Milling-master.ru

В помощь хозяину
2 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Технология диффузионной сварки

Диффузионная сварка: что невозможно в обычных условиях, достигается в вакуумном пространстве

Нагрев плотно прижатых отполированных поверхностей в вакууме до достижения диффузии атомов в соединяемых поверхностях, называется диффузионной сваркой. Обеспечивает прочное соединение плоскостей не только однородных, но и 560 разнородных материалов, не поддающихся соединению другим способом.

ГОСТ, определяющий техпроцесс и требования к нему

Технологию и процессы регламентирует разработанный в 1975 году ГОСТ 20549-75. Полное название: «Диффузионная сварка рабочих элементов разделительных и формообразующих штампов. Типовой технологический процесс». Позже срок действия ГОСТ продлевали в 1980, 1990 годах, действителен и сегодня. Там описаны:

  • порядок действий;
  • схема техпроцесса;
  • контроль качества;
  • необходимые меры безопасности;
  • параметры рабочих установок.

Области применения

Этот вид сварки применяется там, где другие неэффективны, дороги и нет нужного качества соединения:

Преимущества и недостатки технологии

К преимуществам рассматриваемого метода относят:

  • качественное соединение разнородных материалов;
  • минимальная деформация свариваемых плоскостей, что освобождает от необходимости механической обработки шва;
  • многослойная сварка и автоматизация работ при организации крупносерийного производства;
  • возможность совмещения диффузионной сварки и формообразования при изготовлении многослойных тонкостенных конструкций сложной формы;
  • при соединении однородных материалов атомная структура шва идентична структуре детали;
  • отсутствие вредных паров, что исключает потребность в сложной системе вентиляции;
  • минимум вредных для человека выделений и излучений.

К недостаткам относят:

  • сложность оборудования и особенные требования к технологическому уровню производства;
  • высокая себестоимость работ;
  • невозможность применения для проверки качества шва методов неразрушающего контроля.

Метод диффузионной сварки

Сваривание происходит за счёт пластической деформации кромок ниже температуры плавления, в твёрдом состоянии. Способы нагрева:

  • индукционный;
  • радиационный;
  • электронно-лучевой;
  • электрическим током;
  • тлеющим разрядом;
  • нагрев в расплаве солей.

Процесс идёт в вакууме, нейтральных и восстановительных газах, жидких средах. Чистота и качество шва зависит от того, насколько хорошо очищены места соединения. Очищают растворителями или путём нагрева и выдержки в вакуумной камере.

Технология, время выдержки и температуры разгерметизации

Детали с механически обработанными и обезжиренными свариваемыми поверхностями устанавливают в центрирующем приспособлении вакуумной камеры. Откачивают воздух. Когда достигается вакуум, включают высокочастотный генератор. Детали в зоне сварки нагреваются с помощью индуктора. За время нагрева поверхности заготовок очищаются от окисных плёнок. При достижении температуры на изделия давит поршень гидросистемы. Нагрузку подают до конца процесса. После этого узел сварки постепенно, с заданной скоростью охлаждается до определённой температуры.

Герметизацию камеры прекращают, сваривая:

  • чёрные металлы – при 60 ̊C.
  • цветные металлы и сплавы – при 120 ̊C.

Время выдержки зависит от силы нагрева и давления, использованных в ходе работ.

Способы

Диффузионная сварка с применением промежуточных слоёв делается:

Промежуточные подкладки подразделяются на плавящиеся и неплавящиеся. Коэффициент диффузии атомов барьерной подкладки в основной металл должен быть выше, чем для элементов металла в прокладку. Её материал выбирают исходя из поставленной задачи. Чаще это никель, медь, серебро, золото.

Расплавляющимися промежуточными слоями часто выступают высокотемпературные припои. Это уменьшает пластическую деформацию и повышает качество шва.

Установка и оборудование

Сварочная диффузионная установка состоит:

  • из вакуумной камеры;
  • из механизма нагнетания рабочего давления;
  • из источника нагрева;
  • из аппаратуры управления и контроля.

