Difúzní svařování: výhody a nevýhody

Atomy látek jsou v neustálém pohybu, a proto se mohou mísit kapaliny a plyny. Pevné látky mají také pohyblivé elementární částice, ale mají tužší krystalovou mřížku. A přesto, jestliže jsou dvě pevné těla přiblíženy interakční vzdálenosti atomových sil, pak v místě kontaktu částice jedné látky proniknou do druhé a naopak. Takováto vzájemná penetrace látek byla nazývána difúzí a účinek byl použit jako základ pro jeden z metod kombinace kovů. Říká se tomu - difúzní svařování kovů.

Co lze připojit difúzním svařováním

Difúzní svařování ve vakuu má obrovské technologické možnosti. S jeho pomocí se můžete připojit:

• Kovy homogenní a heterogenní struktury, stejně jako jejich slitiny. Žáruvzdorné kovové látky, jako je tantal, niob a wolfram.
• Nekovové látky s kovy: grafit s ocelí, měď se sklem.
• Konstrukční materiály na bázi kovu, keramiky, křemene, ferity, skla, polovodičových struktur (homogenní a heterogenní), grafitů a safíru.
• Kompozitní materiály, Porézní se zachováním jejich vlastností a struktury.
• Polymerní látky.

Pokud jde o konfiguraci a velikost polotovarů, mohou se lišit. V závislosti na velikosti pracovní komory je možné pracovat s detaily od několika mikronů (polovodičových prvků) až po několik metrů (složité vrstvené konstrukce).

Jak je uspořádána difuzní jednotka?

Komplex difúzního svařování obsahuje následující hlavní prvky:

1. Pracovní komora. Je vyroben z kovu a je navržen tak, aby omezil pracovní prostředí, ve kterém je vytvořeno podtlak.
2. Rám je leštěný. Je podpírána pracovní komorou, podél níž se může pohybovat.
3. Vakuové těsnění. Je těsnění mezi fotoaparátem a stojanem.
4. Válečkový mechanismus a upínací šroub. S jejich pomocí můžete pohybovat po vodítkách a upevnit je na stojanu.
5. Čerpadlo je podtlakové. Vytváří bezvzduchové místo v pracovní oblasti.
6. Generátor s induktorem. Jedná se o systém vytápění pro svařované díly.
7. Tepelně odolné razníky, hydraulické válce a olejové čerpadlo představují mechanismus stlačení dílů při daném tlaku.

V závislosti na úpravách zařízení pro difuzní svařování se mohou lišit ve tvaru komor a způsobem, jakým jsou utěsněny. Také existují různé způsoby zahřívání detailů. Radiační ohřívače, generátory s vysokým proudem, instalace s doutnavým výbojem, ohřívače elektronového paprsku mohou být použity.

Difúzní procesy při svařování

Pokud budete mít leštěné kovové desky, dát dohromady a dát pod zátěží, za několik desetiletí bude vidět efekt vzájemném pronikání kovu do sebe. A hloubka průniku bude v milimetru. Jde o to, že rychlost difúze závisí na teplotě spojovaných materiálů, je vzdálenost mezi elementárních částic látek, jakož i stav kontaktních ploch (absence kontaminace a oxidace). Proto v přírodních podmínkách postupuje tak pomalu.

V průmyslu se pro rychlou výrobu sloučeniny difuzní proces urychluje s ohledem na všechny tyto podmínky. V pracovní místnosti:

• Vytvořte vakuum se zbytkovou úrovní tlaku až 10^-5 mm Hg nebo naplněný inertním plynem. Části nejsou tedy ovlivněny kyslíkem, kterým je oxidační činidlo z jakéhokoliv kovu.
• Materiály se ohřívají při teplotě 50 až 70% teploty tavení polotovarů. To zvyšuje plasticitu dílů v důsledku pohyblivého stavu jejich elementárních částic.
• Polotovary jsou ovlivněny mechanickým tlakem v rozmezí 0,30-10,00 kg / mm², spojuje mezatomické vzdálenosti s rozměry, které nám umožňují vytvářet společné vazby a vzájemně pronikat do okolních vrstev.

Požadavky na přípravu materiálů

Před položením obrobků svařovaných prvků do difuzní jednotky se podrobí předběžnému zpracování. Hlavním cílem léčby kontaktních částí prázdná místa s cílem získat hladký, rovný a rovnoměrný povrch, a odstranění tvorby neviditelné spojovací zónu a mastnou špínu. Zpracování polotovarů může být:

• chemické;
• mechanické;
• elektrolytické.

