Diffusion Svetsning: Fördelar och nackdelar

Atomer substanser är i ständig rörelse, varför vätskan och gaserna kan blandas. Solids har också flytta elementarpartiklar, men de har en styvare kristallint gitter. Och ändå, om två fasta ämnen inställning till ett avstånd av interaktionen av atomära krafter, i stället för kontakt av partiklarna av en substans kommer att tränga in i den andra och vice versa. Sådana ömsesidig diffusion penetrations ämnen fick namnet, och effekten var grundval av någon av de metoder för metallföreningarna. Det kallas - diffusion svetsning av metaller.

Det kan få sällskap av diffusionssvetsning

Diffusion svetsning i vakuumteknik har enorma möjligheter. Den kan användas för att ansluta:

• Metaller homogena och heterogena struktur, och deras legeringar. Det eldfasta metallmaterial såsom tantal, niob och volfram.
• Substanser icke-metalliska naturen hos metall grafit med stål, koppar med glas.
• Konstruktionsmaterial baserade på metall, keramik, kvarts, ferrit, glas, halvledarstruktur (homogen och inhomogen), grafiter och safir.
• Kompositmaterial, porösa under bibehållande deras egenskaper och textur.
• Polymera ämnen.

de kan vara olika - när det gäller utformningen och storleken på bitarna. Beroende på storleken av arbetskammaren kan arbeta med objekt från flera mikron (halvledarelement) till några få meter (komplex skiktad struktur).

Hur spridningen anläggningen

Komplex diffusionssvetsning förfarande innefattar följande grundläggande element:

1. Arbetskammaren. Den är gjord av metall och är utformad för att begränsa arbetsmiljö där ett vakuum skapas.
2. En ram - polerad monter. Det bygger på arbetsrummet, längs vilken det kan röra sig.
3. Vakuumförseglingen. En tätning mellan kameran och vaggan.
4. Mekanismen rulle och klämskruven. Med deras hjälp är kamerarörelser utförs längs styrningen och fixera den på ett stativ.
5. en vakuumpump. Det skapar en vakuum i arbetsområdet.
6. Generator med en induktor. Utföra värmesystemet av de svetsade komponenter.
7. Stansar superlegeringar, cylindrar, hydrauliska och oljepumpen är kompressionsmekanism delarna under ett förutbestämt tryck.

Beroende på installations modifiering diffusion svetskamrarna kan vara olika form och metod för försegling. Också, det finns olika metoder för värmedelar. värmare strålnings kan användas, höga strömgeneratorer, installera en glimurladdning elektronstrålevärmare.

Diffusionsprocesser i svetsning

Om du tar de polerade metallplattorna, sätta ihop dem och sätta under belastning i några decennier kommer att se effekten av ömsesidig penetration av metaller till varandra. Och inträngningsdjupet kommer att vara inom en millimeter. Saken är den att diffusionshastigheten beror på temperaturen av anslutna material, avståndet mellan elementarpartiklar av ämnen, såväl som tillståndet hos kontaktytorna (avsaknaden av kontaminering och oxidation). Det är därför i de naturliga villkoren för dess process är så långsam.

Inom industrin för snabb anslutning av diffusionsprocessen accelereras med hänsyn till alla dessa villkor. I arbetskammaren:

• Ett vakuum med ett resttrycknivå av 10 ^-5 mmHg eller fylld med en inert gasmiljö. Sålunda föremålen exponeras för syre, vilket är oxidatorn någon metall.
• Material förvärma temperatur i 50-70% av smälttemperaturen för förformarna. Dessa delar gör ökande duktilitet beroende på en rullande tillstånd av deras elementarpartiklar.
• På förformen påverkar mekaniskt tryck inom 0,30-10,00 kg / mm ^2, att sammanföra de interatomära avstånd till storlekar som gör det möjligt att upprätta gemensam anslutning och ömsesidigt tränga in i de omgivande skikten.

Krav för framställning av material

Innan de placeras förform element som skall svetsas in i diffusionen enheten, utsätts de för förbehandling. Det viktigaste målet för behandling av kontaktpartierna ämnena syftar till att erhålla en slät, jämn och enhetlig yta, och avlägsnande av osynliga junction zonen bildning och oljig smuts. Processing är tom:

• kemikalie;
• mekaniskt;
• elektrolytisk.

