Процесс диффузионной сварки в вакууме

Процесс сварки металла в твердом состоянии при повышенных температурах принципиально протекает так же, как и при холодной сварке.

Использование повышенных температур при диффузионной сварке приводит к уменьшению сопротивления металла пластическим деформациям.

Удаление поверхностных пленок и предупреждение образования их в процессе сварки достигается использованием вакуумной защиты и тщательной предварительной зачисткой свариваемых поверхностей.

При диффузионной сварке в вакууме поверхность материала не только предохраняется от дальнейшего загрязнения, но и очищается в результате диссоциации, возгонки и диффузии окислов.

1-механизм сжатия; 2-свариваемые детали; 3-вакуумная камера;

4-нагреватели; 5-источник тока

Рис.1. Схема диффузионной сварки в вакууме

В процессе диффузионной сварки могут быть выделены две последовательные стадии:

· Первая стадия процесса диффузионной сварки основана на образовании металлических связей на свариваемых поверхностях металла при нагревании их в вакууме с применением сдавливающего усилия.

· Вторая стадия связана с процессами взаимной диффузии атомов свариваемых металлов. Это приводит к образованию промежуточных слоев, увеличивающих прочность сварного соединения.

В настоящее время с помощью диффузионной сварки изготавливаются узлы и детали из различных металлов, сплавов и неметаллических материалов. Композиции свариваемых материалов исключительно разнообразны.

Сварка происходит в вакууме 10^-3¸10^-5 мм ртутного столба. После откачки воздуха из камеры изделие нагревают до температуры сварки.

Нагрев деталей может производиться разными методами. Наиболее часто применяются:

1. Радиационный нагрев производится за счет излучения от нагревателя, помещенного внутри корпуса вакуумной камеры. Особенностью радиационного нагрева, при котором детали нагреваются внешними источниками тепла, является возможность нагрева деталей, выполненных из любых материалов как хорошо проводящих ток (металлов и сплавов), так и полупроводников и диэлектриков.

Рис.2. Схема радиационного нагрева детали

2. Электроконтактный нагрев. При контактном нагреве нагрев деталей происходит за счет теплового воздействия электрического тока, пропускаемого по самим деталям. При этом образец непосредственно присоединяется к источнику постоянного или переменного тока. Предельное значение температуры детали ограничивается только возможностью ее расплавления.

3. Индукционный нагрев. В случае индукционного нагрева нагреваемый образец помещается в быстропеременное электромагнитное поле, создаваемое возле проводника. Нагрев происходит за счет тепла, возникающего при циркуляции в детали индуцированных вихревых токов. Индукционный нагрев наиболее часто применяется в промышленных установках.