МЕЖДУНАРОДНЫЙ ИНЖЕНЕР-СВАРЩИК

Диффузионная сварка

Сущность процесса

Диффузионная сварка материалов в твердом состоянии - это способ получения моно­литного соединения, что образуется вследствие возникновения связей на атомарном уров­не, которые появляются в результате приближения контактных поверхностей за счет ло­кальной пластической деформации при повышенной температуре, что обеспечивает взаим­ную диффузию в поверхностных слоях соединяемых материалов.

Диффузионная сварка происходит за счет взаимной диффузии атомов контактирую­щих частей при относительно продолжительном воздействии повышенной температуры и незначительной пластической деформации.

Процесс взаимодействия материалов при диффузионной сварке условно делят на три последовательно существующих процесса:

- образование физического контакта, которое происходит в результате пластической де­формации микронеровностей на поверхности деталей при их сближении до расстояния молекулярного взаимодействия (физическая адсорбция);

- активизация соединяемых поверхностей, которая приводит к химическому (валентному) взаимодействию, которую еще называют схватыванием;

4. объемное взаимодействие соединяемых материалов, которое приводит к соединению в результате диффузии физических и химических дефектов строения металла в зоне стыка, образованию общих зерен в контакте, релаксации внутренних напряжений.

Схема сварочной установки

В своем составе установка для диффу­зионной сварки имеет вакуумную камеру 1 (рис. 4). в которой размещают свариваемые детали 2. Детали разогреваются системой нагревания 3 с рабочим элементом 4. На­гревание осуществляют энергией высоко­частотного поля, тлеющим разрядом, или другим способом. В камере создается раз­ряжение с помощью вакуумной системы 5. Необходимое давление в зоне контакта де­талей создается системой сжатия 6, напри­мер гидравлической.

Основные параметры процесса диффузионной сварки

Качество сварного соединения при диффузионной сварке обеспечивает относительно большое количество параметров. Основные такие:

- чистота соединяемых поверхностей деталей, которую обеспечивают механическим и хи­мическим. или другими способами очистки;

- жесткость поверхности, которую определяют способы механической обработки: резка, шлифование, полирование и т. д.;

- состав газовой среды в камере для сварки (вакуум, аргон, гелий, азот, водород, углеводо­роды. углекислый газ);

- термический цикл сварки, который определяет скорость нагревания и охлаждения, макси­мальные температуры и т. д.;

- давление на поверхности контакта деталей;

- время сварки, которое определяет в основном ступень диффузионного массообмена на поверхностях деталей.

Особенности процесса диффузионной сварки и сферы его применения

Диффузионной сваркой соединяют различные материалы с поверхностями различной формы, площадью до 1м2. К наиболее распространенным типам сварных соединений отно­сят плоское, цилиндрическое, коническое, сферическое и криволинейное.

Преимущества диффузионной сварки

В сравнении с обычными способами сварки и пайки соединения, сделанные диффузи­онным способом, имеют такие преимущества:

- высокое качество соединения и сохранение им свойств, характерных для исходных мате­риалов деталей;

- стабильность качества соединения, благодаря автоматизации процесса, и малой зависи­мости от внешних воздействий;

- низкий энергорасход и экологическая чистота;

- возможность соединения деталей из материалов, что резко отличаются своими свойства­ми.