Казаков Н.Ф. Диффузионная сварка материалов

Подождите немного. Документ загружается.

толщиной

10 и

30 мкм

располаталу|

ме)кду молибденом

и крем-

нием.

Анализ

ьл|1яния

параметров

сварки на

г|рочность

непосред_

ственного

соединения

молибдена с

кремнием

показь|вает'

что

при пони'(ении

температурь|

сварки

даннь1х

материалов

требуется

повь1шать

}А€а]ьнФ€

усилие

с)катия

по гиперболическому

закону.

Ёи>ке

температурьт

850" с

(0,6т:;)

увеличением

давления

до

кгс/мм2 и

продолх{ительности сварки

до

60 мин

дифф}_

3!{онное

соединение

не

образуется.

Аля

соединения

молибдена,

гальванически

покрь]того

серебром'

с чисть1м

кремнием

ни}княя

темпер]турная

граница

пони)кается

до

400'с

(^'0,3т:;).

[!ри

те:лпературе

ни>ке

400'€

увеличением

давления

до

20 кгс/мшц2

1т'

вь1дерх{ки

до

мин

диффу3ионного

соединения

не

образуется.

']аким

образом,

удельнь1е

ус14лия

с}катия

до

35 кгс/мм2

продол'{ительность

вь|дер>кки

до

мин

(вакуум в сваронной

камере 5.10_4 мм

рт.

ст.) не

ока3ь1вают

существенного

влияния

на

получение

диффузионньтх

соединений

чисть!х

и покрь|ть1х

серебром

материалов

при поних(еннь1х

температурах

(соответ_

ственно

0,6т;; и 0,3г*).

Б этом интервале

температур

мала

амплитуда

тепловь|х колебаний атомов

для

со3дания

монолитного

соединения'

на

поверхностях соединяемь1х

ш1атериалов

остаются

еще слои окислов'

прочно свя3аннь1е

металлами

и препятству-

ющие

взаимной

диффузии

атомов.

|1ри'менение серебряного

покрь1тия |та

мо'1ибдене

интенсифи-

цирует

диффузионнь1е

процессь1 на

соединяемь1х

поверхностях

деталей'

что по3воляет

пони3ить

температуру

сварки

в 2

раза,

удельнь]е усилия

с)катия

раза.

||рименение

пластичного

слоя

ме}кду молибденом и

кремнием

виде

серебра

толщиной

6-8

мкм исключает

возмо)кность появления

трещин.

Ёанесение

серебряного

покрь1тия

толщиной

до

8 мкм либо

на

молибден, ли6о на

кремний сушественной

ра3ниць|

не

имеет.

|{анесение серебра на

соединяемь1е

материаль[

химическим

или

гальваническим путеп{

такх(е

не

влияет на

параметрь1

сварки.

слуяае

покрь1тия серебром

одновременно

молибдена

и кремния

удельное усилие

существенной

роли

не

играет

при

поних{ении

температурьт с

830'

до

500" €,

так как соеди1{ение

проходит 3а

счет

взаимной

диффузии

серебра.

||рименение серебряной

фольги

толщиной

10 мкм

требует

более и|{тенсивного

увеличения

удель-

ного

усилия

сх(ат11я

при пони)кеь]ии

температурь1 сварки.

|!ри

нагреве

соединяемь1х

материалов

вь11ше

температурь|

в30" с образуется

эвтектика

ме}кду серебром

и кремние1!|,

ре-

зультате чего

полупроводниковь1е

кристалльт

проплавляются

на

3начительную

глубину

со3дается

угро3а

нару11]ения

р-п

лере-

хода.

1ермическая активация

при

температуре

400'с

(о,зт!],)

да>ке

бьтстродиффундирующих

атомов серебра недостаточна,

нтобь|

преодолеть потенциальньтй

барьер

мех{ду

у3лами

кристалличе_

260

ской

ретпетки

и образовать монолитное

соединение.

€

поних<ением

температурБт сварки необходимо

увеличивать

продол)|(ительность

сварки

по аналогичному

гиперболинескому

закону.

процессе механических

испьттаний

на отрь1в прочное

дифузионное

соединение

ра3ру1палось

по

кремнию. ||ри_

менение

серебряного

покрь|тия

фольги увеличивает

проч-

ность соединения

по

сравне1{ию

с чистьтм

молибденом

крем-

нием.

.}{акетьт

дисков'

полученнь]е

по

оптимальнь]м

рех(имам

диффу-

зионной

сварки'

вь1дер}|{али

пятикратное

термоциклирование:

из камерь| с

температурой

+300'

€

свареннь1е

детали

переносили

другую

камеру

с температурой

-196'

€, вьтдерх<ка 20 мин.

3то свидетельствует о прочном

соединении элементов

полупровод_

1|иковь1х

приборов.

}1еталлографинеский анали3

3он соединения

чисть1х кристал_

лов кремния и

молибдена

(см.

рис.

|!-39)

показал' что переходная

3о!1а состоит

и3

силицгтдов молибдена (предполох{ительно

/!1о5|),

твердь!х

растворов

кремния

в молибдене

силицидах. 3та зона

имеет микротвердость в 1,5-1'6

раза

вь]]'ше'

чем микротвердость

чистого молибдена.

||ри температуре сварки

свь|1пе

830"

с кремний

посеребрен-

ньтм

молибденом и посеребренг:ьтй

кремний

с молибденом обра-

3уют !1а

контактирующих

поверхностях эвтектический

слой,

толщина которого

незначительна' потому что

сх{имающее

усилие'

пр|.{кладь1ваемое

во

время

сварки'

вь1тесняет

ли|шнюю эвтектику

и3-под торцов,

создавая

на боковьтх поверхностях молибдена

эвтектическую полоску.

}1икроструктура

зонь| соединения кремния

молибденом,

покрь1тьтм

серебром

(см.

рис.

п-40)' пока3ь1вает' что в

3оне нет

силицидов. €еребро плохо

растворяется

в твердом кремнии'

поэтому микротвердость переходной

3онь1

увеличивается

незна-

чительно

(на 10-200/о)

по

сравне!;ию с микротвердостью исход-

ного

молибдена.

€

помощью

диффузионной

сварки бьтли

собраньт

элементь|

полупроводниковь1х

диодов'

которь1е прошли стендовь1е испь1та-

|1ия 14 показали

наде}кную

работоспособность.

€войства

сварнь]х соединений

ра3нороднь1х

материалов

опре-

деляются

свойствами и

размерами

диффузионной

зоньт. Анализ

диаграмм

состояния

пока3ь|вает,

нто больгпинство

металлов

с крем-

нием обра3уют интерметаллические

соединения.

Бинарньте

си_

стемь1

кремния

рядом

элементов

(А1,

А9, Ат;,

7п, 5п,

€6 и

др.)

образуют

соединения

эвтектического

типа с

ограниченной взаим-

ной

растворимостью.

|{редставителем

первой

группьт бь:л

вьтбрап

вольфрам, имеющий

кремнием

6лизкие 3наче1]ия

коэффициен_

тов

температурного

рас1пирения'

а представителем

второй

алюминий.

|!еред сваркой пластинь!