В вакуумной камере прямоугольной или цилиндрической формы размещён механизм давления, нагревательные элементы и приспособление для крепления свариваемых деталей. В стенках – система водяного охлаждения.

Обычно установка содержит одну камеру, но для повышения производительности выпускают и с несколькими для непрерывной загрузки и выгрузки изделий.

Технология диффузионной сварки

Диффузионная сварка является одним из приемов соединения деталей с помощью воздействия на них давления. Она осуществляется в вакууме при высокой температуре путем прикладывания к деталям сдавливающих сил.

Схема установки диффузионной сварки.

Данный способ сварки под давлением отличается от других тем, что процесс происходит при воздействии высоких температур, 0,5-0,7 Тпл, и низких удельных сжимающих давлениях, 0,5-0 МПа. При этом изотермическая выдержка может быть как несколько минут, так и несколько часов.

Диффузионное соединение заготовок обеспечивается благодаря таким физико-химическим процессам, как реакция металла, нагретого до определенной температуры, на воздействие газов в окружающей его среде, очистка соединяемых поверхностей от оксидов, возникновение ползучести при высоких температурах и рекристаллизация.

Когда и для чего применяется диффузионная сварка?

Данный вид сварки может осуществляться по двум технологическим схемам, отличающимся друг от друга по характеру прикладывания нагрузки. Одна технология предполагает использование постоянной нагрузки, величина которой не достигает предела текучести. Процессы, возникающие в соединяемых материалах при этом, аналогичны ползучести. Данный способ диффузионной сварки является так называемым свободным деформированием. Он является наиболее простым, а потому на практике получил широкое распространение.

Схема диффузионной сварки: а – сварка внахлестку, б – сварка встык, в – шовная сварка.

Другая технология предполагает использование специального устройства, которое во время сварки перемещается с определенной скоростью и обеспечивает нагрузку с последующей пластической деформацией. Напряжения при этом превышают предел текучести. Данный способ называется диффузионной сваркой с принудительным деформированием.

Диффузионная сварка нашла широкое применение в промышленности, в частности, она незаменима в сфере электронного приборостроения. Она позволяет создавать металлокерамические и катодные узлы, вакуум-плотные соединения из различных материалов, полупроводниковые приборы и др.

Данный способ сварки идеально подходит при работе с деталями крупных размеров и сложных форм, изготовить которые с помощью обычной механической обработки и обработки давлением невозможно или экономически невыгодно. Особенно если это опытное или мелкосерийное производство.

Благодаря совмещению диффузионной сварки с формообразованием в сверхпластичном режиме есть возможность получать многослойные пустотелые конструкции: ребра, гофры, соты и т.п.

Благодаря диффузионной сварке можно сваривать:

  • любые материалы, имеющие металлическую основу, ферриты, кварц, стекло, керамику, графит, сапфир;
  • металлокерамику, пористые и композитные материалы, не нарушая при этом их текстуры и не ухудшая их свойств;
  • разнородные металлические сплавы, которые имеют склонность к образованию хрупких фаз, а также такие тугоплавкие металлы, как тантал, ниобий, вольфрам и др.;
  • металлические изделия с неметаллическими, например сталь и графит, стекло и медь.
Читать еще:  Реестр накс технологии сварки

Преимущества и недостатки диффузионной сварки

Экситроновый узел для диффузионной сварки.

  • в процессе работы такая сварка расходует на порядок ниже энергии, чем другие виды сварки.
  • для диффузионной сварки не нужны припои и электроды;
  • данная сварка обладает высоким качеством сварочного соединения;
  • свариваемые детали могут быть различных форм, иметь маленькие и большие поверхности соединения;
  • размеры соединяемых деталей могут быть всего в несколько микрометров (для изготовления полупроводниковых приборов) и достигать нескольких метров (для изготовления слоистых конструкций);
  • гигиеничность сварочного процесса: отсутствие металлических брызг, ультрафиолетового излучения и мелкодисперсного напыления.
  • диффузионная сварка требует наличия специальной вакуумной камеры, в которой происходит весь процесс сварки;
  • тщательная подготовка и зачистка свариваемых поверхностей деталей, что делает этот процесс длительным по времени.

