Диффузионная сварка

Категория:
Сварка металлов


Диффузионная сварка

Способ основан на использовании процесса диффузии металлов.

Детали в камере нагревают и сдавливают удельным давлением порядка 0,5—2 кГ/мм2. Вакуум поддерживается непрерывной работой вакуумных насосов, откачивающих газы, поступающие в сварочную камеру через неплотности системы, а также адсорбированные поверхностями аппаратуры и непрерывно выделяемые нагреваемым металлом с поверхности и из объема. Происходит очищение поверхности металла, удаляются с поверхности загрязнения и адсорбированные газы, восстанавливаются и растворяются в металле окислы. Поверхности сварки должны быть хорошо обработаны механически для обеспечения соприкосновения по всей поверхности сварки. Непрерывно действующее давление сминает все выступы и неровности горячего металла и обеспечивает необходимое прилегание по всей поверхности.

Процессы очистки, пригонки поверхностей и диффузии идут довольно медленно, и требуется 5—20 мин, а иногда и более для завершения процесса сварки. Нагрев деталей обычно электрический, причем в разных случаях используется излучение нагревателей, иногда теплопередача от нагревателей через теплопроводность; возможен и индукционный нагрев.

Температура нагрева и ее контроль имеют большое значение, уже небольшое ее повышение значительно ускоряет диффузию; с другой стороны, нагрев может снижать качество металла. Способ отличается большой универсальностью в отношении свариваемых металлов: возможна сварка многих сочетаний разнородных металлов, а также металлов с металлокерамическими сплавами, металлов с керамикой, с графитом и т. д. Способ получил уже достаточно широкое применение для различных случаев, часто трудновыполнимых другими способами.

—-

Диффузионная сварка впервые в мире предложена и практически разработана у нас в стране Н. Ф. Казаковым. Процесс сварки начал внедряться в народное хозяйство с 1953 г. Диффузионная сварка происходит в твердом состоянии в условиях вакуума, при котором при определенной температуре, давлении и времени выдержки посредством диффузии осуществляется соединение материалов.

В вакууме в пределах 10-3 до 10~5 мм рт. ст. детали с хорошо подготовленными для сварки поверхностями плотно прижимаются друг к другу и нагреваются. За счет имеющихся иа соединяемых поверхностях атомных связей происходит сцепление одной детали с другой. Перед сваркой деталей рекомендуется поверхности элементов готовить тонким точением или лучше полировкой. Кроме этого, необходимо с поверхности материалов удалять разного рода жиры, пыль, краску и окисные пленки. Это лучше всего достигается протиркой поверхностей детали четыреххлористым углеродом.

Увеличение давления от 0,5 до 2 кгс/мм3 приводит к более тесному контакту между соединяемыми частями, увеличивает диффузию и приводит к повышению прочности сварного соединения.. Однако при чрезмерно большом сжимающем давлении создаются искажения в кристаллической решетке металлов, что снижает прочность сварного соединения.

Увеличение температуры нагрева, например для стали 50, с 800 до 1100 °С повышает прочность сварного соединения. При дальнейшем повышении температуры прочность может понижаться.

Большое влияние на прочность сварного соединения оказывает степень разрежения в рабочей камере установки. При всех прочих равных условиях с увеличением вакуума прочность соединения растет.

С увеличением времени на сварку прочность соединения растет до прочности основного металла. Но чрезмерное увеличение выдержки времени снижает прочность соединения в связи с ростом зерен в металле.

Диффузионным процессом можно управлять, изменяя следующие параметры режима сварки: состояние поверхностей соединяемых деталей; нагрев деталей; давление на контактирующие поверхности; разрежение в рабочей камере сварочной установки; время выдержки сварки.

Диффузионную сварку применяют для получения деталей с высокоточными размерами; для соединений материалов, не поддающихся сварке плавлением; для изделий, работающих в сложных условиях.

Диффузионная сварка применяется:
– для соединения деталей из диоилицида молибдена. Дисилицид молибдена очень стоек к окислению при температурах до 1700 °С. Нагреватели из дисили-цида молибдена изготавливают из отдельных частей, затем их соединяют между собой. Соединение должно быть без слоя с переходным сопротивлением. При илавлении дисилицид молибдена легко разрушается. Другими способами соединить детали невозможно;
– сварки проволоки из быстрорежущей стали Р18;
– сварки серого чугуна со сталью;
– сварки в вакууме для изготовления деталей и узлов арматуры из стали 2X13, ЗОХГСА;
– сварки металлов с трех- и пятикратной разницей коэффициентов линейного расширения (цирконий с латунью, вольфрам со сталью); сварка металлов, не смешивающихся даже в жидком состоянии (вольфрам с медью, рений с медью);
– соединения твердых сплавов со сталями;
– сварки сплава алюминия типа САП-1; этот материал представляет собой спеченную алюминиевую пудру, изготовляемую способом порошковой металлургии;
– сварки в вакууме деталей, представляющих собой стекломе-таллические сварные узлы, в которых металлические контакты (электропроводники) заварены в тугоплавкое стекло.


Реклама:



Читать далее:



Статьи по теме:


Главная → Справочник → Статьи → Блог → Форум