Способ диффузионной сварки разнородных материалов

 

Е.А. Джур, В.К. Верховод, А.Н. Kaama Е.А. Резников и P.Ã. Хейвиц

t (72) Авторы изобретения (73) Заявитель (54) СПОСОБ ДИФФУЗИОННОЙ СВАРКИ РАЗНОРОДНЫХ

МАТЕРИАЛОВ

Изобретение относится к сварке давлением и может быть использовано во многих отраслях промьипленности при изготовлении биметаллических листов с особо тонкими плакирующими слоями по большим поверхностям контакта.

Известны способы получения биметаллических изделий диффузионной сваркой, при которых изделие нагревают до температуры протекания диффузионных процессов и сдавливают статичес10 ким давлением либо путем циклического приложения нагрузки tl), Однако этот способ не позволяет получить качественное соединение метал!

% лов на большой площади контакта при плакированин особо тонкими слоями, так как деформация распространяется на весь объем металла, вызывая неравномерность деформации слоев, возникновение разрывов в особо тонком (например, тощиной до 50 мк) слое.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является способ диффузионной сварки разнородных материалов, при котором сжатие свариваемых заготовок на стадии нагрева и охлаждения производят упругим элементом (2).

Такое ведение процесса сварки не

I обеспечивает качественного соединения по всей площади сварки вследствие коробления и отхода друг от друга контактнруемых поверхностей соединяемых частей в процессе нагрева.

Целью изобретения является повышение качества соединения путем pasномерного приложения давления.

Поставленная цель достигается тем, что в способе диффузионной сварки разнородных материалов, при котором сжатие свариваемых заготовок на стадии нагрева и охлаждения производят через упругий элемент, сварочное давление в процессе сжатия изменяют в соответствии с изменением сумма преде ла упругости материала упругого эле870039 4

1плакированного платиной марки

Пл 99,97. Толщина листа 2-5 мм, толщина слоя платины 0,03-0,05 мм.

Сварку производят по режиму, приведенному в таблице. мента и предела текучести более тонкой заготовки.

Способ осуществляют следующим образом.

Поверхности соединяемых заготовок обрабатывают с целью удаления загрязнений, жировых и окисных пленок и их активирования, затем свариваемые за- Тем-. готовки собирают и плакирующий слой прихватывают в 3-4 точках по периметру контактной сваркой, Собранные таким образом заготовки помещают в вакуумную камеру. В случае отсутствия вакуумных нагревательных средств подготовленные заготовки помещают в контейнер, в котором создают вакуум или защитную атмосферу в зависимости 865 от физико-химических свойств свариваемых материалов. Нагрев собранных заготовок осуществляют одновременно 26 20 с их сжатием, которое производят с помощью упругого элемента. В качестве упругого элемента может быть использована мембрана.

Над упругим элементом до начала нагрева создают давление, достаточное для выравнивания одной заготовки в зоне контакта и плотного прижатия ее по всей поверхности к другой заготовке.

В процессе нагрева, когда величины предела упругости материала упруroro элемента и предела текучести материала более тонкой заготовки уменьшаются, соответственно их сумме уменьшают величину сварочного давления.

Затем после сварки нагрев отключают и величины пределов упругости и текучести увеличиваются по мере остывания, соответственно их сумме увеличивают давление. Такое ведение процесса позволяет равномерно распределить давление и исключить коробление более тонкой заготовки и, следовательно, нарушение контакта между свариваемыми заготовками по всей площади сварки. При этом пластические деформации локализуются в зоне сварки, не развиваясь в объемные, которые могут приводить к искажению размеров и точности плакирующего слоя и образованию облоя. Все это позволяет повысить качество соединения.

Пример. Получают биметаллические листы из титана марки ВТ-I-О, Zg 64. кг/мм, Давление на упругий элемент, атм

Вакуум мм рт.ст, пера10 тура, ОС

25 — 30

16- IS

12-15

16 — 18

25-30

120-130

70-80

55-60

70-80

120-130

500

Время выдержки при 865оС 25 мин.

Использование изобретения позволит свести потери платины в облой до нуля.

Кроме того, в 5 раз увеличивается эксплуатационная стойкость Изделий благодаря отсутствию расслоений.

Формула изобретения

Способ диффузионной сварки раз35 нородных материалов, при котором сжатие свариваемых заготовок на стадии нагрева и охлаждения осуществляют через упругий элемент, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью повы40 шения качества соединения путем равномерного приложения давления, сварочное давление в процессе сжатия изменяют в соответствии с изменением суммы предела упругости материала упругого элемента и предела текучести более тонкой заготовки.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Каракозов Э.С. Соединение ме50 таллов в твердой фазе. М., "Металлургия", 1976, с. 214-216.

2. Финкельшейн М.Л. Диффузионная сварка в жидких средах. "Металлурги ", 1978, с. 50-53, рис,. 20 (прототип).

Филиал П1П! "Патент", г. ужгород, ул. Проектная, 4

ВНИИПИ Заказ 8725/22 Тираж 1151 Подписное