Oxidové filmy zpravidla neovlivňují difúzní proces, protože se samovolně likvidují během zahřívání ve vakuovém médiu.

Pokud není difúzní svařování dostatečně účinné mezi látkami, které mají odlišný koeficient teplotní roztažnosti, nebo je vytvořen křehký šev, používají se tzv. Vyrovnávací podložky. Mohou sloužit jako fólie různých kovů. Pro difúzní svařování křemenných polotovarů se používá měděná fólie.

Charakteristika získaných sloučenin

Na rozdíl od běžných způsobů tavení svařování, kde základní materiál k dalšímu kovu se zavádí do kloubu, difuzní spojování umožňuje získat jednotnou šev bez podstatných změn ve fyzikálně-mechanické složení křižovatky. Hotový spoj má následující vlastnosti:

• přítomnost kontinuálního švu bez tvorby pórů a skořepin;
• nepřítomnost oxidových vměstků ve sloučenině;
• stabilita mechanických vlastností.

Vzhledem k tomu, že difúze - penetrace proces je přirozený látka do druhého, v kontaktní zóně není narušena krystalové mřížce materiály, a proto není šev křehký.

Spojovací díly z titanu

Difúzní svařování titanu a jeho slitin je charakterizováno získáním kvalitní směsi při vysoké ekonomické účinnosti. Je široce použitelný v medicíně pro výrobu částí protéz, stejně jako v jiných oblastech.

Části se zahřívají na teplotu 50 ° C - - 100 ° C - nižší než teplota, při které dochází k polymorfní transformaci. Současně mají materiály malý tlak 0,05-0,15 kgf / mm2.

Chemické složení titanové slitiny neovlivňuje pevnost spojení prvků tímto způsobem svařování.

Výhody

Během difuzního svařování je možné:

• k připojení homogenních a heterogenních pevných látek;
• vyhnout se deformacím částí;
• Nepoužívejte spotřební materiál ve formě pájky a tavidla;
• k výrobě bez odpadů;
• Nepoužívejte složité systémy dodávky a odsávání, protože v procesu nejsou vytvářeny žádné škodlivé výpary;
• přijímat jakoukoli oblast zóny kontaktního spojení, která je omezena pouze možností zařízení;
• zajistit spolehlivý elektrický kontakt.

K tomu by měl být přidán vynikající estetický vzhled hotového dílu, který nevyžaduje použití dalších zpracovatelských operací, jako je například odstranění svařované stupnice.

Nevýhody technologie

Difúzní svařování je složitý technologický proces, jeho hlavní nevýhody jsou:

• potřeba konkrétních drahých zařízení;
• potřebu dostupnosti výrobních prostor, má zařízení značný rozměr;
• požadavek na získání zvláštních znalostí, dovedností a pochopení pracovního procesu;
• čas strávený na pečlivé předúpravě polotovarů;
• obsah vakuového zařízení je nejvyšší čistoty, jinak se neviditelný prach může usadit na svařovaných prvcích a vést ke sňatku spoje;
• obtížnost testování kvality švu bez nutnosti jeho zničení.

Vzhledem k tomu vše, stejně jako specifika použití vakuových zařízení, je difúzní svařování vyžadováno pouze v podmínkách podniků, spíše než v soukromém použití.

Průmyslové zařízení pro difuzní svařování

Existuje několik typů průmyslových zařízení určených pro difúzní svařování. V podstatě se navzájem liší ve specifičnosti materiálů, které mají být svařeny, a při použití různých topných systémů pro součásti.

Instalace typu MDVS navržena tak, aby pružné měděné tyče, kontaktních skupin vysokonapěťových spínačů mědi a kerrita, části s plynovým výtahem a ventily downhole čerpadla z ušlechtilé oceli a tvrdých kovových slitin. V systému používáme účinek elektrokontaktního vytápění.

Svařovací komplex typu UDVM-201. Provádí spojení difúzí svařování materiálů ze skla různých značek. Ohřev pracovní plochy se provádí metodou záření.

Svařovací zařízení USDV-630. Instalace indukční ohřev pro svařování kompozitních materiálů na bázi titanu a mědi. Takové systémy umožňují vytápění velkých částí oblasti.

Stroj MDVS-302 pro difúzní svařování za použití vysokofrekvenčního ohřevu dílů. Je charakterizován přítomností malého generátoru na tranzistorovém okruhu.