2. | 10
20
ČESKOSLOVENSKÁ SOCIALISTICKÁ REPUBLIKA
U ŘAD P R PATENTY A VYNÁLEZY
Vydáno 15. srpna 1961 Vyloženo 15. února 1961
PATENTNÍ SPIS č.
100714
Právok využití vynálezu přísluší státu podle 3 odst. 6 zák. . 54/1957 Sb.
Inž. KAREL ŠTĚTINA, PRAHA
způsob plátování konstrukčních kovových materiálů
Přihlášeno 30. července 1960 (Pv 4801-60) Platnost patentu od
30. července 1960
Plátování materiálů lze provádět mnoha způsoby, např. sdruženým litím, válcováním nebo
lisováním za tepla, pájením apod. Pro některé dvojice materiálů, například titan nebo zirkonium
jako materiál ochranný a uhlíkovou ocel jako materiál základní, nejsou vhodné ty způsoby.
plátování, při nichž se oba materiály spojují přímo, neboť takový přímý difusní spoj je křehký.
Pro dvojice materiálů tohoto druhu je výhodné plátování pájením, zejména pájením ve vakuu
bez použití tavidel, které
umožňuje dosažení celistvých spojů bez vměstků ze zbytků tavidla. .
Pájení ve vakuu je pak zvláště vhodné pro materiály, které při vyšších teplotách, nutných k
dosažení dokonalého spojení, pohlcují atmosférické plyny, jako jsou např. titan a zirkonium
nebo jejich slitiny, čímž se zhoršují jejich vlastnosti.
Je znám způsob plátování pájením ve vakuu, při němž evakuovaný prostor, v němž
se provádí pájení, je tvořen základním materiálem z jedné a materiálem, který má být
na základní materiál naplátován, z druhé strany tak, že oba materiály ve tvaru plechů
vhodných tlouštěk a stejných plošných rozměrů jsou k sobě po obvodě přivařeny. Mezi
oba plechy se vloží fólie z vhodné pájky. Evakuace pájecího prostoru se provádí
otvorem v základním materiálu. Vakuum v pájecím prostoru se udržuje po celý proces
pájení, tj. od začátku ohřívání na pájecí teplotu až k opětnému ochlazení. Při plátování

3. dvojic materiálů, které nelze navzájem svařovat, například při plátování oceli titanem
nebo

5. 2 100714
zirkoniem, je evakuovaný prostor tvořen základním materiálem z jedné a zvláštním krycím
plechem z druhé strany. Mezi pájenými plechy je opět vložena fólie z vhodné pájky. Krycí plech
je se základním materiálem svařen po svém obvodě buď přímo, nebo prostřednictvím lišty
vložené mezi základní materiál a krycí plech, jejíž výška je rovna součtu tlouštěk pájky a
ochranného plechu. Evakuace se provádí opět otvorem v základním materiálu. Evakuací
pájecího prostoru se odstraňují plyny uvolňované s povrchu materiálů uvnitř evakuovaného
prostoru při ohřívání na pájecí teplotu, takže spoj není přerušen dutinamı vytvořenými
unikajícími plyny. Zamezením přístupu vzdušného kyslíku se zabraňuje tvoření povrchových
oxydických vrstev bránících smáčení pájených ploch pájkou. Kromě toho lze atmosférického
tlaku využít k vzájemnému přitisknutí pájených ploch.
Dosud známé způsoby pájení v evakuovaném prostoru vytvořeném pomocným
plynotěsným krytem mají tyto nevýhody: -
Pro plátování se nevyužije celé plochy základního materiálu, neboť ochranný plech musí
být menší než krycí plech, aby bylo dostatek místa, pro obvodový svar.
Atmosférický tlak působící na krycí plech a tím i na pájený ochranný plech vytlačí
ze spoje určité množství pájky, která může vzlínavostí zatéci mezi ochranný a krycí
plech a spojit je, což je nežádoucí. Odstranění této nevýhody použitím dalšího vnitřního
krycího plechu, po obvodě svařeného s ochranným plechem, který se po plátování
oddělí, je nehospodárné.
Tlak vnější atmosféry, působící na spájené plochy, není rovnoměrný, neboť krycí
plech je při svém obvodu vyztužen svarem nebo vloženými lištami, což způsobuje
zmenšení tlaku na spájené plochy. při jejich okraji a tím i nestejnoměrnou tloušťku
spojovací s vrstvy, která má nepříznivý vliv na pevnost spoje. . .
Tyto nevýhody odstraňuje vynález, jehož podstatou je způsob plátování konstrukčních kovových
materiálů, např. plechů“ nebo polotovarů jiného tvaru, pájením v evakuovaném prostoru,
vytvořeném kolem pájené plochy pomocným plynotěsným krytem, který po vyčerpání dovoluje
přitlačení plátovacího materiálu k pájené ploše působením atmosférického tlaku, vyznačený tím,
že plech tvořící stěnu pomocného plynotěsného krytu, , rovnoběžnou s pájenou plochou,
přečnívá obvod þájené plochy nejméně o délku rovnou jeho pěti tloušťkám, přičemž evakuace
păjecího prostoru se provádí otvorem v pomocném krytu. Pomocný plynotěsný kryt může být
vytvořen samostatně, že se do něho spojované, materiály zasunou, nebo se zhotoví z plechu,
který se pájením spojuje se základním materiálem.. Plátovací plech pak musí být větší, než je
plocha základního materiálu, aby po provedení potřeb:
ných ohybů vytvořil plynotěsný kryt. . -
Na výkresu je v obr. 1 až 4 znázorněno několik příkladů provádění popsaného způsobu
plátování, které však nevyčerpávají všechny · možnosti spadající do rozsahu vynálezu. a -
Na obr. 1 je základní materiál 1 zcela pokryt pájkou ve tvaru fólie.2 a plátovacím

