Способ сварки давлением
COIG3 СОВЕТСНИХ
СООИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИК ()9) ())) (1) 4 В 23 К 20/14,13
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К A8TOPGHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3586498/25-27 (22) 05.05,83 (46) 23.03.86. Бюл. У 11 (71) Московский авиационный технологический институт им.К.Э.Циолковского (72) А,В.Сергеев, Т.К.Сергеева, В.И.Беляков и О,Н.Крюков (53) 621.791.66(088.8) (56) Котельников Д.И. Сварка давлением в тлеющем разряде. М.: Металлургия, 1981, с. 22-23, 42-43 °
Авторское свидетельство СССР
Ф 916190, кл. В 23 K 20/16, 1980 (54)(57) СПОСОБ СВАРКИ ДАВЛЕНИЕМ с предварительным наводороживанием поверхностного слоя соединяемых деталей, их нагревом, изотермической выдержкой и охлаждением, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью интенсификации сварки и повьппения качества соединения, наводороживание производят электролитически на глубину 20-500 мкм в растворе кислоты с ингибитором коррозии, а изотермическую выдержку производят до полного удаления водорода из наводороженного слоя °
121929 7
Изобретение относится к сварке давлением, в частности к диффузионной сварке, и может быть использовано в машиностроении.
Цель изобретения — интенсификация сварки и повышение качества соединения.
Сущность способа заключается в следующем.
Перед сваркой поверхностный слой свариваемых деталей наводороживают электролитическим способом в растворе кислоты, например серной, с ингибитором коррозии — тиомочевиной.
Продолжительность наводороживания для разных свариваемых материалов различна, но она должна обеспечивать толщину наводороженного слоя
20 — 500 мкм. При этом через электрохимическую цепь пропускают постоянный ток, что обеспечивает катоцную очистку свариваемых поверхностей от окисной пленки.
Выбор оптимальной толщины наводороженного слоя определяется температурой нагрева под сварку и циффузионной подвижностью водорода в соединяемых металлах ° Металлы, в которых коэффициент диффузии водорода низок и (или) которые свариваются при сравнительно низких температурах, когда интенсивность дегазапии невелика, необходимо наводороживать на меньшую глубину, чем металлы, в которых водород диффундирует с высокими скоростями и (HJIH) o o bie cBGpHBBJ0TcR при повышенной температуре.
Нижний предел (20 мкм) определяет минимальную толщину наводороженного слоя, необходимую для заметного проявления пластифицирующего эфФекта. При меньшей толщине наводороженного слоя большая часть водорода десорбирует с поверхности в процессе нагрева.
Верхний предел (500 мкм} соответствует толщине наводороженного слоя, превышение которой нецелесообразно иэ-за увеличения продолжительности вакуумного отжига после сварки для удаления повышенного количества водорода, остающегося в основном металле после завершения процесса соединения.
Затем детали с наводороженными свариваемыми поверхностями устанавливают в вакуумную камеру установки для диффузионной сварки, создают l0
t5
55 разрежение в камере поряцка 0,031 Па, нагревают до температуры 0,50,8 от температуры плавления более легкоплавкого свариваемого материала и сдавливают с усилием ч-60 МПа.
Проводят изотермическую выдержку, продолжительность которой должна обеспечить полное удаление водорода из наводороженного слоя соединяемых деталей.
Затем производят охлаждение деталей, развакуумирование камеры и их извлеченйе из нее.
Предварительное наводороживание поверхностного слоя электролитическим способом в указанном растворе на глубину 20-500 мкм с последующей изотермической выдержкой при сварке с продолжительностью, обеспечивающей полное удаление водорода и наводороженного слоя, позволяет снизить температуру сварки и уменьшить деформацию свариваемых деталей в свяэи с тем, что водород, предварительно введенный в поверхностный слой при сдавливании, перемешаясь в более напряженные участки свариваемых деталей, разрушает окисную пленку на свариваемых поверхностях. Одновременно с этим наличие водорода в указанном слое приводит к сверхпластичности в свариваемых участках деталей, что в целом позволяет интенсифицировать процесс сварки деталей, Пример l. Готовят 0,1 н. раствор серной кисготы и добавляют в него 0,05 г/л тиомочевины. Собирают две электрохимические цепи, Первая цепь включает обрабатываемую инструментальную сталь — отрицательный электрод, раствор кислоты с тиомочевиной и положительный электрод из графита. Наводороживают сплав Р6М5 на глубину 35 мкм, для чего пропускают через сплав постоянный ток плотнос 3 мин. Помещают соединяемые материалы в камеру установки диффузионной сварки и создают разрежение 0,3 Па. Сдавливают соединяемые детали и нагревают до температуры 1053 К. Проиэво1219297 Составитель В.Шаров Редактор А.Шишкина Техред J1.0ëåéíèê Корректор Е.Рошко Заказ 1194/19 Тираж 1001 Под пи с но е ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 дят изотермическую выдержку под давлением 35 ИПа в течение 20 мин. Проведенные испытания показывают, что прочность соединения равна 700 MIIa при величине абсолютной деформации материалов 0,1 мм. Пример 2. Соединяют никелевый жаропрочный сплав ЖС-6, Готовят 0,6 н. раствор соляной кислоты и добавляют тиомочевину в количестве 0,08 г/л. Собирают элек:трическую цепь, включающую обрабатываемые сплавы ЖС26 — отрицательный электрод, раствор кислоты .с тиомочевиной и положительный электрод платину. Наводороживают соединяемые материалы на глубину 500 мкм, для чего пропускают через цепь постоянный ток с плотностью 0,5 мА/см в тече2 ние 5 мин. Помещают соединяемые материалы в камеру установки диффузионной сварки, создают разрежение 1 Па и нагревают со скоростью 200 град/мин до температуры 1240 К. Обеспечивают давление на соединяемые материалы 40 MIIa, Проводят иэотермическую выдержку под давлением в течение 40 мин и охлаждают соединенные детали. Проведенные испытания показывают, что прочность полученных соединений равна 900 ИПа. Пример 3. Соединяют алюминиевый сплав АД1-О со сталью 12X1SH10T, Наводороживают алюминиевый сплав - на глубину 20 мкм в 0 1 н. растворе ! 1! серной кислоты при плотности тока 0,4 мА/см Наводороживают соединяемую поверхность стали 12Х!8Н10Т на глубину 30 мкм в 0,1 н. растворе серной кис15 лоты, для чего пропускают через цепь постоянный ток с плотностью 0,4 мА/см . Помещают соединяемые материалы в камеру установки диффузионной сварки, Создают в камере разрежение 20 2 Па. Нагревают детали до температуры 793 К, сдавливают с усилием, обеспечивающим давление на соединяемые поверхности 4 ИПа. Делают изотермическую выдержку под давлением 25 в течение 10 мин. Охлаждают соединенные детали до температуры 373 К, развакуумируют камеру и извлекают соединенные детали.
