Дифузійне зварювання металів [особливості та технології]

Термічні види] дають хороший ефект сполуки, але не завжди задовольняють технологічним вимогам для створення композитів. Крім того, зварювальні технології не дозволяють отримувати монолітного зрощування без шва по поверхні з великою площею.

 

Дифузна зварювання металів – це це таке

Вакуумна диффузионная (дифузна) зварювання металів використовується на великих підприємствах, де є можливість організувати складний технологічний процес на дорогому обладнанні. Суть процесу полягає в реалізації принципу взаємного проникнення атомів двох і більше матеріалів при щільному контакті поверхонь. Незважаючи на те, що метали можна віднести до твердих і щільним матеріалами, атомарна дифузія властива і їм при створенні певних умов.

  • процес проходить при температурах від 0,6 до 0,9 порога плавлення, це стан в залежності від виду металу характеризується як повзучість;

  • для отримання повноцінного ефекту необхідно забезпечити вакуум або створити атмосферу з благородного газу;

  • зварювання відбувається по всій поверхні контакту, що практично недосяжно при застосуванні [газової або електричної зварювання] для великогабаритних деталей;

  • процес дозволяє отримувати композити з різних матеріалів, включаючи з’єднання метал-метал і метал-кераміка.

Технологія отримала поширення в електронній, авіаційній і космічній промисловості, машинобудуванні. Особливо цінується можливість повного з’єднання великих заготовок і зрощування матеріалів різнорідного походження.

Процес термодіффузного зварювання

Залежно від виду металів (інших матеріалів) процес термодифузійною зварювання протікає з різними вимогами по температурі і тиску, але по приблизно однаковою схемою:

  • поверхні заготовок обробляються до мінімальної шорсткості для щільного прилягання;

  • відбувається нагрів заготовок ближче до зони контакту;

  • з робочого простору відкачується повітря або створюється газова атмосфера;

  • заготовки щільно стискаються із зусиллям, що дозволяє досягти межі повзучості матеріалу та змішуванню шарів контакту на атомному рівні.

Технологія дозволяє регулювати процес, щоб досягти заданого рівня змішування. Великою перевагою термодифузійною і вакуумної зварки вважається можливість не нагрівати метали до температур, при яких починається зміна структури. За рахунок дифузного ефекту можна отримувати з’єднання алюмінію і сталі, що в принципі недосяжно іншими методами.

можливості технології

Освоєння з середини минулого століття процеси дозволяють:

  • позбутися від зварювального шва як такого;

  • з’єднувати поверхні великої площі, уникаючи [типових для зварного шва дефектів і шлюбу];

  • обмежувати нагрівання заготовок і захищати поверхні від окислення;

  • з’єднувати деталі з низьковуглецевих сталей без перегріву, досягнення температури плавлення, наступного відпалу і необхідності зняття напружень.

Дифузна методика зварювання дала можливість створення безстикової колії з ланкою довжиною 800 м – кінці рейок розігрівають і щільно стискають в польовому апараті до повного зрощення. Після такого з’єднання конструкція проявляє властивості моноліту без виражених явищ, характерних для класичного зварного шва.

Різновиди, переваги і недоліки

З появою більш складного обладнання була освоєна методика створення композитного листа – два матеріали зрощуються в вакуумі, після чого готовий лист можна різати по стандартному типорозміру. При доведенні металу до межі сверхпластичности виявилося можливим подавати в камеру газову суміш для отримання стільникових і пористих композитів з двох і більше матеріалів.

До недоліків дифузійної зварювання варто віднести складність і енергоємність технології, необхідність особливого контролю температури і тиску, вакуумування. Устаткування виявляється складним і дорогим, розрахованим на експлуатацію в умовах великого підприємства. Однак, зварювання сталевих заготовок дифузним методом не вимагає створення вакууму – досить підготує поверхні і захистити їх від окислення шаром мастила.

Ссылка на основную публикацию