Области применения и основные параметры диффузионной сварки
В последние десятилетия в отечественной и зарубежной промышленности проявляется все более устойчивый интерес к процессу ДС. Его отличительные особенности следующие:
1) сварка как металлических, так и неметаллических материалов ведется в твердом состоянии при температурах 0,5—0,9 температуры плавления более легкоплавкого из соединяемых материалов;
2) прикладываемое к свариваемым деталям давление не превышает обычного значения предела текучести более пластичного из соединяемых материалов, что позволяет получать прецизионные соединения;
3) изотермическая выдержка под давлением при температуре сварки составляет, как правило, минуты-десятки минут. В этих условиях достаточно активно протекают диффузионные процессы в контактной зоне;
4) сварка ведется в вакууме, восстановительных или защитных средах, что исключает окисление поверхностей и создает условия для их очистки при сварке.
Основным достоинством ДС является ее способность соединять без применения припоев, флюсов и без ограничения толщин разнообразные металлические материалы, а также металлы с керамикой, стеклами и др. Это дает возможность изготавливать узлы различных приборов, а также получать биметаллы. Метод позволяет успешно решить проблему получения сварных соединений по всем характеристикам (прочность, пластичность, термостойкость, электропроводность), идентичных исходным материалам.
ДС позволяет соединять детали и целые узлы с высокой размерной точностью по плоской, конической, сферической и сложной рельефной поверхностям. Применение этого способа взамен пайки уменьшает массу узлов и приборов. Все это позволяет при использовании ДС существенно повысить качество, надежность и долговечность приборов и устройств электронной техники.
В настоящее время разработаны технологии соединения ДС свыше 800 пар материалов — металлов и неметаллов в различном сочетании как широко используемых, так и узконаправленного применения.
С помощью ДС изготовлены аппараты, плакированные серебром или медью, высотой 3 м и диаметром 1,86 м; высокостойкие штампы для вырубки магнитопроводов электродвигателей для электротехнической промышленности; режущий и измерительный инструмент; металлокерамические гермовводы; узлы из феррита и металлокерамики; упругие элементы датчиков; многослойные панели; модули пневмоники; колеса турбин радиального типа; лопатки турбин; пористые трубы для химической и газовой промышленности; клапаны, поршни и гильзы цилиндров двигателей и многие другие. В электронной промышленности ДС применяется для изготовления и сборки замедляющих систем, катодных ножек, полупроводниковых приборов и других деталей и узлов электровакуумных приборов; позволяет успешно сваривать фольгу из никеля толщиной 3 мкм с массивной деталью, алюминиевую фольгу толщиной 8 мкм — с решеткой из меди. Технология сварки обеспечила получение вакуумно-плотных, термостойких, вибростойких соединений при сохранении высокой точности, геометрических размеров и форм изделий.
Дальнейшее расширение этой гаммы материалов происходит в основном за счет развития наиболее наукоемкой отрасли - авиационно-космической. Также возможно широкое применение ДС в других отраслях промышленности, однако, оно сдерживается рядом субъективных и объективных причин.
Этот способ соединения является экономичным. Он не требует дорогостоящих припоев, специальной проволоки и электродов, флюсов, защитных газов. Более того, отпадает последующая механическая обработка и потеря ценного металла; масса конструкции не увеличивается, что имеет место при сварке, пайке и склеивании. Свойства металла в зоне соединения не изменяются, поэтому термическая обработка необязательна. Установки для ДС можно устанавливать в линиях механической обработки и сборки деталей и узлов. Расход энергии и мощности потребления их на сварку в 4—6 раз меньше, чем, например, при контактной сварке.
ДС от других видов сварки отличает гигиеничность процесса: отсутствие ультрафиолетового излучения, вредных брызг металла, мелко-ксперсной пыли, что весьма важно для охраны здоровья работающих.
Опыт многих предприятий, НИИ, КБ показал, что ДС успешно конкурирует с другими традиционными видами сварки.
За последнее время взгляды на ДС принципиально изменились. Из процесса для соединения материалов, которые трудно или невозможно соединять обычными способами сварки плавлением и пайки, она превратилась в общедоступный процесс соединения как небольших деталей, так и крупных; установлена ее конкурентоспособность с существующими способами сварки плавлением и пайкой.
Источник: Конюшков Г.В., Мусин Р.А. Специальные методы сварки давлением. Ай Пи Эр Медиа, 2009
Twitter
Вконтакте
Livejournal
Facebook
Мой Мир
Google Buzz
Gmail