Способы диффузионной сварки

Диффузионная сварка с использованием промежуточных плавящихся или неплавящихся прокладок (слоев). На поверхности деталей, подлежащих соединению, наносятся специальные подслои. Это необходимо для того, чтобы:

Таблица температур сварки.

  • увеличить прочность соединения;
  • не допустить появления барьерных подслоев при сваривании разных материалов;
  • интенсифицировать стадию объемного взаимодействия;
  • облегчить установку физического контакта поверхностей деталей благодаря пластичным подслоям;
  • снизить температуру и давление в процессе сваривания деталей и, соответственно, уменьшить остаточные деформации.

В большинстве случаев для прокладок используется медь, никель, золото или серебро. Толщина их в пределах 2-7 мкм. Чтобы предотвратить возникновение нежелательных фаз, в качестве барьерной прокладки может использоваться более толстый материал – фольга.

Выбор материала для подслоя осуществляется исходя из того, что его коэффициент диффузии в основной материал превышал коэффициент диффузии основного материала в подслой.

Если сварке подлежат детали из стекла или керамики, то металлический подслой нагревают для того, чтобы он окислился и диффузия его в материал детали произошла проще.

Для соединения кварцевого стекла и меди на стекло наносится медная прослойка, которая подлежит окислению под воздействием температуры в 800°С в течение 3-5 мин.

Для сваривания меди и оптической керамики, в основе которой лежит сульфид цинка, металлическая поверхность подлежит сульфидированию, чтобы увеличить прочность сцепления материалов.

Марки и свойства припоев.

Использование прокладок из высокотемпературных припоев дает возможность снизить давление сжатия, облегчить удаление оксидной пленки и улучшить эксплуатационные характеристики мест сваривания.

Диффузионная сварка с ударной нагрузкой в вакууме используется в случаях, когда есть вероятность возникновения интерметаллидов в месте сварки.

При таком способе зоны контакта деталей локально нагреваются, после чего на них воздействует одиночный импульс силы, скорость которого равна 1-30 м/с. Вследствие этого при воздействии динамической нагрузки в соединяемых материалах возникает пластическая деформация в месте их контакта и появляется сварное соединение. Это происходит за 1-10 мс.

Оборудование для диффузионной сварки

Для осуществления диффузионной сварки используются специальные вакуумные установки, которые состоят из вакуумной камеры, вакуумной системы, механизма, обеспечивающего необходимое давление для сваривания материалов, источника нагрева и системы управления процессом. Примерами таких установок являются установки ДФ-101, УСДВ-630, П-114, П-115, УДС-ЗМ, ДСВ-901 и др. Все они отличаются друг от друга разными конструкциям определенных систем и узлов. Но в целом принцип их общей конструкции одинаков.

Вакуумная камера с водоохлаждаемыми стенками, в которой осуществляется процесс сваривания деталей, обычно имеет цилиндрическую форму и изготавливается из стали, устойчивой к коррозии.

Изделия могут располагаться в специальном приспособлении или на установленной для них опоре. Повысить производительность позволяют установки, оснащенные несколькими камерами.

Сила давления, необходимая для сварки, чаще всего создается благодаря пневматическому, гидравлическому или механическому устройству.

Иногда сжатие деталей достигается с помощью специальных устройств, которые охватывают заготовки из материалов с различными коэффициентами линейного расширения. Это устройство устанавливается в водородных и вакуумных печах. Сжатие материала осуществляется благодаря перепаду давлений в вакууме и внешней газовой среды.

Нагрев деталей может осуществляться несколькими способами: контактным, индукционным и радиационным. Источниками питания для этого выступают высокочастотные генераторы и трансформаторы. Универсальным способом нагрева является воздействие тока высокой частоты (ТВЧ).

