Способ сварки давлением монокристаллов металлов

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

1511 4 В 23 К 20/14

КЕС6 >><>

И„,, уЬДНОИКА

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3839456/25-26 (22) 07.01.85 (46.) 15,06.86. Бюл. В 22 (71) Уфимский ордена Ленина авиационный институт им. Серго Орджоникидзе (72) В.К. Бердин, В.Н. Голубев и А.А. Круглов (53) 621.791.66(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 522050, кл. В 23 К 20/14, 1976.

Авторское свидетельство СССР к-. 673404, кл. В 23 К 20/00, 19?8. (54)(57) СПОСОБ СВАРКИ ДАВЛЕНИЕМ

МОНОКРИСТАЛЛОВ МЕТАЛЛОВ, при котором предварительно выбирают кристаллогра. фическую систему единичного скольжения, совмещают направления преимущественно скольжения с осями кристаллов, а свариваемые поверхности выполняют плоскими и перпендикулярными

„„SU„„I 237352 А1 этим осям, осуществляют нагрев и деформирование сжатием вдоль оси монокристаллов, отличающийся тем, что, с целью повьппения качества сварки путем увеличения допустимой степени деформации и интенсификации процесса, совмещают нормали к плоскостям единичного скольжения, поверхность одного из монокристаллов, противоположную свариваемой, выполняют вогнутой, а другого — выпуклой в виде двух плоскостей, пересекающихся по линиям, проходящим через ось монокристаллов, перпендикулярным ей и параллельным плоскостям единичного скольжения, причем угол пересечения плоскостей, образующих вогнутую поверхность, меньше угла пересечения плоскостей, образующих выпуклую поверхность, а деформирование осуществляют до преобразования выпуклой поверхности в плоскую, 12 37 352

4О

4, Изобретение относится к технологии сварки давлением монокристаллов металлов и может быть использовано в электронной H авивационной промьппленности.

Цель изобретения — повышение качества сварки путем увеличения допустимой степени деформации и интенсификации процесса.

На чертеже представлена схема осуществления предлагаемого способа.

В свариваемых монокристаллах l и 2 предварительно выбирают кристаллографическую систему, обеспечивающую единичное скольжение но плоскостям Q1 и Q . Затеи любым известным методом

z вырезают образцы так, чтобы после их совмещения направления преимущественного скольжения совпадали с осью монокристаллов, а также совпали нормали И к плоскостям единичного скольжения. Соединяемые поверхности

3 монокристаллов изготавливают плоскими и перпендикулярными их осям, а противоположные им поверхности — одну вогнутой, а другую выпуклой в виде двху пар плоскостей 4, 5 и 6, 7, пересекающихся по линиям 8 и 9, проходящим через ось 10 монокристаллов и параллельным плоскостям Q, и

Я,единичного скольжения, причем угол пересечения плоскостей 4 и 5, образующих вогнутую поверхность, меньше угла пересечения плоскостей 6 и 7, образующих выпуклую поверхность. Перед соединением свариваемые поверхности монокристаллов активируют в парах растворителей, не содержащих кислород, и после совмещения свариваемые монокристаллы устанавливают в камеру установки для диффузионной сварки, создают в ней вакуум, нагревают до температуры сварки и деформируют сжатием вдоль оси до преобразования выпуклой поверхности в плоскую.

Выполнение поверхностей, противо— положных свариваемым, вогнутой и выпуклой в виде двух поверхностей, пересекающихся по линиям, проходящим через ось монокристаллов и параллельным плоскости единичного скольжения, с разными углами пересечения, и совмещение нормалей к плоскостям единичного скольжения обеспечивают возможность протекания деформации только за счет скольжения дислокаций по выбранным кристаллографическим системам, что позволяет расширить

16

26

30 допустимый интервал деформации, т.е. интенсифицировать процесс за счет активацни поверхностей вышедшими дислокациями, что повышает качество сварки. Пересечение плоскостей, образующих выпуклую поверхность, под большим углом, чем угол пересечения плоскостей, образующих вогнутую поверхность, также способствует интенсификации процесса и повышению качества сварки.

В момент приложения нагрузки через плоские бойки на свариваемые образцы вдоль их оси действующие касательные напряжения вначале превьппают критические напряжения движения дислокаций в плоскостях, расположенных в центральной части кристаллов вблизи их оси, После того, как так произойдет пластическая деформация, действующие касательные напряжения возрастают и превосходят критические напряжения в соседних плоскостях скольжения и общая деформация уже осуществляется за счет скольжения соседних плоскостей и т.д. Окончание деформации за счет движения дислокаций по выбранным системам единичн= -o скольжения наступает в момент нреобразования в плоскость выпуклой„ противоположной свариваемой, поверхности, а дальнейшее ее протекание обеспечивается только вторичным скольжением.

Пример. Сваривали детали из монокристаллов технически чистого (99,92) кадмия (С6) с гексагональной плотноупакованной решеткой. В качестве системы единичного скольжения была выбрана базисная плоскость (0001)

H направление плотнейшей упаковки (1120). Размеры деталей 6 6 10 мм, Кристаллографическая ориентировка кристаллов контролировалась рентгенографическим способом методом съемки Эпиграмм .

Монокристаллы вырезали электроискровыч способом, свариваемые поверхности выполняли плоскими и перпендикулярными их осям, а противоположные им — в виде двух пересекающихся плоскостей по линии, проходящей через ось монокристаллов, перпендикулярной ей и параллельной плоскости единичного скольжения. Угол пересечения плоскос гей, образующих противоположную свариваемой вогнутую поверхность одHQI î монокристалла, выполняли равным о

120+2, а угол пересечения илоскос1237357Механические испытания свикачесдетельствовали о высоком тве сварки.

Составитель В. Петросян

Редактор А. Orap Техред Г.Гербер Корректор В. Бутяга

Заказ 3230/13 Тираж 1001 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раущская наб., д, 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r, Ужгород, ул. Проектная, 4 тей, образующих противоположную свариваемой выпуклую поверхность друа гого монокристалла, — равным !30+2

После этого детали обезжиривали в парах CCd и совмещали по свариваемым плоскостям так, чтобы совпадали оси соединяемых кристаллов с кристаллографическим направлением (1!20), с одновременным совмещением нормалей к плоскостям (0001).

Далее детали помещали.в вакуумную камеру сварочной установки, создава-з ли в ней вакуум 1,2 !О Па, детали нагревали до 420 К и деформировали со скоростью 10 с до преобразова"1 ния выпуклой поверхности в .плоскую.