WZORU UŻYTKOWEGO PL Y1. GONAR-BIS SPÓŁKA Z OGRANICZONĄ ODPOWIEDZIALNOŚCIĄ, Katowice, PL BUP 24/16

Transkrypt

1 RZECZPOSPOLITA POLSKA Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (12) OPIS OCHRONNY WZORU UŻYTKOWEGO (21) Numer zgłoszenia: (22) Data zgłoszenia: (19) PL (11) (13) Y1 (51) Int.Cl. B23K 1/002 ( ) B23K 3/08 ( ) (54) Urządzenie do wykonywania połączeń lutowanych w atmosferach redukcyjno-ochronnych (62) Numer zgłoszenia macierzystego: (73) Uprawniony z prawa ochronnego: GONAR-BIS SPÓŁKA Z OGRANICZONĄ ODPOWIEDZIALNOŚCIĄ, Katowice, PL (43) Zgłoszenie ogłoszono: BUP 24/16 (45) O udzieleniu prawa ochronnego ogłoszono: WUP 10/18 (72) Twórca(y) wzoru użytkowego: ANDRZEJ PIECZARA, Bielsko-Biała, PL TADEUSZ PIOTROWSKI, Katowice, PL PL Y1

2 2 PL Y1 Opis wzoru Przedmiotem wzoru użytkowego jest urządzenie do wykonywania połączeń lutowanych w atmosferach redukcyjno-ochronnych. Znane są badania nad wykonywaniem połączeń przez roztopione lutowie, które wykorzystują płytki płasko-równoległe oraz niewielką ilość lutowia. Podgrzewanie zestawu pomiarowego prowadzi do stopienia kropli lutowia i jej rozpłynięcia się na podłożu. Lutowanie jest sposobem łączenia nierozłącznego elementów przy pomocy spoiwa (lutu) o temperaturze topnienia niższej od temperatury topnienia łączonych elementów. W zależności od temperatury topnienia lutu lutowanie dzieli się na miękkie do 450 C i (twarde powyżej 450 C). Lutowność materiału jest to jego zdolność do utworzenia w danych warunkach złącza lutowanego o wymaganych właściwościach. Podstawą do określenia lutowności są wyniki pomiarów takich parametrów jak kąt i kinetyka zwilżania materiałów lutowanych ciekłym lutem. W procesie lutowania istotny jest stan powierzchni materiałów lutowanych, temperatura i atmosfera procesu lutowania oraz rodzaj wykorzystywanego topnika. Kontrola i obserwacja lutowania jest znacząco utrudniona w przypadku konieczności stosowania topników. Podczas procesu podgrzewania podłoża w pierwszej kolejności następuje ich stopienie, co w sposób istotny utrudnia obserwację rozpływania się lutowia stopionego w następnej kolejności. Próbka wymaga oczyszczenia z resztek topnika i dopiero wówczas jest możliwy pomiar obszaru podłoża pokrytego lutowiem. W sposób znaczący utrudnia to przeprowadzanie dużych serii wiarygodnych pomiarów. Według wynalazku opisanego w patencie PL , poprzez użycie mniejszej ilości materiału lutowniczego można uzyskać większą wytrzymałość lutowanego elementu, w przypadku stosowania różnych materiałów lutowniczych. Znane jest z polskiego patentu urządzenie do badania procesów fizykochemicznych pomiędzy cieczą i ciałem stałym w podwyższonych temperaturach. Urządzenie to służy do badania procesów fizykochemicznych pomiędzy cieczą i ciałem stałym w podwyższonych temperaturach na granicy fazy ciekłej (metal, stop, żużel) i stałej (metal, stop, ceramika itp.) takich jak zwilżalność, napięcie międzyfazowe i adhezja w wysokich temperaturach w atmosferach obojętnych, redukcyjnych lub próżni. Urządzenie do badania procesów fizykochemicznych pomiędzy cieczą i ciałem stałym w podwyższonych temperaturach składające się z komory pieca, pakietu ekranów, układu optycznego z kamerą do szybkich zdjęć lub aparatem fotograficznym zamocowanych na wspólnej podstawie, układu próżniowego i układu wymiany próbek, odznaczające się tym, że układ wymiany próbek składa się z dozownika ciekłego metalu usytuowanego nad stolikiem pomiarowym wewnątrz grzałki, podajnika i odbiornika próbek umieszczonych po przeciwnych stronach stolika pomiarowego poza strefą grzejną popychacza usytuowanego w osi grzałki nad stolikiem pomiarowym, oraz dwóch śluz gazowo-próżniowych załadowującej i wyładowującej. Znane jest również z polskiego patentu urządzenie do badania właściwości powierzchniowych ciekłych stopów, które jest zbudowane z chłodzonego podwójnego korpusu z wziernikami ustawionego na chłodzonej podwójnej podstawie i ze stolika obserwacyjnego usytuowanego wewnątrz korpusu pieca otoczonego ekranami izolacyjnymi, oraz z talerza załadowczego i drążka załadowczego, które wyposażone jest w wymienne dozowniki kropel ciekłego stopu zbudowanego z tygla z górnym otworem zamkniętym tłokiem i kanałem spustowym o ostrych krawędziach korzystnie z górnym otworem kanału spustowego usytuowanym powyżej dna tygla, a tłoczysko z termoparą służące do wyciskania kropel ciekłego stopu zamontowane jest nad stolikiem obserwacyjnym. Znane z polskiego wzoru użytkowego Ru urządzenie do badania właściwości powierzchniowych ciekłych stopów, zbudowane jest z chłodzonego korpusu z usytuowanym wewnątrz piecem, do którego badane próbki wprowadza się od dołu, za pomocą podajnika z talerza załadowczego. W korpusie zainstalowane są wzierniki do obserwowania próbek w płaszczyźnie pionowej i płaszczyźnie poziomej. Powstawanie kropli ciekłego stopu powstaje w trakcie wspólnego nagrzewania próbki stopu z próbką podłoża. W znanych rozwiązaniach nagrzanie układu podłoże-próbka lutowia następuje w piecach oporowych, dzięki emisji promieniowania termicznego wysyłanego przez grzałki pieca. O szybkości nagrzewania układu podłoże-próbka decyduje dopuszczalna szybkość nagrzewania grzałek pieca, z reguły mniejsza niż w urządzeniach wykorzystywanych w przemyśle. Dodatkową różnicą jest konieczność stosowania próżni, co wyklucza badania prowadzone z użyciem topników oraz lutowi intensywnie parujących podczas procesu nagrzewania. Istota urządzenia do wykonywania połączeń lutowanych w atmosferach redukcyjno-ochronnych według wzoru użytkowego charakteryzuje się tym, że urządzenie posiada komorę roboczą otoczoną

