Способ диффузионной сварки

Авторы патента:

B23K20/14 - предотвращение или доведение до минимума доступа газа или использование защитных газов или вакуума при сварке (при помощи материала, размещаемого между свариваемыми деталями B23K 20/18)

ОПИСАНИЕ

ИЗОВРЕтЕНИЯ 89З469

Союз Советскик

Социалнстичвскик

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 04.01.80 (21) 2894047/25-27 Р1)М с присоединением заявки Йо (23) Приоритет

В 23 К 20/14

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

Опубликовано 301281. Бюллетень No 48

РЗ) УДК 621 791.66 (088.8) Датаопублмкованияопксаиия 30 12 81 (72) Авторы изобретения

Н.В. Лебедев, В.Н. Семочкин и A.ß. Aro цев„

F а 1

1.F: д гъ (1

ВИВЛИ0., „,,, (71) Заявитель (54) СПОСОБ ДИФФУЗИОННОЙ СВАРКИ

Изобретение относится к диффузионной сварке и может быть использовано при изготовлении выводов катушек трансформаторов, предназначено для сварки алюминиевой фольги с медной толщиной 30-200 мкм.

Изобретение может быть использовано в электротехнической промышленности для соединения фольг из других металлов и сплавов, преимущественно имеющих на своих поверхностях термодинамически устойчивую окисную пленку.

Известен способ местного разрушения окисной пленки для осуществле- 1з ния последующей. сварки давлением, когда через зону сварки, подлежащую очистке, пропускают электрический ток высокой частоты 11).

Недостаток этого способа при сое- 20 динении меди с алюминием состоит в том, что для разрушения окисной пленки требуется высокая температура нагрева, а это приводит к образованию в зоне соединения хрупких интерметаллидных фаз, резко снижающих механическую прочность соединения.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является 30 способ диффузионной сварки тонколистовых материалов, преимущественно алюминиевой фольги, покрытой окисной пленкой с медной, при котором сжатие свариваемых .деталей осуществляют через порошок, размещаемый между ними и пуансоном, температура пластической деформации которого выше температуры сварки соединяемых материалов, и частицы которого не свариваются между собой и с деталями 2).

Недостатком способа является низкое качество сварки, так как не обеспечивается разрушение окисной пленки в зоне соединения.

Цель изобретения вЂ” повышение качества сварки путем разрушения окисной пленки в зоне соединения.

Поставленная цель достигается тем, что в способе диффузионной сварки тонколистовых материалов, преимущественно алюминиевой фольги покрытой окисной пленкой с медной, при котором сжатие свариваемых деталей осуществляют через порошок, размещенный между ними и пуансоном, температчра пластической деформации которого выше температуры сварки соединяемых материалов, частицы которого не свариваются между собой и с деталями ис893469 пользуют порошок с размером частиц

0,25 d «,„ = д где d вЂ” диаметр частиц порошка толщина материала с окисной пленкой.

На чертеже показана схема процесса соединения и детали сборочно-сварочного приспособления.

Схема содержит верхний неподвиж.ных шток 1 сварочной установки, внешний верхний пуансон 2, внутренний верхний пуансон 3, частицы 4 порошка, участки 5 зоны соединения, осколки 6 разрушенной окисной пленки, алюминиевая фольга 7, окисный слой

8, внешний нижний пуансон 9, внутренний нижний пуансон 10, подвижный шток 15

11 сварочной установки и медная фольга 12.

Фиксацию частиц 4 порошка выполняют внешними пуансонами (верхним

2 и нижним 9) „ которые изготавливают ?О из материала, имеющего более высокий коэффициент термического расширения, чем материал внутренних пуансонов для сжатия (верхнего 3 и нижнего 10).

В результате этого при нагреве пуан- Я5 сонов частицы 4 порошка все время подаются в зону сварки.

Способ осуществляют следующим образом. на подвижный шток 1 сварочной установки устанавливают внутренний нижний пуансон 10 для сжатия и внешний нижний пуансон 9 для фиксации по" рошка. На поверхность нижнего пуансона 10 насыпают порошок, частицы 4 которого не свариваютсй между собой и со свариваемыми деталями (алюминиевой 7 и медными 12 фольгами).Затем последовательно на порошок укладывают алюминиевую 7 и медную 12 фольги, устанавливают верхний пуансон 2 40 для фиксации частиц 4 порошка, который засыпают во внутреннюю. полость пуансона. Далее частицы 4 порошка прижимают к поверхности верхнего пуансона З.,Таким образом, частицы 45 . 4 порошка располагают со стороны медной фольги 12 н между поверхностями пуансонов 3 и 10 для сжатия. Сборочно-сварочное приспособление нагревают до температуры 5р сварки и, перемещая вверх к неподвижному штоку 1 сварочной установки подвижный шток 11, осуществляют сжатие свариваемых деталей через частицы 4 порошка.

Благодаря использованию порошка с размером частиц 0,25 d < d„ d îáåñпечивается локальное давление в зоне контакта, в результате которого за счет значительной деформации, превышающей критическую, в отдельных зо- dp нах контакта окисная пленка разрушается на осколки, образуя чистые поверхности, в результате чего повышается качество сварки прн диаметре частиц порошка меньше 0,256 или 75 65 повышение качества сварки не наблюдается, .так как в первом случае не происходит разрушения окисной пленки, а во втором вЂ” разрушается фольга.

Пример. Проведена сварка двух медных фольг, между которыми располанают покрытую окисной пленкой, толщиной 5-7 мкм, алюминиевую фольгу, толщиной 30 мкм. Толщина медной фольги также составляет 30 мкм. Для сварки применяют порошок из окиси алюминия

А! 0 с размером.частиц 30 кмк.

Собранный узел, как показано на чертеже, помещают в вакуумную камеру сварочной установки типа A 306.08, нагревают до температуры сварки 250 С и сдавливают при удельном сварочном давлении 9 кгс/мм Длительность сварочного процесса составляет не более 1-2 мин. Внутренняя часть сварочных пуансонов изготовлена из стали

12Х18Н10Т, а наружная часть вЂ” из стали, РбМ5.

Испытания соединений на электропроводимость и прочность показывают их высокое качество. Разрушение сварных соединений наблюдается по алюминиевой фольге, а электропроводимость соединения сохраняется на уровне алюминиевой фольги.

При изготовлении опытно-промышленной партии выводов трансформаторов по предлагаемому способу по сравне нию с известным снижается брак на

30-35%.

Использование изобретения позволит повысить качество соединения при сварке фольг, Покрытых окисной пленкой.

Формула изобретения

Способ диффузионной сварки тонколистовых материалов, преимущественно алюминиевой фольги, покрытой окисной пленкой с медной, при котором сжатие свариваемых деталей осущеотвляют через порошок, размещаемый между ними и пуансоном, температура пластической . деформации которого выше температуры сварки соединяемых материалов, и частицы которого не свариваются между собой и.с деталями, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения качества сварки путем разрушения . окисной пленки в зоне соединения,используют порошок с размером частиц

0,256 с d Cf где d - диаметр частиц порошка;

0 - -толщина материала с окисной пленкой

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 73513, кл. В 23 Р 3/00, 06.05.48.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 556012, кл. В 23 К 19/00, 10.11.74 (прототип).

Составитель В. Петросян

Техред Т. Маточка Корректор Л. Шеньо

Редактор А. Власенко

Тираж 1151 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 11337/17

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная,4

Способ ультразвукового контроля качества сварного соединения при сварке давлением // 889344

Способ изготовления деталей // 889343

Устройство для создания давления при диффузионной сварке // 884911

Способ диффузионной сварки разнородных материалов // 870039

Способ вакуумноплотного соединения // 867571

Способ диффузионной сварки // 863256

Установка для плакирования труб // 831460

Способ диффузионной сварки // 824578

Способ изготовления металлическихсосудов // 428904

Способ неразъемного соединения преимущественно цилиндрических деталей // 2129939

Изобретение относится к сварке давлением с подогревом, в частности к диффузионной сварке, и может быть использовано при сварке цилиндрических деталей и, в первую очередь, из пористых материалов

Способ диффузионной сварки металлов и сплавов // 2135337

Изобретение относится к сварке, в частности к технологии изготовления конструкций с неразъемными соединениями сваркой давлением, а именно: диффузионной сваркой однородных и разнородных металлов и сплавов и может найти применение в машиностроительной, авиакосмической и приборостроительной промышленности

Способ ионно, ионизационно, термодинамического твердофазного объемного сращивания и облагораживания кристаллов диффузионной сваркой // 2145366

Изобретение относится к диффузионной сварке кристаллов и может быть применено при сращивании и облагораживании различных кристаллов для радиоэлектронной промышленности, в ювелирном деле, в оптике и других отраслях

Способ получения сварных изделий с повышенной проводимостью при комнатной температуре // 2157745

Изобретение относится к области сварки давлением с подогревом, в частности диффузионной сварки, и может быть использовано в электронной, авиационной и других отраслях промышленности при изготовлении изделий с повышенной проводимостью при комнатной температуре

Способ диффузионной сварки двух элементов // 2164199

Способ диффузионной сварки двух элементов // 2164462

Изобретение относится к диффузионной сварке в вакууме и может быть использовано во многих отраслях промышленности

Способ диффузионной сварки двух элементов // 2167749

Установка с поворотной планшайбой для диффузионной сварки в вакууме // 2183540

Изобретение относится к сварочной технике, в частности к установкам, снабженным устройствами, позволяющими одновременно загружать в вакуумную камеру группу заготовок и сваривать их за одну вакуумную откачку рабочей камеры

Однопостовая установка для диффузионной сварки в вакууме коротких труб внахлестку // 2183541

Способ диффузионной сварки // 2184017