монокристаллического кремния тол_

щиной

0,4_0,8 мм подвергали

тплифованию

последующим

хи-

677

26\

мическим

полированием

обработкой

по контуру

до диаметра

и]30

мм.

Больфрамовь|е

диски

диаметром

25 и 30 мм

толщиной

1,7 мм

гплифовай

с соблюдением

строгой

параллельности

плоскостей

травили

смеси

концентрирован!|ь1х

кислот.

Алюминий

марки

А999

использовали

в виде

фольги

толщиной

0,1

мм.

||олунение

сварного

соединения

монокристалли_ч-еского

цР^ец-

ния'с

вольфрамом

обеспечивалось

сварк9й^при

7100+-

1 150'€;

|,7

кгс7мм2;

30 мин и

10_3

мм

рт.

ст.

|1о

ре3ультата!1

металлографинеского,

микрорентгеноспек_

1рального

рентгеноструктур'{ого

анали3ов=установлена

природа

ди66узионной

зоньт

сварного

соединения.

.Фбразуюшийся

мокду

соедйняемьтми

материалами

проме>кутонньтй

слой

(см.

рис.

||_41)

имеет

постоянную

по всему

сечению

концентрацию

элементов'

соответствуюш{}ю

интерметаллическому

соединению.

€илицид

вольфрама

обладает

вь1соким

удельнь1м

электросопротивлением.

3то

приводит

некоторому

сни)кению

прочности

сварного

соеди-

нени[

до

80-90%

пронности

при срезе

монокристаллов

крем_

11ия,

наименее

прочного

и3 соединяемь1х

материалов.

|1рошесс

сварки

вольфрама

кремнием

сопровох{дается

появ_

"цениём

перемещением

в монокристалле

кремния

дислокаций

и сни)кением

вследствие

этого электрических

характеристик

пр11_

боров.

3то связано

пластической

деформацией

кремния

в про'

цессе

сварки

и образованием

интерметаллидов.

€оединение

без

интерметаллидов

3оне

сварки

при

темпера_

туре

500" €

получают'

используя

в качестве

проме)куточного

материала

алюминий.

}1еталлографинеские

исследования

пока-

залиналичие

раздела

сварном

соединении

кремния

алюминием.

14змерение

микротверлости

не

позволило

обнару>кить.каких_либо

измейений

ь6лизи

границьт

раздела'

вь|званнь|х

диффузионньтм

перемещением

атомов. €варное

соединение

монокристаллического

'рБ'""'

вольфрамом

нерёз

алюминий_

получают

щ|! ц

500"

€;

:2,3

кгс/мм,;'/:60

йин;

10-3 мм

рт.

ст.

|лубина

о6ъем_

''о'о

в=аи. одействия

алюминия

кремнием не

превь|шает

1,2

мкм.

€варка

ферритов

Ферритьт

1пироко

применяют

в электронной

технике

в качестве

магнитопроводов

трансформаторов' сердечников

элек_

тромагнитов

и т. п.

Б последнее

время

разработаньт феррить:

сверхвь1сокочастотного

диапа3она

со структурой

(гранат),

су-

щественно

повь11пающие

к.

п.

д.

умень1шающие

габаритньте

ра3мерь!

приборов.

Б связи

этим

появилась

задача

соединения

ферритов

металлическими

деталями

внутренней арматурь1

при'

боров способом,

обеспечивающим

хоротпий теплоотвод'

вь|сокую

устойнивость

термическим

динамическим

нагру3кам

позво_

ляющим прогревать соединения

до

температур порядка

600_

262

Рцс.

130.

3авшсцмоспь

прочнос!пц

6о,

*сс/'''

сое0цненшя

о/п

ре9юцма

с3орк[!

700

650'

с. |1рименение

пайки

склеиван11я

1т.е обеспечи-

вает

удовлетворения

этих

требований.

||одбор

оптимальнь1х

рех{имов

сварки

метал-

лами

затруднен

из-за мно-

гокомпонентности

и ]'широ-

кого

ра3нообразия

хими-

{

у)

14онньтйхарактерсвя-

зей

в кристаллинеской

ре-

,,2

',6

2,0

р,ксс|

нн2

1шеткеобусловливаетих|||!!!!

хрупкость

при

комнатной

!,нон

и вь|соких

температур

ах. Аттрий-гадолиниевьте

феррить1'гранать|

обладают

ни3кими

прочностнь1ми

свойствами'

которь1е

при

вь1со-

ких

температурах

значительно

ухуд1паются.

Фдно из

основнь]х

требований' предъявляемь|х

технологии

и3готовления

ферритно-металлических

у3лов'

устойнивость

на

заданном

уровне

магнитнь|х характеристик

ферритов.

14сследова-

ния

влияния

термообра6отки

в вакууме при

вь1сокихтемпературах

.на

магнитнь1е

характеристики

ферритов

пока3али'

что

данньтй

вид термообработки

не вь1зь|вает

изменений основнь|х

магнитнь1х

свойств

ферритов-гранатов.

Фднако в

процессе

получения

сварньтх

соединений

ферритов

с металлом

изменение

магнитнь|х

харак_

теристик

ферритового

элемента

мо)кет произойти за счет

образо_

ван14я в

переходной

зоне качественно новь1х

продуктов

в3аимо'

действия.

|!ри

этом существенное 3цачение

булет

иметь

химиче'

ский состав

и величина

переходной

зоньт.

.[|ифузионную

сварку

иттрий-гадолиниевь1х

ферритов-грана-

тов

марок

30€ч-6

40|ч-4

с медью

.&1Б вьтполняют

через

медную

прокладку

толщиной

0,6 мм

(рис.

130). |{редварительно

ферри'

товь:е

образшьт

обрабатьтвали

кипячением

дистиллированной

воде

в течение

ч и последующим

обх<игом

на

воздухе при

тем_

пературе

600"

в течение

15 мин;

меднь|е

прокладки обезх<ири-

ьал|1 |1

протравливали.

}1агнитньте

характеристики исследуемь1х

ферритов

процессе

соединения

их

медью

сохранились. €огласгто

микроструктурнь1м

исследованиям

зона взаимодействия

соединяемь]х

материалов

263

'у

/А

т.у

невелика.

|1оэтому судить

характере взаимодействия

по

даннь|м

исследований

не

представляется

возмох(нь1м.

Фптическая

и элек_

тронная

фрактографии

(см'

рис.

п'42)

поверхности

феррита

гмеди

(поёле

ра3ру1пения

сварного

у3ла

по плоскости

соединения)

свидетельствуют

дискретности

взаимодействия соединяемь1х

материалов

с преимущественным

направлением

в3аимодействия

по

границам

зерен

феррита.

/\{икрорентгеноспектральнь1м

анали'

3ом

3оньт сварного

соединения'

полученного

при оптимальном

ре}киме

сварки'

установлено

проникновение

меди

феррит

на

глубину

5_7

мкм.