6. ochranným plechem , takže se k plátování vy- užije , celé plochy základního materiálu 1
i ochranného plechu . Krycí plech 4 tvořící pomocný plynotěsný kryt přesahuje po
obvodě základní materiál o délku rovnou nejméně pěti tloušťkám krycího plechu,
napříklado při tloušťce krycího plechu 1 mm přesahuje nejméně o 5 mm, a je ohnut tak,
že jeho okraje dosahůjí k bočním plochám základního materiálu. Přesahující část
umožní rovnoměrné přitlačení krycího plechu4 na celou plochu ochranného plechu .
Tvär ohybu může být různý (viz další příklady). V rozích jsou s části krycího plechu
vystři

8. 100
110
120
3 100714
ženy tak, že se vzniklé hrany po ohuntí okrajů krycího plechu navzájem dotýkají a v těchto
místech se plech svaří. Takto, vytvořený. kryt 4 se nasune na základní materiál 1, na němž je
položena pájka ve tvaru fólie 2 a ochranný plech , a na bočních stěnách se k němu přivaří
svarem . Kryt 4 se opatří jedním nebo několika otvory, k nimž se přivaří trubky , sloužící pak k
evakuaci vnitřního prostoru soustavy, takže není třeba vrtat základní materiál. Soustava se
evakuuje a za
stálého odčerpávání se vloží do pece, chřeje nad teplotu tavení pájky
a po vyjmutí z pece ochladí. Po ochlazení se odčerpávání zastaví a kryt se po
odstranění svaru 5 sejme.
Na obr. 2 je znázorněno obdobné uspořádání jako na obr. 1 s tím
rozdílem, že přečnívající část plechu tvořícího kryt 4 je ohnuta do
tvaru U, takže krytu tohoto tvaru lze použít i pro malé tloušťky základního materiálu 1, k němuž
je volný okraj krytu 4 přivařen svarem .
Uspořádání okrajů krytu 4 podle obr. 3, tj. tak, že ohyb okrajů je
proveden při okrajích ochranného plechu , zajišťuje vzájemnou po
lohu ochranného plechu 3 a základního materiálu 1 při pájení.
Uspořádání podle obr. 4, kde obdobně jako v uspořádání podle obr. 3 zajišťuje ohyb okrajů
krycího plechu 4 vzájemnou polohu pájených plechů 3 a 1, umožňuje oboustranné plátování
základního plechu 1. Oba krycí plechy 4 jsou navzájem po obvodě svařeny svarem .
Způsobem podle vynálezu byly piátovány vzorky základního materiálu z oceli ČSN 11373
ochranným plechem z technického titanu pájením stříbrnou pájkou. Rozměry jednotlivých částí
byly: základní plech 210X160X16 mm, ochrannný plech z technického titanu 210X160X1,6.
mm, pájka ČSN 423822 210X160X0,15 mm. Kryt byl buď z nerezavějící oceli ČSN 17241, nebo
z uhlíkové oceli ČSN 11343 tloušťky 1 mm tvaru podle obr. 1, odsávací trubka z nerezavějící
oceli 17241 Ø ,5 mm. Po přivaření krytu byl vnitřní pájecí prostor evakuován na tlak ,1 mm slHg
a celá soustava byla vložena do muflové elek- . trické pece, vyhřáté na teplotu 800° C. Během
ohřevu se vakuum udržovalo stálým odsáváním. Po ohřátí na teplotu 770 až 780° C, které bylo
dosaženo za 20 až 30 minut, se vzorky z pece vyňaly a ochladily na vzduchu nebo ve vodě. Po
obroušení obvodového svaru se plátovaný vzorek z krytu vyňal. Tloušťka spojovací vrstvy pájky
byla rovnoměrná a pájka nikde nevnikla mezi ochranný (titanový) a krycí plech.
Způsobu podle vynálezu lze použít i k oboustrannému plátování základního materiálu, při
němž je zvláště výhodné uspořádání podle obr. 4.

9. Předmětpatentu .
1. Způsob plátování konstrukčních kovových materiálů, například plechů nebo polotovarů
jiného tvaru pájením v evakuovaném prostoru, vytvořeném kolem pájené plochy pomocným
plynotěsným krytem, který po vyčerpání dovoluje přitlačení plátovacího materiálu k pájené ploše
. působením atmosférického tlaku, vyznačený tím, že plech tvořící stěnu pomocného
plynotěsného krytu rovnoběžnou s pájenou plochou přečnívá obvod pájené plochy nejméně o
délku rovnou jeho pěti tloušťkám,
přičemž evakuace pájecího prostoru se provádí otvorem v pomocném
krytu.
2. Způsob podle bodu 1 vyznačený tím, že pomocný plynotěsný
kryt je vytvořen z plechu, který se pájením spojuje se základním materiálem.
A

11. 4 100714
. Způsob podle bodů 1 a 2 vyznačený tím, že plynotěsného uzavření pájené plochy se
dosáhne přivařením pomocného krytu k základnímu materiálu na jeho bočních plochách nebo
na ploše protilehlé ploše pájení. -
. Způsob podle bodů 1 a 2 vyznačený tím, že plynotěsného uzavření pájecího
prostoru se dosáhne svařením plechu, který tvoří pomocný kryt a obklopuje spojované
materiály ze všech stran.
Severografia, n. p, závod 03

13. Příloha k patentnímu spisu č. 100714