Детали могут нагреваться в разведенном состоянии, что невозможно сделать при контактном методе. ТВЧ способствует более интенсивной очистке соединяемых поверхностей заготовок. Но этот способ не подходит для сваривания диэлектриков: стекла, кварца и керамики, для нагрева которых используется расфокусированный электронный луч или световое излучение.

Диффузионная сварка металлов в вакууме. Её сущность, технология, применение. Установка и другое оборудование для сварки

Содержание

Сущность и определение диффузионной сварки

Диффузионная сварка металлов представляет собой вид сварки давлением с применением нагрева, при которой сваривание получается за счёт взаимной диффузии атомов соединяемых деталей.

Сваривание происходит за счёт пластической деформации кромок при температуре ниже температуры плавления, т.е. в твёрдом состоянии. Нагрев может происходить с применением многих известных источников тепла. Наиболее часто на практике применяются индукционный, радиационный, электронно-лучевой способ нагрева, нагрев электрическим током, тлеющим разрядом и нагрев в расплаве солей.

В большинстве случаев, диффузионную сварку выполняют в вакууме, но на практике её можно провести в среде защитных газов, восстановительных газов, или в их смеси. Если свариваются металлы, мало подверженные к воздействию кислорода, то процесс возможен даже на воздухе.

Область применения диффузионной сварки

Приборостроение

В современных приборах зачастую используются узлы и элементы, изготовленные из разнородных материалов, в том числе и неметаллических (керамика, стекло и пр.) Технологические особенности диффузионной сварки позволяют использовать её для производства металлокерамических и катодных узлов, полупроводниковых соединений. При этом существуют специальные конвейерные системы для диффузионной сварки, которые позволяют с высокой степень автоматизировать процесс сварки в условиях непрерывного круглосуточного производства.

Крупногабаритные заготовки и полуфабрикаты

Диффузионная сварка хорошо подходит для производства крупногабаритных заготовок, имеющих сложную конфигурацию, которые невозможно получить механической обработкой, литьём или штамповкой. Или же если получение этими методами экономически нецелесообразно. Диффузионная сварка существенно повышает коэффициент использования металла (КИМ) заготовок, а в ряде случаев, заготовки и вовсе невозможно получить другими способами сварки. Наиболее эффективно применение диффузионной сварки в опытном, единичном и мелкосерийном производстве.

Читать еще:  Технология ручной электродуговой сварки

Производство композитных листов

С помощью диффузионной сварки можно изготовить большие заготовки значительной толщины, из которых, в последующем, прокаткой получить слоистые композиционные листы.

Совмещение сварки с процессом формообразования

Тонкостенные конструкции из множества слоёв с наполнителем (типа гофры, соты, рёбра, панели и др.) можно получить, если совместить процессы диффузионной сварки и формообразования в режиме сверхпластичности.

Для этого сначала листовые элементы сложно панели или другой конструкции сваривают в плоские пакеты. Для этого, до начала сборки пакета на листы наносят барьерное покрытие. Далее пакет герметизируют по всему периметру, создают вакуум и запускают процесс сварки.

После этого во внутреннюю полость подают жидкость или газ под давлением, которые раздувают заготовку и она принимает форму внутренней поверхности матрицы. Подробная схема этого процесса представлена на рисунке:

Схемы процесса диффузионной сварки

На практике применяют две технологические схемы процесса диффузионной сварки, которые различаются характером действия силы или напряжения.

В одной схеме используют постоянную нагрузку (рисунок а) слева), величина которой меньше предела текучести материала. При таком процессе в металле аналогичны ползучести. Эта технология получила название диффузионной сварки по схеме свободного деформирования. Это наиболее распространённый способ сварки, т.к. его осуществить проще всего.

По другой схеме (рисунок б) слева) пластическая деформация происходит посредством специального устройства, которое в процессе сварки двигается с регулируемой скоростью. Эта технология получила название диффузионной сварки по схеме принудительного деформирования.