Рентгеглоструктурньтй

анал|\з зонь| соединения

не

обнарух<ивал

изменения

параметра

кристаллической

ре!т|етки

феррита

и качественно новь1х

продуктов

взаимодействия

соеди-

няемь1х

материалов.

Ёаряду с

вь|сокими

ферромагнитнь1ми

свойствами

ферритьт

обладают

вьтсокой

твердостью. Фднако

вследствие

хрупкости

ферритов

повь1|'пенную

износостойкость

магнитной

головки

вь1сокую стабильность

параметров

рабошего

зазора

ее

в процессе

эксплуатации

мох(но обеспечить'

только

получив прочное

физико_

химическое соединение

феррита

немагнитньтм

материалом'

заполняющим

рабовий

3азор.

1верАость

и коэфициент

темпера-

турного

рас1пирения

такого материала

долх(нь1

бьтть

6лизки

соответствующим

характеРистикам

феррита.

Аостаточно

хоро1шо

удовлетворяет

указа!'нь|м

требованиям

и 1пироко

применяется

для

этой

цели

стекло.

1ехнологический

процесс

формирования

рабонего

3а3ора не

долх(ен

вызь1вать больш:их изменений

физико-механических

электромагнитнь1х

свойств

ферритов.

Бсли,

например'

темпера-

тура процесса соединения

превь1:лает

800'€, то

возмох(но

и3ме-

нение

химического состава

поверхностньтх

областей

феррита

развитие рекристалли3ационнь|х

процессов.

Фсобенно

это отно-

сится

ферритам

марганец-цинковой системьт.

Фдним

из

наиболее

приемлемьтх

путей

ре1пения

этой задани

является

применение

диффузионной

сварки

в вакууме.

,[[ля

сварки

использовали вь1сокоплотнь1е никель-ци}1ковь1е

и марганец-цинко_

вьте

ферритьт.

9ти

ферритьт

и3готовлень]

по керамической

техно-

логии'

т. е.

прессованием

смеси

порошков

в холодном состоянии

г1оследующим обх<игом.

1(роме

того' исполь3овали

горяче-

прессованньте

ферритьт,

физико-механические

хара1(теристики

ко-

торь1х 3начительно

превосходят

характеристики

первь1х.

Б качестве немагнитнь|х

прокладок

для

формирования

рабо-

чего 3а3ора

магнитнь1х головок

применяли пленки

алюмомагне_

3иального стекла'

фольгу

константана п бериллиевой

бронзьл.

!,отя

диффузионнь1е

соедицения

ферритов

металлами |{меют

достаточную

прочность,

ферритовь1е

п1агнитнь1е головки с

метал-

лическим

3аполнением

рабонего

зазора,

полученнь1е

дифузион-

ной сваркой,

не

обладают

достаточной

износостойкостью.

.[!увтшие

ре3ультать1

получень1

экспериментах

алюмомагне-

3иальнь|м

стеклом'

хоро1по

согласованнь1м

ферритом

по

микро-

264

твердости

и коэфициентам температурного

рас1пирения.

|1ленку

стекла

использовали

толщиной

1-10 мкм.

|1еред

сваркой

сопря-

гаемьте поверхности

полусердечников

обрабатьтвали

до

12_14-го

классов

1шероховатости.

Бсе сопрягаемьте

элементь|

перед

сваркой

тщательно

обезхси-

ривали

четь1реххлористом

углероде

и спирте. €опря>кеннь:е

сердечники

со

вставленной

мех<ду ними стеклянной

пленкой

по-

мещали

в вакуумную

камеру

дифузионной

сваровной

установки.

€оединяемьте

элементьт

предварительно

с)кимали' з атем из камерь|

откачивали

воздух.

Ёагрев с заданной

скоростью осуществляли

радиационнь:м

способом.

|{о

достих<ении

заданной

температурьт

и3де.ция

и3отермически

вь1дер>кивал|4 и охла}|цали с заданной

скоростью

до

температуры

50"

€,

после чего

сердечник

вь1грух(али.

Бо избех<ание

термических

напрях(ений

и образования трещин

скорость

нагрева

составляла не

болёе

40'

€/мин,

скорость

охла}кдения

10'€/мин. }тот

ре:ким

обусловлен низкой

тепло'

проводностью

феррита.

6.целью

определения

оптимальнь1х

ре}кимов

процесса пара-

метрь|

диффузионной

сварки

варьировали в следуют|\их пределах:

температура

и3отермической

вь]дер)кки 550:750' €;

давление

10_50

кгс/см2;

время

и3отермической

вьцерх<ки 15-90

мин;

вакуум

10_2+-5.10'3

мм

рт._ст.;

скорость нагрева

10_40'€/мин;

скорость

охла}кдения

2-10'

€/мин.

|!ри

выборе

основных

пара-

метров

дифузионной

сварки

в вакууме

преследовали

две

основ-

нь1е

цели:

обеспенение

прочного ненапрях(енного

соединения

феррита

со

стеклом;

сохранение

электромагнитнь|х

свойств

ферритов.

' '{ак,

например'

давление

прих(атия

феррита

стеклу

вьтбирали

диапа3оне

1-5

кгс/мм2.

|1ри таком

давлении

феррит

испьтть1вает

упругую

дформашию'

тогда как стекло

ука3анном

интервале

лемператур сварки

находится

в вязкоэластичном

состоянии и'

пластически

деформируясь,

обеспечивает

контакт по всей сопря-

гаемой

поверхности.

йнтегрирование

диференшиального

урав'

нения

дви)кения

вязкой

х{идкости

мех(ду

двумя

с}кимаемь1ми

гори3онтальнь1ми

плоскопараллельньтми

пластинами

и аналпз

полученного

вь|ра}|(ения

по3воляют

утверх(дать'

что

в зоне

ука'

заннь1х температур

в процессе сварки

геометрия

ра3мерь1

стек'

лянной

прокладки

практически

не

изме!'яются.

3то

хоро1по

подтверждается

экспериментом.

||ри

диффузионной

сварке горячепрессованного

феррита

по'

лучается бездфектное

соеди1{ение, более

прочное

стойкое

к истиранию'

чем

аналогичное

соединение

вь1сокоплотного

фер-

рита.

9то объясняется

тем'

что

упругие

прочностные харак-

теристики

горячепрессованнь|х

ферритов

вследствие 6ольш:ой

плотности

и более

вь:сокой

прочности

мех(зеренного

сцепления

гора3до

вь|1пе'

чем

вьтсойоплотньтх

ферритов.

|1ри одинаковой

пористости

прочность горячепрессованного

феррита

почти в

раза

вь|ше

прочности

вь1сокоплотного

феррита.

265

;

)

{

||орьт

слу)кат

очагами

ра3ру|пения

феррита.

Б частност}|,

€€а-|Ё

такие

порь|

попадают

область

соедине!1ия

феррита

со

стеклом'

то

они ёпособствуют

бь:строму

разру!пению

кромок

рабонего

за3ора.

