Способ сварки давлением с подогревом

 

Изобретение относится к св арке давлением с подогревом, в частности к диффузионной сварке, и может быть использовано в приборостроении и разли ных отраслях .промышленности при сварке алюмооксидных материалов между собой или с металлами. Уель изобретения - повышение качества сварного соединения. Между свариваемыми поверхностями соединяемых деталей размещают Лромежуточную прокладку со сквозными отверстиями более плас-, тичную, чем материал свариваемых деталей . Отверстие в прокладке располагают на расстоянии от ее кромок, по крайней мере равном диаметру D отверстия, причем D VS ,95/( 1+)п, где S(,g - площадь свариваемых поверхностей , - задаваемая степень деформации прокладки; п - количество отверстий. Собранные детали нагревают, сдавливают и осуществляют изотермическую выдержку. В процессе сварки происходит интенсивная пластическая деформация внутренних объемов прокладки и заполнение отверстий деформируемым материалом. а $ (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1

„„SU„„145461 ц11 4 В 23 К 20/16

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

D l5

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И OTHPblTHRM

ПРИ ГКНТ СССР (21) 42791 75/31-27 (22) 07.07.87 (46) 30.01.89. Бюл. K 4 (71) Пермский политехнический институт и Московский вечерний металлургический институт (72) Я,В. Лямин, Э.С. Каракозов и P.À. Мусин (53) 621.791.66(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

KI 410613, кл. В 23 К 20/16, 1971.

Авторское свидетельство СССР

У 222862, кл. В 23 К 20/16, 1967. (54) СПОСОБ СВАРКИ ДАВЛЕИИЕМ С ПОДОГРЕВОМ (57) Изобретение относится к сварке давлением с подогревом, в частности к диффузионной сварке, и может быть использовано в приборостроении и различных отраслях .промышленности при сварке алнмооксидных материалов

Изобретение относится к сварке давлением с подогревом, в частности к диффузионной сварке, и .может быть использовано в приборостроении и различных отраслях промьппленности при 5 сварке алюмооксидных материалов между собой или с металлами.

Цель изобретения — повышение ка- чества сварного соединения.

Способ осуществляют следующим образом.

Между свариваемыми поверхностями соединяемых деталей размещают промежуточную прокладку со сквозными отверстиями более пластичную, чем мамежду собой или с металлами. Пель изобретения — повьппение качества сварного соединения. Между свариваемыми поверхностями соединяемых деталей размещают йромежуточную прокладку со сквозными отверстиями более плас-. тичную, чем материал свариваемых деталей. Отверстие в прокладке располагают на расстоянии от ее кромок, по крайней мере равном диаметру D отЙ „й Й ТВ Т) где S — площадь свариваемых посв верхностей, мм ; Š— задаваемая степень деформации прокладки; и — количество отверстий. Собранные детали нагревают, сдавливают и осуществляют изотермическую выдержку. В процессе сварки происходит интенсивная пластическая деформация внутренних объемов прокладки и заполнение отверстий деформируемым материалом.

2 териал свариваемых деталей. Отверстия в прокладке располагают на расстоянии от ее кромок, по крайней мере равном диаметру D отверстия, причем где S в — площадь свариваемых поверхностей, мм

Š— задаваемая степень деформации прокладки; и — количество отверстий.

Собранные детали нагревают, сдавливают и осуществляют иэотермическую

1454615

45

Определяли

D =

D— выдержку. После сварки детали охлаждают и подвергают дальнейшей обработке, Наличие зоны шириной, равной диаметру перфорированного отверстия по периметру прокладки, которая не подвергается перфорации, связано с тем, что в процессе пластической. деформации прокладки, зажатой между двумя 10 жесткими материалами, эта зона в меньшей степени по сравнению с тем,если бы она была перфорирована, способствует течению металла из центральных областей за пределы площади контактирования, т.е. она является барьерной зоной. Поскольку в перфорационной зоне эффект торможения резко снижен из-за присутствия отверс.тий, металл интенсивнее течет в этой зоне и тем самым интенсифицируется процесс взаимодействия соединяемых материалов на всех стадиях процесса соединения, что способствует повышению качества сварного соединения. 25

В процессе сварки деталей через перфорированную пластичную прокладку происходит интенсивная пластическая деформация ее внутренних объемов, т.е. объемов, прилежащих к центральной части соединяемых поверхностей, в отличие от деформации сплошной прокладки.: Интенсивная, деформация обусловлена наличием отверстий,. ко торые являются стоками деформируемого

35 металла от периферии канала к его центру. Таким образом, в плоскости контактирования металл — керамика создаются сдвиговые деформации, приводящие к образованию полного физического контакта соединяемых материалов, резкому повышению их реакционной способности и увеличению активности твердофазного взаимодействия.

Все это повышает качество соединения.

Пример. Сваривали керамику

22ХС с диском из сапфира через медную прокладку. Площадь свариваемой поверхности 144 мм . Выбирали сте2 пень деформации E - =0,46 и и = 43, 1 мм, Из медной фольги толщиной 0,4 мм г вырезали прокладку площадью 144 мм, выполняли в ней отверстия D = 1 мм, располагая их равномерно по прокладке, оставляя при этом па. периметру прокладки зону, шириной I мм. Перфорированную прокладку, призматическую деталь иэ 22ХС размерами 30 12 12 mP, сапфировый диск диаметром 17 м и толщиной 2,5 мм обезжиривали. Прокладку размещали между свариваемыми поверхностями керамики и сапфира, устанавливали их в камере вакуумной установки А306-04. Камеру вакуумировали до рабочего давления 4»

«)0 мм рт,ст. Детали нагревали до температуры сварки 1303 К, сдавливали усилием, обеспечивающим удельное сварочное давление 15 MIIa, и при данных температуре и давлении осуществляли выдержку в течение 20 мин. Этого времени было достаточно для деформации прокладки на выбранную величину— — 0,46, Затем детали охлаждали и извлекали иэ камеры, Качество сварки проверяли визуально и испытанием на растяжение. При визуальном осмотре не обнаружено отверстий или пор на месте бывших отверстий в прокладке, заполнение их произошло полностью. Механические испытания показали, что прочность соединения 130160 МПа и находится на уровне прочности керамики 22ХС. формула изобретения

Способ сварки давлением с подогревом разнородных материалов, при котором между свариваемыми поверхностями размещают промежуточную металлическую прокладку со сквозными отверстиями более пластичнун., чем материал соединяемых деталей, сборку нагревают, сдавливают и осуществляют иэотермическую выдержку, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью повышения качества сварного соединения алкмооксидных материалов между собой или с металлами, отверстия располагают на расстоянии от кромок прокладки, по крайней мере равном диаметру D отверстия» причем где S — площадь свариваемых посЕ верхностей, мм2;

E. — задаваемая степень деформации прокладки; и — количество отверстий.