Преимущества и недостатки процесса диффузионной сварки

Преимущества

1. С помощью данного способа сварки относительно легко получить сварные соединения большинства конструкционных материалов: металлов и сплавов на их основе.

2. Диффузионной сваркой можно сваривать как однородные, таки разнородные материалы, включая материалы с сильно отличающимися свойствами (например, металл и керамику).

3. Если соединяются однородные материалы, то по своей структуре и свойствам сварное соединение не отличается от основного металла.

4. Одной из особенностей диффузионной сварки является возможность ограничения общей деформации свариваемых кромок. При необходимости, это позволяет получить высокоточные (прецизионные) соединения, не требующие последующей механической обработки.

5. При использовании схемы принудительного деформирования цикл сварки можно ограничить или прекратить в любой момент.

6. Для управления структурой и свойствами сварного соединения могут применяться принципы термомеханической обработки, объединённые с циклом сварки. Особенно при схеме с принудительной деформацией.

7. При изготовлении многослойных тонкостенных конструкций с наполнителем сложной формы (гофры, соты, рёбра и т.п.) можно совмещать процессы диффузионной сварки и формообразования в режиме сверхпластичности. Это хорошо подходит для титановых или алюминиевых сплавов.

8. В серийном производстве возможна многослойная сварка простых изделий (пакетная сварка), при этом процесс сварки легко автоматизировать, получая высокую производительность.

9. Диффузионную сварку можно использовать для производства полуфабрикатов и заготовок для последующей обработки.

10. Этот способ сварки позволяет получить объёмные заготовки сложной конфигурации и получить существенную экономию материала по сравнению с другими способами получения подобных заготовок.

Недостатки

1. В большинстве случаев производительность сварки достаточно низкая из-за того, что сам процесс её довольно длительный.

2. Сварочное оборудование (особенно для диффузионной сварки в вакууме, а не в защитной среде) достаточно сложное, как и вся технологическая оснастка. Кроме того, оно подвергается одновременному нагреванию и нагрузке, что предъявляет высокие требования к технологическому уровню производства.

3. Габариты получаемых изделий ограничены типом применяемого сварочного оборудования.

4. Высокие требования к качеству соединяемых поверхностей делают дорогим процесс диффузионной сварки.

5. Применяемые на практике методы неразрушающего контроля сварных швов малоэффективны для соединений, полученных диффузионной сваркой.

Технология диффузионной сварки металлов

Типы и конструкция получаемых соединений

С помощью диффузионной сварки можно получить практически все виды соединений, применяемых на практике. При этом главным требованием является обеспечение плотного прилегания свариваемых участков по всей плоскости касания.

В случае повышенных требований к сварному соединению после сварки применяют механическую обработку для удаления дефектов в сварном соединении (непроваров). Или для получения более надёжной геометрии в тавровых и угловых соединениях (например, для получения радиуса скругления в углу, тем самым, уменьшив концентратор напряжений).

Подготовка свариваемых участков

Свариваемые участки подготавливают обычно при помощи механической обработки, при этом их шероховатость должна быть Ra

Как осуществляется диффузионная сварка в вакууме

Диффузионная сварка, как следует из названия, основана на физическом процессе диффузии, при котором происходит самопроизвольное смешивание молекул двух веществ. Таким образом, этот вид сварочного соединения представляет собой внедрение молекул одного металла в структуру другого до образования неразъемного соединения.

В естественных условиях, без внешнего давления, слияние двух металлов может занимать десятилетия и столетия. Хороший пример диффузии – это найденные клады золотых и серебряных монет, которые за столетия слиплись друг с другом.

Сферы применения

Впервые технология принудительного соединения металлов под давлением и высокой температурой в вакуумной установке была опробована в 1953 году советским ученым Н.Ф. Казаковым. В настоящее время разработано много методик соединения различных материалов, обобщенных в стандарте ГОСТ 19521-74.