отличие

от

вь1сокопл]):уь'х

ферритов'

пористость

кото-

рых

находится

на

уровне

\-3о/о' горяч^епрессованнь|е

ферритьт

улается

получить

пористостью

менее 0,\0/о,

||араметры

оптимального

ре}{има

диффузионной

сварки

в ва-

кууме

практически

не

влияют

на

электромагнитнь1е

свойства

ферритов

(например' на

магнитную

проницаемость'

измеренну1о

йа

частотах

200

к[ц).

|]Ри

температурах

сварки'

превы1пающих

700' с,

наблюдалось

сни}кение

магнитной

проницаемости

на

10-

20%.

в ходе

экспериментов

изготовлень|

макеть1

магнитнь1х

го_

ловок.

€варка

графита

[рафитовьте

детали'

узль]'

и3дел\4я

входят

в состав

металлических

ко!1струкций,

применяются

в компо3иции

с самь|ми

ра3личнь1ми

металлами.

|рафит

как

проводниковьтй

материал

находит

1широкое

применение

при

создании

токоподводящих

устройств различнь1х

ма1пи1т

установок.

},имическая

промьт]'п-

ленность

довольно

крупньтй

потребитель

графити3иров€!ннь1х

анодов'

применяемых

главнь]м

образом

при

электролизе

поварен'

ной

соли.

химической

промьт1пленности

в последние

годь1

воз_

никла

необходимость

соединения

графита

титаном.

|[рирода сварного

соединения

графит-металл

пР1 сварке

плавйет!ием

и пайке

такова' что

металл,

про}1икающий

в порь:

|| ка|:и1ллярнь1е

канальт

графита'

со3дает

металллический

каркас

тпва.

Ёачало

ветвей

такого

каркаса

наде}кно

сварено

ме'галли_

ческой частью

контакта'

а концБ:

ветвей

(усов), проникая

в графит

на 3начительную

величину'

кроме

химических

связей

углеродом'

образуют

чисто

механическую

связь.

фафитовая

часть

контакта

оказьшается

армированной

металлом.

|1оэтому больтпое

влияние

на

прочность сварного

соединения

оказь1вает

величина

и характер

распределения

пор

в графите.

пр,

сварке

пл1влением

пайке необходимо

учить1вать

такие

вопрось1' как

смачиваемость

графита

х(идким

металлом'

во3мо}к-

ность его

проникновения

в порь1 и

капиллярнь1е

каналь1

г$афи:а,

соотнотпенйе

коэффициентов

температурного

рас1пирения.

Бсе

это

сильно 3атрудняет

или

делает

нево3мох{нь1м

соединение

плот_

ного

антифрикционного

графита

металлами'

которь1е цлохо

смачивают его

и проникают

в порь|

на значительную

глубину.

3 этих

случаях

весьма

целесообра3но

применени-е_диффузион_

ной

сварки, йри

которой отсутствует

>кидкая

фаза.

}1етодом

диф-

фузионт!ой

сварки

мох{но получить

надех{ное

соеди1{ение

графита

разлинной

пористости

с низкоуглеродисть1ми'

легированнь]ми'

корро3ионно-стойкими сталями'

тугоплавкими

металлам'1

и |4х

сплавами.

266

{

Рцс. 131.

Разрушенные

сое0цненця

пц?11ана

с ерафштпом

||ри исследовании

сварки

графита с титаном

применяли

титан Б1-1

графит

с пори-

стостью

до

80%.

€варка

графита

тита-

ном

(в

порядке

титан

гра-

фит-титан)

проведена

тремя

методами:

с никелевой

прослойкой

толщиной

10_

30 мкм, нанесенной

на

гра-

фит

гальваническим

путем;

2) с никелевой

фольгой

тол-

щино'й

10 мкм;

3)трафит

сти-

таном непосредственно.

никелевой

прослойкой, нанесенной на

графит

электро-

химическим

методом'

сваривали образцьт: графит

диамет-

ром

мм,

длиной

мм; титан

диаметром

мм,

длиной

мм'

Аля

получения

равнопрочного

соединения

графита с

титаном

необходима

степень

ра3рех(ения

10_3 мм

рт.

ст. и

давление

не

вьттше 0,5

кгс/мм2.

|{ри

этом

давлении

наблюдалась

деформация

со сторонь1

т|\та\|а,

Аля

ее

устранения

давление

снижено

до

0,3

кгс/мм2.

€

никелевой

фольгой

сваривали

образшьт:

графит

диаметром

15 мм,

длиной

мм; титан

диаметром

мм,

длиной

2 мм. Фпти-

.мальнь|е

параметрь1

ре}кима

сварки

для

получения

равнопроч-

ного

соединения

графита с

титаном 7

350"

€;

:0,1

кгс/мм2;

35мин;

мм

рт.

ст.

||ри сварке

графита

непосредствен1{о

титаном исполь3овали

образшьт

ра}мерайи1

графит 50х50х

10 мм,

титан

80х]50х2

мм.

Фптимальньте

ре>кимь|

сварки:

|100" €;

0,7

кгс/мм2;

45 йин; 6

10*3 мм

рт.

ст.

Ёаличие органического

свя-

3у1ощего

материала

в графите затрудняло

процесс

сварки'

поэтому

для

его

растворе1{ия

образцы перед

сваркой

помещали

раетвор

четь1реххлористого

углерода.

Разруттт6цце

сварнь1х

образцов.

при

механических

испь1таниях

происходило.по

графиту

(рис. 131). }1еталлографинеские

исследо-

вания

пока3али полноо

соединение

обоих

материалов в

3оне

кон-

такта

(см.

рис,

|1-43,

а).

Бнедрение сварнь1х контакт1{ьтх

соединений

титанового токо-

подвода

с графитом, стойких

-к

воздействию

средьт' по3волило

увеличить

рабоную

вь1соту анода

на

20%

по

сравнению с

суще-

'ствующей'

267

|;]

:{{

Б предварительнь1х

экспериментах

по

подб9ру

рех<имов

диф_

фузионйой

сварки

графита

со сталями

Фз-" ?9413-(см.

рис.

п-43, б^)

установлено'

что

врейя сварки

(при

1000"

€;

кгс/мм2;

6:'10_дмм

рт.

ст.)

практически

мало

3ависит

от состояния

по_

верхности

металла' т. е. бьтл

ли

металл

предварительно

очищен

от-

окисной пленки

или не

подвергался

никакой

обработке.

1щательньтй анализ

и3вестньтх

механи3мов

удаления

окислов

при нагреве

металла

вакууме

серия

экспериментов

пока3али'

что

испарение

диссоциация

окислов

)келе3а

условиях

вь1со_

ких температур

и степени

ра3ре)кения,

обьтнно применяемьтх

при

диффузионной

сварке'

процессь1

мало3начительньте

или не

имеют места.

Фднако полох{ение

мох(ет

и3мениться' если

металл

нагревать

в присутствии

графита.

этих

условиях

во3мо)кны

процеесь!

диссоциации

окислов'

поскольку

углерод

свя3ь1вает

кислород

в €Ф

(€Ф'), в

результате

чего парциальное

давле1{ие

кислорода становится

намного

них{е

равновесного.

