соединение даже одного и того же материала может осуществл тьс A solid phase compound of even the same material can be carried out.
в широком интервале температур, однако -свойства границы соединени (механическа прочность, коэффициент оптического пропускани , электропроводность и т. д.) зависит от точного выброса ее оптимальной величины . Поэтому повышение точности контрол температуры обеспечивает повышение качества соединени .over a wide range of temperatures, however, the properties of the joint boundary (mechanical strength, optical transmittance, electrical conductivity, etc.) depend on the exact ejection of its optimum value. Therefore, improving the accuracy of temperature control provides improved connection quality.
Качество соединени оптическипрозрач ных материалов может быть повышено путем оптического контрол площади зоны соединени или повышени рабочей температуры .The quality of the combination of optically transparent materials can be improved by optically monitoring the area of the joint zone or increasing the operating temperature.
Выполнение торцовых поверхностей прозрачного силового штока полированными,Making the end surfaces of the transparent power stem polished,
5 состыковка одной из них оптическим каналом и введение визирного устройства с системой подсветки обеспечивает возможность непосредственно в процессе операции соединени наблюдать за состо нием образцов и площадью зоны соединени . Это позвол ет в процессе операции контролировать качество формирующегос соединени и соответственно вносить основанные на получаемых данных коррективы в параметры технологического режима, что обеспечивает5, the joining of one of them with an optical channel and the introduction of the target device with the illumination system makes it possible to observe the state of the samples and the area of the joint zone during the connection operation. This allows, in the course of the operation, to control the quality of the forming compound and, accordingly, make adjustments based on the received data into the parameters of the technological mode, which ensures
5 повышение качества получаемого соединени .5 improving the quality of the compound obtained.
Выполнение боковой и торцовых поверхностей прозрачного силового штока полированными и состыковка последнего посредством оптического канала в муфте с источП„- т.Performing the side and end surfaces of the transparent power stem polished and joining the latter by means of an optical channel in the coupling with the source “- t.
НИКОМ лучистой энергии позвол ет с минимальными потер ми подводить тепловое излучение к соедин емым образцам, осуществл тем самым их нагрев или при наличии внешнего, охватывающего образец нагревател обеспечить дополнительное повышение температуры. NIKOM of radiant energy allows, with minimal losses, to supply thermal radiation to the connected samples, thereby heating them or, in the presence of an external heater surrounding the sample, to provide an additional temperature increase.
Нагрев образцов путем подведени к ним теплового излучени через торец сжимающего их силового штока вследствие высокой локальности нагрева позвол ет получатьHeating the samples by applying thermal radiation to them through the end of the force rod compressing them due to the high localization of heating allows to obtain
более высокие температуры, чем в известиых устройствах, и тем самым повысить качество соединени труднодеформируемых материалов.higher temperatures than in lime devices, and thereby improve the quality of the compound hard-to-deform materials.
Установка по сравнению с базовым объектом (установкой УДС-СВ) позволила повысить качество соединени труднодеформируемых материалов на 30-40%, а также уменьшить коэффициент отражени от границы раздела на 20-25% при соединении прозрачных материалов.The installation, as compared with the base object (the UDS-SV installation), allowed to increase the quality of the joining of difficult materials by 30-40% and also to reduce the reflection coefficient from the interface by 20-25% when joining transparent materials.
K:/; ;.( ,U Фиг. 11 .i- iv «l-j. , .2 15 :-V :-«.« K: /; ;. (, U Fig. 11 .i iv "l-j., .2 15: -V: -". "
Claims (4)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU823482025A SU1097469A1 (en) | 1982-08-13 | 1982-08-13 | Device for pressing welding of solid-phase materials |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU823482025A SU1097469A1 (en) | 1982-08-13 | 1982-08-13 | Device for pressing welding of solid-phase materials |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| SU1097469A1 true SU1097469A1 (en) | 1984-06-15 |
Family
ID=21026168
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU823482025A SU1097469A1 (en) | 1982-08-13 | 1982-08-13 | Device for pressing welding of solid-phase materials |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| SU (1) | SU1097469A1 (en) |
-
1982
- 1982-08-13 SU SU823482025A patent/SU1097469A1/en active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 1. Конюшков Т. В. и др. Диффузионна сварка в электронике. М., «Энерги 1974, с 141-142, рис. 75. 2. Aronova А. М., Berezhkova G. М. Strengthening of BaF Single Crystals by Oxidatfon. - «Kristall und Technik, 1980, T. 15, № 5, c. K. 39 (прототип). * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US3528278A (en) | Method and apparatus for determining the presence of vapor in a gas | |
| US4201446A (en) | Fiber optic temperature sensor using liquid component fiber | |
| US7995195B2 (en) | Method of optically monitoring the progression of a physical and/or chemical process taking place on a surface of a body | |
| US7762720B1 (en) | Fabrication of miniature fiber-optic temperature sensors | |
| US3666949A (en) | Shielded optical radiation detecting device | |
| KR960705200A (en) | Surface thermal inspection device | |
| AU6827398A (en) | Measuring tip for a radiation thermometer | |
| CN108981592A (en) | Micro- thickness of liquid film and temperature measuring device and method in contact melting based on laser interference and decaying | |
| CN103185707A (en) | Optical material high temperature transmittance testing device | |
| SU1097469A1 (en) | Device for pressing welding of solid-phase materials | |
| US6443616B1 (en) | Material melting point determination apparatus | |
| JP2000040712A (en) | Bonding device | |
| NL8502666A (en) | RADIATION MEASUREMENT PROBE FOR NON-EMISSION DEGREE INDEPENDENT TEMPERATURE MEASUREMENT. | |
| CA2058904C (en) | Apparatus for measuring heating temperature in high electric field of microwaves | |
| WO1994000744A1 (en) | Device and method for heating objects wherein the temperature of the object is measured | |
| US3369389A (en) | Thermal testing apparatus | |
| US4515474A (en) | Method and apparatus for determining peak temperature along an optical fiber | |
| US3555879A (en) | Thermal testing probe | |
| JPH0367137A (en) | Surface temperatude controller | |
| CN208313470U (en) | A kind of fluorescence method temperature measurement system | |
| US3560091A (en) | High pressure optical cell | |
| RU61284U1 (en) | DEVICE FOR LASER THERMAL PROCESSING OF MATERIALS | |
| RU2811747C1 (en) | Method for measuring optical absorption coefficient in object made of transparent material, device and system for its implementation | |
| Tsvetkov et al. | Method for measuring optical characteristics of opaque and translucent solids at temperatures to 1600° C | |
| RU2024852C1 (en) | Installation for the temperature measurements of the spectral coefficient of the diffuse reflection |