Сферы применения диффузионной сварки достаточно разнообразны:

  • при производстве гидромоторов и других деталей в авиастроении;
  • при производстве узлов деталей, работающих на высоких оборотах (поршневые цилиндры, насосы);
  • для соединения разных металлов и сплавов, а также керамики, стекла или пластика, без использования различных припоев и флюсов;
  • для создания композитных соединений, состоящих из различных материалов;
  • для создания электронных плат, где требуется соединение мельчайших деталей.

Ключевая особенность диффузионной сварки – это возможность соединять не только однотипные металлические поверхности, но и металлы с неметаллами (керамикой, стеклом, полимерами).

Вакуум

Для проведения такой сварки применяются специальные стенды, в которых возможно создание вакуума, а также установлен пресс с силой сжатия 1-4 кгс/мм2 и нагревательные устройства радиационного, электрического или индукционного типов.

Типовая схема установки для диффузионной сварки:

  1. Силовой механизм, состоящий из прижимного жаропрочного винта, гидравлических цилиндров и масляного насоса для создания давления на соединяемые детали.
  2. Рабочая камера для проведения процесса сварки.
  3. Оправки – места для установки соединяемых деталей.
  4. Вакуумный насос для удаления воздуха из камеры.
  5. Система подачи газов (для устройств, в которой вакуум замещается газом, либо производится газовое охлаждение).
  6. Индукционный генератор для создания системы нагрева и регулирования охлаждения.
Читать еще:  Технология ультразвукового контроля сварных соединений

Выделяется два основных вида сварки в вакууме:

  1. Свободное деформирование – при данном способе производится постоянная нагрузка, не достигающая предела текучести. Такой способ широко распространен благодаря своей простоте.
  2. Принудительное деформирование – специальное устройство, движущееся с определенной скоростью, обеспечивает создание нагрузки для пластической деформации материала. При этом создаваемое напряжение должно быть выше предела текучести. Такой способ применяется для создания деталей с большими габаритами и большой площадью свариваемой поверхности.

Виды соединения материалов: а – внахлест, б – встык, в – шовная сварка.

Общий принцип технологии

Сварка в вакууме происходит следующим образом.

Сначала соединяемые детали помещаются в стенд, в котором затем создается технический вакуум (разрежение воздуха с внутренним давлением порядка 10 -2 …10 -5 мм. рт. ст.). В некоторых установках вместо вакуума применяется инертный газ.

Затем осуществляется нагрев материалов. Материалы нагреваются до требуемых температур (для каждого материала и определена своя температура). С повышением температуры также возрастает текучесть материалов, поэтому диффузия ускоряется. Обычно, температура нагрева составляет 0,5 – 0,7 температуры плавления вещества,

Нагрев применяемых веществ происходит либо в соединенном состоянии, либо отдельно друг от друга, если их температуры плавления различаются. Во втором случае применяется ток высокой частоты, которым можно не только нагреть деталь, но и провести дополнительную очистку ее поверхности.

Далее идет сжатие материалов. Когда материалы нагреваются до рабочей температуры, они сдавливаются между собой. Тип давления может быть разным: длительным или кратковременным, локальным или распределенным по всей площади поверхности. Давление редко превышает 0,5 МПа, а время воздействия различается от технологии проведения сварки.

Существует два основных способа оказания давления:

  1. Медленное статичное давление, которое может длиться до нескольких часов.
  2. Ударное воздействие со скоростью до 30 м/с, на которое расходуются миллисекунды. Обычно применяется при соединении материалов, разделенных химическим составом или металлической фольгой.

Существует один пример диффузионной сварки без специального пресса. Это обыкновенная сварка полипропиленовых труб для бытового отопления, либо водопровода. Трубы сплавляются с фитингами в небольшом ручном аппарате, а давление оказывается руками. Полипропилен – это достаточно мягкое вещество, не требующее существенных усилий для соединения.