Бозмо>т<но,

что

да!тнь1е

процессы имеют

место

только на начальной

стадии

сварки

графита со сталями'

иначе

протекание их сопровот(да-

лосБ

бьт

увеличением

толщинь[

твердь[х продуктов

на

графите,

чего не

наблюдалось.

€корость

процесса

восстановления

3ав!1сит

от многих

факто-

ров.

}(роме

вне1пних

условий

(температурь1'

давления'

характера

восстановления), на

скорость

реакции

ока3ь1вают

влияние

физико-химические

свойства

самого

восстанавливаемого веще-

ства' его

минералогический

состав' структура'

состояние

поверх-

ности

и т.

д.'}честь

одновременно

все эти

факторь[

дать

единое

математическое

вь|рах(ение скороети

пока не

удалось.

Анализируя

даннь1е'

полученнь1е

при исследовании'

мо>кно

сделать

вывод:

удаление

окислов

при

дифузионной

сварке

металлов с графитом

происходит

3а короткое

время

(секунль0

в !ши.роком интервале

температур

(800-1000"

6),

давлений

(0'1_

2 кгс/мм2),

степени

разрех{ения

(10-1-5.10-6 мм

рт.

ст.)!и,

сле-

довательно'

не лимитирует

процесса получения

равнопрочного

соединения.

|[оэтому нет необходимости

в предварительном

уда-

лении окислов

с поверхности

металла перед сваркой,

скорость

образования

равнопрочного

соединения не

долх(на

существе1{но

3ависеть от степени

разре)кения'

А"ффу3ионная

металлургия

|1орош:ковая

металлургия

по3воляет

получить

такое

сочетание слу>ке6ньтх

свойств

материалов'

которое нельзя

полу_

чить в одном отдельно

взятом

металле

или сплаве; например'

вь1сокую

пронностЁ с

коррозионной

стойкостью'

ударную

вязкость

с и3носостойкостью

и т. п.

||рименение

биметаллических

листов'

многослойной лентьт,

тормо3нь1х

устройств,

электрических

кон_

тактов

и т.

п.

дает

3начительную

эко}1омию

народном

хозяйстве

меди'

никеля'

3олота'

платинь1'

вольфрама,

кобальта

других

дефицитньтх

металлов

сплавов.

Фднако получить

прочное соедине!!ие

ра3нороднь]х

металлов'

сплавов

неметаллов'

монолитное

по всей плоскости

соприкосно_

вения' по существующей

тех[{ологии

не

представляется

возмох(_

ньтм.

||ри

сварке'

прокатке

или спекании на

поверхности

соеди_

няемь1х

частей

детали

во3никают

окиснь1е

или адсорбированнь1е

пленки' препятствующие

соединению

при

лйффузионной

сварке

в вакууме

в процессе нагрева

ма'

териа,ла

происходит

обезга>кивание

материалов

во3гонка или

диффузия'внутрь

металлов окисньтх

и адсорбированнь1х

пленок

образованием ювенильнь1х

поверхностей.

Б связи с

пони}кением

вне1'шнего

давления

в вакуумной

камере

система

стремится

равно'

весному

состоянию

и и3

металла вь1деляется

га3.

Б первую оне'

редь

га3 вьтделяется

и3

нарухшь!х

слоев

металла'

возникающий

при этом процесс.диффузии

вь[3ывает

перемещение

газа

от вну_

тренних

слоев

металла

к вне|.шним

€тепень

ра3рФкения

рабоней

камере

10-1-10-7

мм^рт.

ст''

нагрев

до

температурьт

0,6_0,8г,,

давление

до

кгс/мм2

вполне

обеёпечивают Ёолувение

монолитного

соединения

любьтх одно_

роднь1х

ра3нороднь1х

металлов

сплавов'

том

числе

соедине_

ния

металлов

с неметаллами' например

керамикой,

стеклом,

графитом т. п.

Бьтполненньте в |1Ёйлдсв

совместно

рядом

организаций

исследования

по3волили

внедрить

в прои3водство

технологиче-

ские

процессы получения

новь1х

многослойнь:х

комбинированньтх

материалов,

обладающих

рядом

вах{нь1х

специальньтх свойств.

269

)

Ршс. 132. |(онгпокпьс,

шзео-

1повленнь!е

ц3

0раеоценных

ме1т!аллов

Рцс.

133,

1|1епталлокерамшие-

скце

!3ль!

пршборов:

-триметалл

(медь

мБ_сталь

12х 17-медь мБ); 2

т<ера-

мика 22\.(

Ёапример, внедрень1 в

производство

технология и3готовлен!1я би-

металлических контактов'

диффу3ионное

соединение

заготовок

и3 брон3ь|

с золотом' платинороди-евь]м

сплавом

другими

драго-

ценнь]ми

металлами

(всего

сочетаний).

€оединение

заготовок

прои3водится

вакуумной камере' а последующая прокатка

на

во3духе.

3то

позволяет

экономить 50-70о/о

драгоценнь1х

металлов

(рис.

132). Фсвоена

технология

получения

биметаллов,

триметаллов' тетраметаллов

и пятислойнь|х

материалов'

необ-

ходимых

для

со3дания принципиально

новь1х

вь1сококачестве1{1{ь1х

электроннь1х приборов (рис. 133-135).

-Разработана,

освоена

и внедрена

в прои3водство технология

диффу3ионного

соединения

металлов

сплавов

мех<ду

собой и с

керамикой |4з

окис!4

6ериллия.

результате

создань1

новь1е

сло}кнь1е

конструкции

из

много-

слойнь|х

(до

слоев) материалов.

"|1иффузионная

сварка

металлических поро1пков

с низкоугле-

родистой

сталью

для

получения

рельефного

металлокерамического

270

Рцс' 134.

|влы

ц 0епталш

пршборов,

в коп1орь!х

слой 1$!е мап!ер!1аль! :

медь

]!1Б

сталь

12х|8н10т;

ст^ль

12_х18н10т

щ9дь

мБ

{

{сталЁ'!2х18н|0т;

3_5

медь

мБ

сталь

!2х\7

медь

1т1Б

рисунка

по3воляет

совме111ать

процессь|

прессования

спекания

поро1пков'

формирования

рельефа

привар11ва1||тя

металлокера_

мики.

Ёа начальной

стадии

происходит

припекание

поро|пков

к ком-

пактному

материалу'

сопрово}кдающееся

увеличением

площади

контакт;

отдел;ной

частицьт

и компактного

материала

(рис. 136, а),

уменьшением

расстояния

от

центра

частиць1

до

границь1 с

компакт*

нь1м

материалом.

|1ри нагрев^е

сис'темь1

компактнь1й

материал

поро1шок

до

температурь:

0,3-0,8т,',

начинается

интънсивная

миграция

атомов

и образование

мостиков.

Фдновременно

проис-

ходит

рекристалли3ация|

улуч1пается

металлический

контакт

рФулътате

сбли>кения

частиц

компактнь1м

металлом

поддей-

ствием сил

поверхностного

натях(ения.

