Характеристика диффузионной сварки в вакууме

При диффузионной сварке металлов используются специальные сварочные стенды. Элемент размещается на его поверхности, а подставка с размещенным на ней элементом помещается в вакуумную камеру. Соединение находится под давлением и, при необходимости, подвергается температурному воздействию.

В зависимости от основных особенностей процесса сварки это может занимать от нескольких минут до нескольких часов. В результате изделие приобретает свойства, недоступные при других видах сварки.

При выполнении диффузионной сварки для получения прочного и качественного шва следует обратить внимание на несколько важных условий:

1. Необходимо создать вакуум с помощью специального оборудования. Чем выше внутренний вакуум, тем быстрее и эффективнее происходит процесс сварки. Получение физического вакуума в обычных условиях требует больших затрат. Поэтому приходится применять небольшой вакуум, который редко превышает 10-5 мм рт.ст. Однако этого вполне достаточно для получения отличных результатов.
2. Во время сварки соединяемые детали должны быть нагреты. В некоторых случаях это можно сделать при комнатной температуре, однако для формирования сварного шва может потребоваться длительное время. Повышение температуры увеличивает текучесть металла и способствует диффузии. Нагрев может осуществляться различными методами, включая индукцию, электрический контакт и излучение.
3. После достижения требуемой температуры к соединению прикладывается необходимое давление. Существуют различные виды давления, например, длительное или кратковременное, локальное или одновременное. Это необходимо для обеспечения взаимопроникновения частиц материала.
4. Для повышения прочности сварного соединения следует использовать тонкую медную, золотую, платиновую или никелевую фольгу. Их толщина должна составлять несколько микрон. Рекомендуется также обрабатывать швы заготовки химическими веществами.
5. Каждая готовая деталь подвергается дефектоскопии. Сварка в вакууме обычно требует применения излучения и ультразвука.

Диффузионная сварка в вакууме является наиболее подходящим вариантом для сварки разнородных металлов в различных сочетаниях, например, стали и бронзы, стали и керамики.

Этот вид сварки наиболее подходит для получения прочного, комплексного соединения. После сварки шов получается гладким, без дефектов и неровностей. Вакуумная сварка обычно используется в ситуациях, когда невозможно применить стандартные методы фиксации металлических элементов.

Вакуумная сварка часто используется при изготовлении металлических конструкций и заготовок, таких как:

• Гильзы цилиндров двигателей. Этот вид сварки часто используется при производстве самолетов;
• Тормозные колодки и диски;
• Основные компоненты турбокомпрессоров;
• Закаленные прессформы;
• Изделия на основе керамики и металлов.
• Производство различных типов сложных композиционных материалов, таких как стекло и медь, металл и графит, кварц, сапфир и т.д;
• Этот вид сварки часто используется для соединения труднообрабатываемых сталей и титановых сплавов с высокой жаропрочностью;
• Производство полупроводниковых компонентов.

Важно. Основные области применения процесса диффузионной сварки находятся в высокотехнологичном секторе (аэронавтика, космическое и другое машиностроение). Кроме того, метод позволяет создавать тонкие элементы из сложных областей электроники.

Преимущества

Диффузионная сварка титана и других видов металлов в вакууме имеет ряд преимуществ, которые необходимо учитывать при проведении данного процесса:

1. Нет необходимости использовать при сварке различные расходные материалы, такие как электроды, флюсовые смеси и т.д.
2. Процесс является экологически чистым. В процессе сварки он не горит и не выделяет в атмосферу токсичных веществ и паров.
3. Данный метод имеет низкую энергоемкость. Это значительно снижает финансовые затраты.
4. Возможность одновременного соединения нескольких заготовок. В результате можно получать многослойные структуры с уникальными свойствами.
5. Данный метод позволяет соединять поверхности различных размеров и форм. Толщина заготовки может быть любой. Эти условия важны для микроэлектроники.
6. В результате сварки можно получить качественные и прочные швы.

Следует отметить. У этого вида сварки есть еще одно важное преимущество, которое постоянно совершенствуется и дорабатывается. Если раньше в камере был только вакуум, то теперь дополнительно нагнетается инертный газ. Это позволяет соединять металлы, пластмассы, стекло, керамику и другие сложные композиционные материалы.

Недостатки

Не следует забывать, что процесс диффузионной сварки имеет и отрицательные свойства:

• Оборудование для диффузионной сварки дорогостоящее. Кроме того, они требуют Постоянного и квалифицированного обслуживания, которое может выполнять только специально обученный персонал;
• Для сварки крупных деталей требуются большие вакуумные камеры; и Для сварки крупных деталей требуются большие вакуумные камеры, которые достаточно дороги;
• Обязательным условием сварки является очистка и подготовка поверхности деталей.

Выводы

Диффузионная сварка может быть использована для получения высококачественных и прочных конструкций из широкого спектра металлов и композиционных материалов. Это безопасный метод, не представляющий угрозы для окружающей среды и здоровья человека. Однако перед его проведением стоит рассмотреть его важные особенности и нюансы.