3 PL Y1 3 cewką indukcyjną oraz posiada termoelement połączony z rejestratorem temperatury, przy czym komora robocza składa się z rury kwarcowej osadzonej w uszczelkach w podstawie i w pokrywie górnej, przy czym wewnątrz rury kwarcowej znajdują się współosiowo umieszczone od dołu termoelement oraz krótsza rurka ceramiczna lub kwarcowa i dłuższa rurka ceramiczna lub kwarcowa, a na górnej powierzchni krótszej rurki znajduje się krążek porowatego materiału ceramicznego, na którym umieszczony jest zestaw lutowniczy, w skład którego wchodzi pastylka z badanego materiału, korzystnie siatka lutownicza, lutowie, kształtka korzystnie prostopadłościenna z tego samego materiału, co pastylka lub innego badanego materiału. Korzystnie ruchomy kwarcowy pręt umieszczony osiowo w elastycznej uszczelce pokrywy górnej umożliwia korektę położenia prostopadłościennej kształtki oraz jej dociśnięcie do podłoża stalowej pastylki w taki sposób, aby powstająca lutowina miała grubość siatki lutowniczej. Korzystnie cewka indukcyjna pozwala na niezakłóconą obserwację procesu lutowania. Korzystnie termoelement służący do kontrolowania temperatury wykonywania procesu lutowania umieszczony jest w otworze nawierconym w pastylce i połączony jest z cyfrowym rejestratorem temperatury z wyświetlaczem. Podstawa komory roboczej połączona jest z butlą z gazem roboczym przewodem pneumatycznym poprzez zawór główny butli, reduktor, zwężkę, zawór odcinający, oraz manometr, który jest umieszczony przy podstawie komory roboczej. Komora robocza zamknięta jest pokrywą górną połączoną przewodem pneumatycznym ze źródłem sprężonego powietrza poprzez kolejno filtr cząstek stałych, zawór trójdrożny, którego pierwszy wylot wyposażony jest kolejno w manometr, a następnie zawór zwrotny, zaś drugi wylot połączony jest dalej z pompą inżektorową i dalej zawór odcinający ze źródłem sprężonego powietrza. Korzystnie zwężka ma tak dobraną średnicę, aby zapewnić przepływ gazu na poziomie 2 l/min. Zaletą urządzenia według wzoru użytkowego jest możliwość przeprowadzania procesu lutowania w mieszankach gazowych ochronno-redukcyjnych typu azot-wodór oraz argon-wodór, możliwość przeprowadzania płukania komory roboczej z wykorzystaniem podciśnienia uzyskanego pompą inżektorową, obserwacja przebiegu temperatury nagrzewania i studzenia w przypadku pomiarów wykonywanych z wykorzystaniem podłoży metalowych, regulacja mocy grzewczej pozwalająca ustawić optymalną szybkość podgrzewania zestawu pomiarowego, oraz obserwacja procesu nagrzewania i rozpływania lutowia. Wśród zalet urządzenia według wzoru użytkowego jest zastosowanie pompy inżektorowej, zapewniającej szybkie obniżenie ciśnienia w komorze roboczej, podczas operacji płukania komory roboczej. Postać wzoru użytkowego przedstawiona jest na rysunku, na którym fig. 1 obrazuje komorę roboczą w przekroju poprzecznym, a fig. 2 przedstawia schemat ideowy urządzenia. Urządzenie składa się z komory roboczej (1) otoczonej cewką indukcyjną (2) oraz z zestawu termoelementu (3) z połączonego z rejestratorem temperatury (4). Komora robocza (1) składa się z rury kwarcowej (5) osadzonej w uszczelce (6) w podstawie (7) i uszczelce (8) pokrywy górnej (9). Wewnątrz rury kwarcowej (5) znajdują się współosiowo umieszczone od dołu termoelement (3) oraz krótsza rurka ceramiczna lub kwarcowa (10) i dłuższa rurka ceramiczna lub kwarcowa (11). Na górnej powierzchni krótszej rurki ceramicznej lub kwarcowej (10) znajduje się krążek porowatego materiału ceramicznego (12), na którym umieszczony jest zestaw lutowniczy, w skład którego wchodzi pastylka z badanego materiału (13), korzystnie siatka lutownicza (14), lutowie (15), kształtka badanego materiału lub innego badanego materiału (16). Korzystnie kwarcowy ruchomy pręt (17), umieszczony osiowo w elastycznej uszczelce (18), pokrywy górnej (9) umożliwia korektę położenia kształtki badanego materiału (16) oraz jej dociśnięcie do podłoża pastylki (13) w taki sposób, aby powstająca lutowina miała grubość siatki lutowniczej. Podstawa komory roboczej (7) połączona jest z butlą (19) z gazem roboczym przewodem pneumatycznym (20) poprzez zawór główny butli (21), reduktor (22), zwężkę (23), zawór odcinający (24), manometr (25), który jest umieszczony przy podstawie (7) komory roboczej (1). Komora robocza (1) zamknięta pokrywą górną (9), jest połączona przewodem pneumatycznym (26) ze źródłem sprężonego powietrza (27) poprzez kolejno filtr cząstek stałych (28), zawór trójdrożny (29), którego pierwszy wylot wyposażony jest kolejno w manometr (30), a następnie zawór zwrotny (31), zaś drugi wylot połączony jest dalej z pompą inżektorową (32) i dalej zawór odcinający (33) ze źródłem sprężonego powietrza (27). Komora robocza (1) wyposażona w cewkę indukcyjną (2) zasilaną prądem zmiennym. Termoelement (3) połączony jest z rejestratorem temperatury (4) umożliwiającym obserwację wyników pomiaru temperatury.