Ёаблюдается

интенсивная

усадка.

3та стадия

диффу3ионной

сварки

скоротечна

|| л|1мит|4-

!уется

вр

емен

ем повь|шён

ия темпер

атурьт !{

агр ева

до

.оптимальн

ой.

[алее

начинается

пластическое

смятие неровностей

на

контакти-

рующих

плоскостях'

вследствие

1его

формируется

истинная

площадь

контакта

(вторая

стадия).

||ри

этом прочность^контакта

во3растает

по мере

во3растания

его

площади

(рис. 136' б). ||о-

верхность

непосредственного

контакта

в соединении на

этой стади\4

превращается

в границу

ме)кду 3ернами,

представляюш{}ю

собой

осповном

прямую

линию

(плоскость)

пустотами т1л|\ порами'

обршовав1пимися

местах' где

контакт

отсутствовал.

Ёа

третьей

(заклютительной)

стад|||\

процесса

диффузионной

сварки

(рис. 136, в,

е) на

границе

контакта

поро1пка с

компакт_

нь1м

металлом

основном

имеются

ли1пь

замкнуть1е и3олированнь1е

271

Ршс.

135, $етпаллотерамалческцй

узел

вьсво0а

энере!'ц:

медьмБ;2 и 4-триметалл:

медь

1ч1Б{сталь х18тФм

медь

}1Б;

керамика

порь1.

€вариваемость

поро1пковьтх материалов с

компактньтми

зависимости

влияния

отдельнь1х

технологических парамегров

сварки на

механические свойства сварнь!х соединений

исследовали

на

материалах:

сталь

пнэ

(поротшок

никеля)' сталь

Р10 (х<елезный поро|пок)' сталь

пс1

(серебряньтй по-

рош]ок),

сталь

пж2м2

(х<елезньтй

поротпок),

сталь

мн19

(смесь

поро1пков 80% €ц;

200/о

ш!).

|!.ру сталь

пс1 сваривали

чере3 прослойку

мн19.

увелинением

длительности

сварки

предел прочности свар-

ного'соединения

во3растает

до

определенного предела

для

всех

указанных

сотетаний,

причем

интервале

длительности

2*8

мин

разру|пение

сварнь1х соединений

пРоисходит по зоне сварки'

ли1|]ь на

восьмой минуте

сварнь1е соединения

ра3рут||аются

по зоне

сварки с

частичнь1ми вь|рь1вами

спеченного

материала;

при

дальней:лем

увеличении

длительности

разру1шение

происходит

по

металлокерамике. 3то свидетельствует

о том' что

интервале

2_8 мин

прочность контакта со

временем бьтстро возрастает

по мере

возрастания площади

ко[{такта' что

соответствует

второй

стадии

сварки согласно

принятой

схеме.

интервале

8-12 мин прочность

свар1{ого соединения

дости-

гает максимального значения

составляет

49,2 кгс/мм2

для

парь|

сталь 15

||Ё3; 25,1 кгс/мм'

для

парь| сталь

|Р2й2;

51,4 кгс/мм2

-для

парьт сталь

Р!0; 47,1 кгс/мм9

для

парь1сталь

мн19; 26,3 кгс/мм2

для

парь1сталь

пс1.

Б этом интервале времени активно

протекает

процесс

диффузион-

]ног0

растворения

пор'

располох(еннь|х

зоне стыка.

Ёа

рех<имах'

приведеннь1х в

табл.

сварены

партии

деталей

ру>кей.

|1редварительно

детали

подвергли

электроискровой об-

работке

обез>кириванию

в четь1реххлористом

углероде.

272

Ф?)

Рцс. !36. €па0цц

формт:рованш'я

сое0шненця

|1олунение

проката

|1з металлокерамики сводится

двуп.ф

основньтм

операциям:

получению 3аготовок

деформации

(про-

катки заготовок).

йзвестен

цель:й

ряд

технологических

вариан-

тов

формирования

изделий:

прессование в открь1ть1х

3акрь!ть|х"

пресс-формах'

гидростатическое

прессование'

прессование в3рьг-

вом' прокатка

п0ро1пков и

др.

ка>кдом

отдельном

случае

вьтбор

метода

формообра3ования

определяется

свойствами

материала'

циклом

последующих

технологических операций

требованиями.

к будущему

и3делию.

Фднако получение крупной заготовки с

до-

статочно

вьтсокой

плотностью и необходимь]м

для

прокатки

соот-,

но1пением

ра3меров

путем

холодного прессования в стальнь1х

пресс-формах

или гидростатическим

прессованием трудно вь1пол-

1{имо

по причине

вь|соких

усилий

в первом

и ограниче!1[{Ф€тЁ,

о6ъемов

камерь1 во втором случае.

7аблттт1а 6

сочета1]ие

материалов

€таль

15+пнэ.

:10

мих[; в:

10-3

мм

рт'

ст

960

1000

950

400-500

0,9-1

1-1,1

0,9-1

18 Ё.

Ф. }(азаков

273.

Бсе

больгпее

применение

находит

в промь|шленности

способ

прокатки

порошков

как вариа!!т

бесслиткового

прои3водства

лйстов

и лент'

обеспечивающий

непрерь1вньтй

процесс

получения

пористой

лентьт.

Фднако

этот способ

приемлем

для

получения

только

тонких

листов

толщиной

не

более 6_9

мм.

настоящее

время

г|рокатку

поро1пков

используют

сочета'

нии со

спеканием

пакета

(набора) пористьтх

лент

под

давлением,

обеспечивая

не

только

увеличение

прочности

металла'

но

и сва_

ривание

ме}кду

собой

отдельнь1х

пластин.

3то

дает

во3мо}кность

получать

п.поские

заготовки

под

деформацию

практически любой

толщинь].

Р1сследования

проводили

на

поро1пках

чистого

>келеза' никеля'

упрочненного

окисью

алюминия'

других

материалах.

'|!осле

прокатки

поро1пков

получали

ленту

толщиной 0,1-

0,7

мм и

тпйриной

100

мм. .[!енту

ра3резали

на

карточкп

длиной

200 мм

и составляли

пакеть1

требуемой

вь1соть1.

|1акетьт

укладь|'

вали

стопу,

ра3деляя

их

мех(ду собой

пластинами

слюдьт

для

предотвращения

г1риваривания

их

друг

другу.

€топу

пакетов

общей

вьтсотой

до

мм подвергали

спеканию

и одновременно

диффузионной

сварке

на

установке

€АБ}'30.

}становка

по3во-

ляёЁ обеспечить

общее

давление

до

тс,

вакуум

мм

рт.

ст.'

нагрев

токами

вьтсокой

частоть1.

Аля

равномерного

прогрева

составляющих

пакетов

с обеих

сторон

стопь|

располагали

так)}(е

нагреваемь1е

графитовь1е

пластинь1

толщиной

мм. €пекание

дциффузионную

сварку

проводили

при

1000+'1200'€;

\,25

кгс/мм2.

пр"

спекании

карбониль_ного

никеля

2,5о/о

А1 при 7

12о0'с;

1,25

кгс/мм2;

мин

усадка

пакетов

по

вь1соте

достигала

30о/о

п более,

относительная

плотность

спече1"|_

нь|х

пакетов

до

65_700/о.

|!ри

более низких

3начениях

давле-

[1|4я

требуется

увеличение

длительности

процесса.

1ак, при

0.3 кгс/мм2

и [

1000'с

для

достих(ения

того )ке

уровня

,'''"'.'"

(-70%о)

продол}кительность

спекания

дол:кна

бьтть

увеличена

до

|:60_80

мин.

}:лирения

пакетов

результате

сварки-спекау1ия

не наблюдали.

}1еталлографинеские

исследова-

ния

изломов

пока3али'

что

в пакетах,

спеченнь1х

при

ука3анньтх

ре)кимах'

расслой

дах{е

границь1

ра3дела

отдельнь1х

пластин'

как

правило'

отсутствовали.

€печенньте

пакеть{

толщиной

-10

мм, состоящие

и3 никеля

2,5о/о А1

2оа,

вначале

подвергали

горяней

прокатке

при

тем_

пературе

1 100'

с.

||рокатку

проводили

_в-.

три_пять

проходов

с 6умй1рной

степенью

деформации

около

60%,

затем

до

заданной

толщины

прокать1вали

при

комнатной

температуре.-

Фписанная

технология

получения

металлическои

3аготовки

исполь3ованием

установок

диффузионной

сварки

представляет

интерес

для

получения

слоистых

поро11]ковь1х

материалов.

Б этом

случае пакет

мох{ет

бьтть составлен

и3

пластин'

отличающихся

274

друг

от

друга

составом'

толщиной и конфигурацией

(например,

чередованием

пластин и

сеток)' €оставляютт(ие

пакета могут

бьтть

использовань1

как

пористом' так и в

компактном

состоянии.

йзготовление

термобиметаллов

с заданнь1ми

физико-механи_

ческими свойствами

имеет.ва}кное

народнохо3яйственное

3начение.

1ермобиметалль|

1пироко используют в

приборостроении

для

изготовления

реле

времени'

терморегуляторов'

автоматических

предохранителей,

вь1ключателей

тепловой

защитой и т.

п.

Фсновная

проблема при производстве термобиметаллов

по_

лучение

пронной

связи составляющих' так как

физико_механиче_

ские свойства

термобиметаллбв

находятся

прямой

3ависимости

от

прочного

схвать1вания составляющих пакетов'

характера

зонь1

соединения

и т.

д.

€ушествующие

промь11[]леннь1е

способьт и3готовления

массив_

нь1х

пакетов

термобиметаллов имеют

ряд

недостатков

процесс

их

получения

трудоемок' почти

не автоматизирован'

появляется

значительньтй

расслой'

составляющие

3оне

соединения

сме1пи_

ваются' границь1

ра3мь1ваются'

что отрицательно

влияет

на ста-

бильность

физияеских

свойств

термобиметалла.

Б этой связи

ра3витие

диффузионной

металлургии

как одного

и3 направлений

диффузионной

сварки

в вакууме

представляет

особьтй

интерес.

в пнилд€Б

отработань1

оптимальнь1е

ре)кимь|

сварки

термобиметаллов

некоторь1х

марок

(тБ2013,

?Б1613):

7:850"(;

р:2

кгс|мм2; ,:10 мин;

Б:5.10_д мм

рт.

ст.

|1ронностньте свойства сварнь1х

термобиметаллов:

о"

32,5*-

+34,5

кгс/мм2,

:20-22,5о/о;

ф:3|,4%.

[|оследующая

про-

катка

заготовок' свареннь]х

диффузионной

сваркой,

пока3ала

хоро1пую

механическую прочность полученнь!х

соединений. €ва_

реннь1е

пакетьт

вь1дер)кали

прокатку

без

расслоений.

,|1.иффузионную

металлургию исполь3ова

л|!

для

формирования

механической слоистой композиц14и на основе

фольги

и3

никеля

толщиной 0,05

мм и покрь1того графитом

волокна

вольфрама

диа-

метром 0,3

и 0,05 мм. |]осле

сварки соединение

подвергали про_

катке.

||редварительную подготовку материалов

проводи"ци по трем

вариантам: по первому

химическая

обработка

в кипящем

вод-

ном

растворе

\аФЁ,

по

второму

обезх<ирование

спирте'

по

третьему

без какой-либо предварительной

подготовки. }кладка

сетки

3аключалась в последовательном

чередовании ну)кного

числа слоев сетки и

фольги.

|1осле

укладки

фольги

сетки

или

волокна

пакет

3ачехляли

для

предохранения

его от окисле1{ия

и повре>кдений.

Берхний

предел температурь1

процесса

длительность

выби_

рали

таким образом,

нтобьт волокно

.не

рекристаллизовалось.

Аавление

вь:бирали вь|ше

предела

текучести

материала

при тем-

пературе. технологического

процесса.

€тепень

разре)кения

ка_

мере 10_3 мм

рт.

ст.

достаточная для

предохране!!ия

от

окисле-

ния.

}даление окислов

с соединяемых поверхностей

происходило

18'|

275

в течение 10

штин

перед прило}кением

давления

при

температуре

процесса'

для

исследованнь1х

ре}кимов

влияние окислов

не ска-

3ь1валось.

|1осле сварки в

вакууме пакеть|

прокать1вали' нагревая

му-

фельной

печи

до

температурьт

1150'€. €тепень

деформашии

за

проход и суммарную

деформацию

вьтбирал|| на

основани!| пред-

варительнь1х экспериментов. Фптимальнь]м считали

ре)ким'

при

котором

компо3иция

не

расслаивалась

при

механинеской обра-

6отке, а волокно вольфрама не

и3меняло

своего

состояния

и свой-

ства.

.&1еханические

свойства

определялись на

плоских образ-

цах.

йспьттание

на

растя}кение

при

повь|1пенньтх температурах

проведено

в вакууме при комнатной

температуре.

Фптимальнь:й

рех<им

формирования

композиции

вьтбирали по

данньтм

микроскопических исследований

результатам

механи-

ческих испьттаний. 1ак,

для

композиции

с объемнь:м содер)канием

армировки

(сетки)

240/о

опту|мальнь1м

ока3ался следующий

ре}ким:

|150'€;

4,2 кгс/мм2; !

:25

мин; Ё

10-3

мм

рт.

ст.;

прокатка

обх<атием за проход

5%;

суммарное

обх<атие

30%;

нагрев

ме}кду проходами

до

1150'€ в течение

5_6

мин.

(онтроль

качества

сварнь1х

соединений

1(онтроль

качества

сварного

соединения

имеет

ва)кное

значение

мо)кет

бьтть

обеспечен

только

путем органи3ации

контроля

качества

на

всех стадиях

процесса

диффузионной

сварки,

трудность

вь|полнения

которой

свя3ана со

сло)кностью

сварнь!х

конструкций

резким

раз.цичием

геометрических

размеров

т.

п.,

-несоответствием

тепло-

электропроводности,

модулей

упругости'

химического

состава

деталей;

строгой

взаимосвя3ь1о

параметров

сварки'

спецификой

подготовки

свариваемь1х

поверх-

ностей,

применением

промех{уточнь]х

прокладок

т. п.

||роцесс

не

мо>кет

бьтть

прерван

для

контроля

качества

сварки'

вследствие'

него

обнару>кенньтй

6рак,

как

правило'

ока3ь]вается

неисправимь1м.

Фсновньте

дефектьт

сварнь|х

соединениях

непроварь1'

трещинь1'

деформации.

Анализ

вь1полненнь]х

работ

по контролю

сварнь1х

соединений

диффузионной

сварки

вакууме

позволил

установить

3ависимость

дефектов

от

причин

их

возник-

новения

(табл.7).

,[|ефектьт

в сварном

соединении

могут

во3никнуть

результате

влиянйя

одной,

любой

и3 перечисленнь1х

для

данного

дефекта

причин

14ли

их совокупности.

Фдни и

те х(е

причинь1

могут привести

к появлению

различнь1х

дефектов,

поэтому

сварном

соединении

могут

встретиться

сразу

несколько

дефектов,

что'

естественно'

3начительно

ухудшает

качество и3делия.

Б связи с

тем' что непроварь]

и слипание

вь1-

зь1ваются

воздействием наиболь1пего

количества

причин'

причем

некоторь1е

и3

них

иногда

бьтвает

трудно сра3у

обнару>кить-

(на_

г{ример'

3агря3нение свариваемь1х

поверхностей

из-за

заброса

масла

в сварочную

камеру), эти

дефекть1

чаще

всего

образуются

в сварном

соединении.

Анализ

причин'

привед1ших к во3никновению

дефектов

свар_

ном

соединении'

по3во"цяет отнести

ту или

иную

причину

за-

висимости

от

времени ее

во3никновения

ра3личному

периоду.

Ёапример,

причинь]'

обнару>киваемь1е

до

сварки'

недоста_

точная механическая

обработка

свариваемь1х

поверхностей; обна-

ру}киваемь]е

только

во время сварки

чре3мерная

величина

277

7аблнца 7

Аефе;<т

Ёепровар

€липание

1рещинь:

Фстаточная

деформация

Фплавление

€мещение

0сновньге причинь1 возникновения

дефектов

Ёедостаточная величина нагрева'

усилия

с'(атия'

вь!дерх(ки'

ра3режения.

Ёеправильная конструкция сварочного

при-

способления |{й}| н0т1!2Б}{а1ь|{ая

установка

их в

сварочной камере.

Ёедостатонная

подготовка

сваривае||1ь1х

по-

верхностей

||рининьт те же,

что

для

непровара

9резмерная

величина

скорости

нагрева'

скорости

охлаждения'

усилия

с>катия'

нагрева' вьщер)кки

Ёедостаточная

подготовка

свариваеп{ь1х

по-

верхностей

9резмерная величина

нагрева'

усилия

с}ка-

тия' выдер'(ки

9резмерная

величина нагрева' вь!дер}|ки.

Ёеправильная

конструкция нагревательного

устройства

или неправильная

установка

его

относительно

свариваемь:х

деталей

Ёеправильная конструкция

сварного при-

способления

или

неправильная

уста!!овка

их в сварочной камере.

Бибрашия

уста_

}{овки

сх(имающего

усилия;

появляющиеся во время

сварки' но обна_

ру'(ение

которь1х

в этот момент

либо

невозмо>кно'

либо

весьма

3атруднено'

3агря3нение

свариваемь1х

поверхностей из-3а

3а_

броса масла в

вакуумную

камеру из паромасляного насоса.

Ёекоторьте

причины

могут возникнуть

как

до

сварки'

так

и в период

сварк}1. 1ак,

недопустимая

вибрация

установки

может

появиться

и бьтть

обнару}кена еще

до

сварки

при наладочнь1х

работах'

но

мо'(ет

и во3никнуть

только

период сварки.

1(онтроль качества

сварного соединения

проводят

на

всех

стадиях получения

соединения

диффу3ионной

сваркой в

вакууме

и подра3деляют

на

предварительнь1й

(или

входной), текущий

окончательнь]й

(или

вьлходной).

|[редварительнь|й

(или

входной)

контроль

дол>кен

обеспечить

сварку

на

проведеннь]х и отрегули-

рованнь1х установках'

подачу

на сварку только правильно изго-

}овленньтх

и обработаннь]х

деталей,

применение пр}| сварке пра_

вильно и3готовленных

приспособлений

и т.

д.

1екущий

контроль

долх{ен

обеспечить

соблюдение

технолог!1_

ческих

ре)кимов

сварки

нормальной

работьт

сварочной

уста_

новки.

Фкончательнь1й (или

вь1ходной) контроль

долх(ен

дать

по

ре_

3ультатам проверки

и испь1тания оценку

качества

изделия.

|1ри

создании

системы контроля исходят из требований, предъ-

являемь1х

сварному

соединению по

условиям

его

эксплуатации.

278

{

[

0о

н ь:

0н('п/р!

цц

Рцс. ]37. €хема

ной

сваркой

вьобора

способов

кон!про.оя сое0шне ншй' 1Флцс19ц','"

0с:ффузнон-

Фбщеизвестно,

что

идеальнь|х случаев

бездефектности

не бь|-

вает' поэтому

в технических

условиях

дол'(нь1

бьтть оговорень:

допустимь1е

отклонения

от предъявленнь1х

требований.

Ёа

заключительн0м

этапе применяют

[!еразру1шающие

физине-

ские

способь|

контроля' при которь1х

оценивают

пока3атели'

лишь

косвенно

характери3ующие

прочность

или

наде)кность

соединений

(рис.|37).

Бсе нера3рушающие

физинеские

способь1

контроля

ра3де-

ляют на

две

группь]

по термоди}|амическому

при3наку: а)

способы,

свя3аннь|е с

исполь3ованием

передачи

энергии через 3ону

сварки;

способь1'

при

которь1х используется

дви}|(ение

вещества

через

зону сварки.

9увствительность

обнарух{ению

дефектов для

ках{дого

способа

колеблется

в 11]ироких пределах

3ависимости

от кон-

струкции сварнь1х соединений

(типа,

ра3меров'

формьт

и т. п.),

материала.и3делия, требований

сварному

соед}|нению

и всему

у3лу.

эти

факторьт

в значительной мерерпределяют

оптимальность

применения

того или

иного

способа,

их сочетания

для

контроля

качества

сварнь|х

соединений.

||ри

вьтборе способов

контроля

качества

сварнь|х

соединений

необходимо

руководствоваться

следующим:

для

вь]явления

поверхностнь|х

дефектов

приме!{ять

цветную'

люминесцентну1о

или магнитопорошковую

дефектоскопию;

для

контроля

свар-

нь1х соединений на

герметичность

исполь3овать

вакуумирование,

279