Улучшение качества сварного шва может достигаться добавлением на стык элементов специальных химических составов либо фольги из золота, платины, меди. Толщина такой фольги в среднем составляет несколько микрон, завися от конкретного процесса.

Нанесение данных слоев позволяет:

  • увеличить прочность сварного шва;
  • избежать образования барьерных подслоев;
  • облегчить взаимодействие поверхностей и ускорить объемное взаимодействие между соединяемыми элементами;
  • уменьшить остаточную деформацию изготавливаемых деталей за счет снижения давления и температуры.

Для соединения металлов с неметаллами, либо для сварки неметаллических деталей в качестве соединительных слоев могут применяться различные вещества:

  • при соединении медных деталей и кварцевого стекла слой меди наносится на стекло, затем подвергается окислению в течении 4-5 минут при температуре 800°С;
  • для сварки оптической керамики с медью, последняя подлежит покрытию сульфидами цинка для повышения прочности сцепления.

Сила давления и температурные режимы нагрева и охлаждения подбираются для каждого материала (пар материалов) индивидуально, на основе теоретических расчетов.

Охлаждение материалов — финальная стадия. После диффузионного соединения деталей происходит их остывание в вакууме, а равномерность этого процесса поддерживается системами охлаждения. Резкие перепады температуры могут привести к появлению трещин на сварном шве и снижению его прочности.

В некоторых случаях, например, при соединении стали и бронзы, для быстрого охлаждения деталей применяется аргон. Быстрое охлаждение снижает гибкость изделия, но повышает его твердость.

Изготовленная деталь проходит контроль качества рентгеновским или ультразвуковым инструментом.

Сила давления и температурные режимы нагрева и охлаждения подбираются для каждого материала (пар материалов) индивидуально, на основе теоретических расчетов.

Преимущества и недостатки

Уникальная технология диффузионной сварки обеспечивает ряд важных параметров:

  • Экономичность — отсутствие расходных материалов (электроды либо газы, припои, флюсы) снижает себестоимость работ.
  • Экологичность — отсутствие окалины, продуктов горения, выделения вредных веществ и мелкодисперсных частиц уменьшают загрязнение окружающей среды, а изолированность процесса в камере не оказывает вреда на здоровье оператора.
  • Энергоемкость – процесс требует меньше электроэнергии, таким образом снижая себестоимость изделий.
  • Скорость – за один процесс можно соединять несколько материалов, получая слоистое соединение, называемое композитом.
  • Универсальность размеров деталей – технология позволяет соединять материалы различных размеров, что очень актуально при создании электронных плат.
  • Аккуратность шва – шов, полученный при диффузионной сварке, получается ровным и его не нужно дополнительно обрабатывать шлифовкой или скрывать декоративными накладками.

Технология диффузионной сварки имеет также несколько важных факторов, влияющих на качество выполненной работы:

  • Стоимость оборудования – вакуумная установка является дорогостоящим оборудованием, которое требует постоянного обслуживания и контроля работы. Любые сбои в электрической сети или в системе регуляции давления могут привести к нарушению условий сварки материалов и браку изделий.
  • Габаритная проблема – размеры вакуумной камеры ограничивают размеры изделий, при этом в больших камерах сложнее получить необходимое снижение давления.
  • Качество поверхности деталей – соединяемые стороны (грани) материалов должны быть тщательно отшлифованы и очищены от загрязнений. Требуется обработка поверхности по 6 классу шероховатости и обработка ее ацетоном.

Существует отдельный случай диффузионной сварки, называемый «космической проблемой». В открытом космосе практически идеальный вакуум, внутренне давление космического аппарата имеет свое давление, а лучи солнца могут нагревать поверхность до температур, достаточных для запуска самопроизвольного процесса сварки, который больше будет напоминать процесс неравномерного слипания поверхностей.

Решается такая проблема в основном за счет регулярного принудительного движения поверхностей, которым необходимо соблюдать подвижность и покрытия их специальными составами, предотвращающими начало реакции соединения.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector