Диффузионная сварка

Диффузионная сварка – это один из многочисленных способов соединения металла. Это может быть однородный или разнородный продукт, сплав, неметаллический материал. Форма предмета твёрдая. Процесс стыка происходит путём диффузии атомов через стыковочную поверхность.

Процесс диффузионной сварки

Какую температуру следует поддерживать при диффузионной сварке? На этот вопрос есть вполне обоснованный и закономерный ответ. Рекомендованы высокие t нагрева рабочей поверхности: 0,5-0,77. И это при относительно низком сжимающем давлении. Всего 0,5-0 МПа. Если говорить об изометрической выдержке, то время растягивается от нескольких минут и может доходить до пары часов.

Область применения

Диффузионная сварка традиционно активно применяется в тяжёлых отраслях производства. Сфера приборостроения – это её родная стихия. Полупроводниковые приборы, узлы, изготовленные из металлокерамики и катодные узлы, вот небольшой перечень, освоенный данным методом.

Диффузионная сварка адаптирована для работы с заготовками средних и больших размеров. Метод подходит для работы со сложными формами, которые при механическом методе обработке невозможно получить. К тому же этот вариант экономически проигрышный.

Диффузионная сварка нашла применение при соединении любых материалов, основой которых является металл. Это:

1. Ферриты.
2. Стекло.
3. Керамика.
4. Кварц.

А также разнородные сплавы: ниобий, вольфрам и титан. Данный метод соединяет металлические и неметаллические изделия: такие, как сталь и графит, медь + стекло. Возможны иные комбинации соединений.

Преимущества и недостатки

Как и другой любой вид соединений диффузионная сварка в вакууме имеет свои положительные и отрицательные стороны. Традиционно начнём с позитива.

• Соединяя традиционные и неоднородные металлы, а также твёрдые вещества не происходит в конечном итоге деформации производимого продукта.
• В процессе нет необходимости использовать расходный материал в виде припоев и флюсов.
• Метод даёт возможность говорить об безотходном производстве, что не может ни радовать.
• В производстве не требуется установка дорогостоящих и громоздких систем вентиляции воздушных потоков.
• Технология диффузионной сварки исключает проявление вредных паров и обеспечивает стабильный электрический контакт.
• В работе отсутствуют металлические брызги, ультрафиолетовые излучения вредные для здоровья человека и мелкодисперсные напыления.
• На конечном этапе, выходе готовой продукции получается деталь эстетического вида. В последствии нет потребности в её дополнительной обработке, удалении остатков металла в виде окалины.

Готовая деталь после диффузионной сварки

К недостатком относится:

• Диффузионная сварка возможна с применением специальной вакуумной камеры.
• Следовательно, её использование ограниченно производством. В бытовых условиях диффузная сварка в вакууме невозможна.
• Процесс занимает немало времени. Много внимания уделяется подготовительному этапу.
• Оборудование для процесса соединения стоить весьма дорого.
• Установка громоздкая и занимает много места. Для её установки и нормальной работы требуются просторные рабочие площади.
• Диффузионная сварка в вакууме возможна при надлежащем обслуживании. К тому же трудоёмкий процесс требует от исполнителей определённых знаний и навыков. А также понимания технологического процесса и практического опыта проведения подобного рода работ.

Всё это ограничивает возможности и сокращает круг промышленных интересов,  к сожалению.

Способы использования метода: как это происходит?

Диффузионная сварка – это использование 2 различных технологий. Энергетический импульс нацеливается на рабочую заготовку в непрерывном режиме с последующим использованием вакуума.

«Важно!

Необходимо проводить регулирование режима и скорости непосредственно во время рабочего цикла.»

Технология диффузионной сварки подразумевает последовательность действий, а именно:

1. Изначально комплектуются рабочие части.
2. Затем они обрабатываются вакуумом.
3. Далее заготовке дают отдохнуть до полного остывания.

Технология диффузионной сварки

При этом швы образуются с помощью 2 стадий:

• физической;
• и формирования.

Режимы диффузионной сварки

К понятию стадий процесса относятся: разогрев, а также силы трения и сжатия. Время выставляется самостоятельно и зависит от плотности заготовок.

Металлические волокна расплавляются при индукции, на что оказывает непосредственное влияние электрические лучи, которые имеют сопротивление обратного типа.

Чтобы защитить металл от окисления, необходимо перед проведением работ тщательно очистить все детали.

Какое оборудование необходимо?

Для этого метода подходит несколько типов оборудования. Их отличие в специфике соединения металлов. Хорошо зарекомендовали себя машины типа МДВС при производстве гибких медных шин и изготовлении контактных групп медных и керритовых выключателей.

Отдельно необходимо сказать о комплексе УДВМ-201, УСДВ-630 и МДВС-302. Это наиболее распространенные установки, зарекомендовавшие себя в различных отраслях хозяйствования.

Характеристика получаемых соединений

Диффузионная сварка даёт возможность получения соединительного однородного шва без деформации в местах соединения.

В соединительной зоне не подвергается нарушению кристаллическая решётка материала. Что предполагает отсутствие хрупкого шва.

«Обратите внимание!

Именно качество шва определят в конечном итоге создаваемую деталь.»

Соединение деталей из титана

Диффузионная сварка титана и сплавов характеризуется получением соединения высокого качества при высокой экономической эффективности.

«Важно!

Химический состав сплава из титана не оказывает, какого либо влияния на прочность соединения рабочих элементов вышеуказанного способа.»

Метод широко применяется в медицинской отрасли. С его помощью стало возможным изготовление наиболее качественных протезов.

Заготовки нагреваются до t на 50-100 ниже, чем t при которой возможно полиморфное превращение.

На рабочие материалы необходимо оказывать небольшое давление. Примерно 0,05-0,15 кгс на мм².

Техника безопасности

Диффузионная сварка металлов требует от всех работников неукоснительного выполнения положений ТБ и соблюдения технологического процесса.

Сотрудники должны использовать средства индивидуальной защиты и проходить перед работой дополнительный устный инструктаж.

Рабочее место должно быть заранее подготовлено, проверено технологическое оборудование.

К выполнению заданий допускаются лица старше 18 лет прошедшие специальные курсы и медицинский осмотр.

Техника безопасности регламентируется отдельными положениями министерств и ведомств, а также внутренними инструкциями промышленных предприятий.

Заключение

Использование такого метода позволяет объединять те материалы, которые невозможно объединить иным способом. Однако есть ограничения в использовании, что не может не сказаться на развитии процесса. Специализация этого метода узкий профиль присущий лишь отдельным отраслям хозяйствования.