Filmer av oxider, vanligtvis inte påverkar diffusionsprocessen eftersom de självförstörande under uppvärmning i vakuum.

När diffusionsbindning sker mellan ger dåligt substanser med olika värmeutvidgningskoefficient, eller sprött svetsen bildas, med användning av den så kallade buffertdynan. De kan tjäna som folier av olika metaller. Sålunda, kopparfolien som användes i diffusionsbindning av arbetsstycken av kvarts.

Egenskaper hos erhållna föreningarna

Till skillnad från konventionella metoder genom smältning svetsning där basmetallen till den ytterligare metallen införes i leden, medger diffusionsbindning att erhålla en enhetlig söm utan betydande förändringar i fysikalisk-mekanisk sammansättning av övergången. Ready fog har följande egenskaper:

• närvaro av en kontinuerlig söm utan porstrukturer och håligheter;
• frånvaro av oxidinneslutningar i föreningen;
• stabiliteten för de mekaniska egenskaperna.

Grund av det faktum att diffusion - penetrationsprocessen är den naturliga substansen till en annan, i kontaktzonen inte störs kristallgittermaterial, och därför ingen söm spröd.

En förening med titankomponenter

Diffusionssvetsning av titan och dess legeringar kännetecknas av att erhålla hög kvalitet förening med hög ekonomisk effektivitet. Det är allmänt tillämpas inom medicinen för tillverkning av proteskomponenter, såväl som i andra områden.

Detaljer upphettas till temperaturer vid 50 - 100º lägre än den temperatur vid vilken den polymorfa omvandlingen. Sålunda material har lite tryck 0,05-0,15 kg / mm ^.

Den kemiska sammansättningen av titanlegeringen påverkar inte fästnings föreningar av grundämnen såsom svetsmetod.

fördelarna med förfarandet

När diffusionssvetsning är möjligt:

• anslutning av homogena och inhomogena fasta ämnen;
• undvika deformation av delar;
• inte använda förbruknings såsom lod och flussmedel;
• mottaga en produktion som inte är avfall;
• att inte använda komplexa system av ventilation, som i processen inte bildar skadliga ångor;
• motta något område av det fria kontaktanslutningar, endast begränsad av möjligheten av utrustning;
• för att säkerställa tillförlitlig elektrisk kontakt.

Till detta måste vi lägga en stor estetisk utseende av den färdiga delen, som inte kräver några ytterligare processteg, såsom att ta bort svetsslagg, till exempel.

teknik brister

Diffusionssvetsning är en komplex process, dess främsta nackdelarna är:

• behovet av att använda dyra särskild utrustning;
• behovet av närvaro av industriområden, har installationen avsevärda dimensioner;
• kravet på att ha särskilda kunskaper, färdigheter och förståelse av arbetsprocessen;
• den tid som krävs för en grundlig preparat förbehandlings;
• innehåll för suganordningen för att begränsa renlighet, annars osynliga damm kan sätta sig på tätningselementen och leda till förbindelse föreningar;
• svårigheten att kontrollera kvaliteten på svetsen utan att dess förstörelse.

Med tanke på allt detta, liksom detaljerna i användningen av vakuumsystem, diffusionssvetsning efterfrågan bara i termer av företag, snarare än privat bruk.

Industriell utrustning för spridning svetsning

Det finns flera typer av industriell utrustning avsedd för diffusionsbindning. De skiljer sig huvudsakligen i specificitet svetsade material och med användning av olika delar av uppvärmningssystem.

Installation MDVS typ utformad för att producera flexibla kopparskenor, kontakt grupper av högspänningsbrytare av koppar och kerrita, delar gaslift ventiler downhole Pumpar i rostfritt stål och hårdmetallegeringar. Systemet är tillämpbart electrocontact värmeeffekt.

Svetsning komplex typ UDVM-201. Utför föreningen genom diffusion svetsning material av olika kvaliteter av glas. Uppvärmningen av arbetsytan utförs genom strålning.

Svetsutrustning USDV-630. Installation av induktionsuppvärmning för svetsning av kompositmaterial baserade på titan och koppar. Sådana system gör det möjligt att värma upp stora delar av området.

Maskin MDVS-302 för diffusion svetsning med högfrekventa uppvärmningsdelar. Kännetecknad av en liten storlek oscillator transistorkrets.