4 4 PL Y1 Zastrzeżenia ochronne 1. Urządzenie do wykonywania połączeń lutowanych w atmosferach redukcyjno-ochronnych zawierające kwarcową komorę roboczą, cewkę indukcyjną oraz zestaw termoelementu połączonego z rejestratorem temperatury, znamienne tym, że komora robocza (1) składa się z rury kwarcowej (5) osadzonej w uszczelce (6) w podstawie (7) i uszczelce (8) pokrywy górnej (9), przy czym wewnątrz rury kwarcowej (5) znajdują się współosiowo umieszczone od dołu termoelement (3) oraz krótsza rurka ceramiczna lub kwarcowa (10) i dłuższa rurka ceramiczna lub kwarcowa (11), a na górnej powierzchni krótszej rurki ceramicznej lub kwarcowej (10) znajduje się krążek porowatego materiału ceramicznego (12), na którym umieszczony jest zestaw lutowniczy. 2. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że podstawa komory roboczej (1) połączona jest z butlą (19) z gazem roboczym przewodem pneumatycznym (20) poprzez zawór główny butli (21), reduktor (22), zwężkę (23), zawór odcinający (24), manometr (25), który jest umieszczony przy podstawie (7) komory roboczej (1), a komora robocza (1) zamknięta pokrywą górną (9), jest połączona przewodem pneumatycznym (26) ze źródłem sprężonego powietrza (27) poprzez kolejno filtr cząstek stałych (28), zawór trójdrożny (29), którego pierwszy wylot wyposażony jest kolejno w manometr (30), a następnie zawór zwrotny (31), zaś drugi wylot połączony jest dalej z pompą inżektorową (32) i dalej zawór odcinający (33) ze źródłem sprężonego powietrza (27). 3. Urządzenie według zastrz. 1 i 2, znamienne tym, że w skład zestawu lutowniczego wchodzi pastylka z badanego materiału (13), siatka lutownicza (14), lutowie (15) i kształtka badanego materiału (16). 4. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że posiada od góry, osadzony od góry w elastycznej uszczelce (18) pokrywy górnej (9), osiowy ruchomy kwarcowy pręt (17). 5. Urządzenie według zastrz. 1 i/lub 2, i/lub 3, i/lub 4, znamienne tym, że zwężka (23) ma tak dobraną średnicę, aby zapewnić przepływ gazu na poziomie 2 l/min.

5 PL Y1 5 Rysunki

6 6 PL Y1 Departament Wydawnictw UPRP