Способ диффузионной сварки

Способ диффузионной сварки

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к сварке давлением с подогревом, в частности К диффузионной сварке, и может быть использовано в различных отраслях прибореи машиностроения. Цель изобретения - повышение прочности и снижение склонности к трещинообразованию соединения при сварке алюмооксидных материалов между собой или с металлами . На свариваемой поверхности детали из алюмооксидной керамики выполняют глухие цилиндрические отверстия диаметром d(0,5-1,0)h и с коэффициентом перфорации ,4-0,5, где h - глубина отверстий; s - расл стояние между центрами отверстий. Затем между свариваемыми поверхностями размещают промежуточную прокладку и осуществляют их диффузионное соединение . В результате пластической деформации материал промежуточной прокладки заполняет глухие отверстия. СЛ

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСГ1УБЛИН

15 А1 (191 (11) (51)4 В 23 К 20 14

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

M АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ

00 ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

flPH ГКНТ СССР (21) 4269262/31-27 (22) 04. 05. 87 (46) 07.03.89. Бюл. Ф 9. (71) Пермский политехнический инсти» тут и Московский вечерний металлургический институт (72) Я.В.Лямин, Э.С.Каракозов, P.À.Ìóñèí и Н.В.Кабаев (53) 621.791.66(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 1037506, кл. В 23 К 20/14, 04.11.81. (54) СПОСОБ ДИФФУЗИОННОЙ СВАРКИ (57) Изобретение относится к сварке давлением с подогревом, в частности к диффузионной сварке, и может быть использовано в различных отраслях

Изобретение относится к сварке давлением с подогревом, в частности к диффузионной сварке, и может быть использовано в различных отраслях приборо- и машиностроения.

Целью изобретения является повышение прочности и снижение склонности к трещинообразованию сварного соединения путам снижения напряжений в зоне контакта.

На свариваемой поверхности детали из алюмооксидной керамики при сварке с металлической деталью выполняют глухие цилиндрические отверстия диаметром d (0,5-1,0)h и коэффициентом перфорации K d/s0,4-0,5, где hглубина отверстий; s — расстояниемежду центрами отверстий. Затем свари- ваемые поверхности соединяемых детаприборо- и машиностроения. Цель изобретения — повышение прочности и снижение склонности к трещинообразованию соединения при сварке алюмооксидных материалов между собой или с металлами. На свариваемой поверхности детали из алюмооксидной керамики выполняют глухие цилиндрические отверс тия диаметром d=(0,5-1,0)h и с коэффициентом перфорации K=d/é=0,4-0,5, где h — глубина отверстий; s — - рас- . стояние между центрами отверстий. Затем между свариваемыми поверхностями размещают промежуточную прокладку и осуществляют их диффузионное соединение. В результате пластической де- а формации материал промежуточной прокладки заполняет глухие отверстия.

2 лей и промежуточную прокладку обдзжи- Мшй ,ривают. Промежуточную прокладку из ф материала, более пластичного, чем материал свариваемых деталей, размещают между соединяемыми деталями и помещают в камеру установки для диффузионной сварки. Камеру вакуумируют, свариваемые детали нагревают и по достижении температуры сварки сдавливают. Выдерживают под давлением необходимое время. Затем изделие охлаждают и извлекают из камеры.

В результате пластической деформации промежуточной прокладки происходит заполнение глухих отверстий в керамике металлом прокладки. Это приво.дит к перераспределению действующих в зоне соединения остаточных напря ,жений, к появлению сжимающего напря-

4 вием каналов по квадратной сетке.

Параметры перфорации: К=О,5 мм;

s=1 ми; d=0,5 мм; h=1,0 мм, Перфорацию проводят с помощью высокоинтенсивного источника энергии — лазера (установка "Квант-15"). Образование отверстий с заданными значениями d и h происходит за один импульс при энергии излучения 7 Дж. Оптическая система установки позволяет с необходимой точностью выдерживать пара- . раметр s. Между свариваемыми поверхностями размещают промежуточную прокладку из меди марки ИБ-0 толщиной

0,76 мм. Сборку устанавливают ь молибденовый кондуктор-нагреватель.

Устанавливают кондуктор-нагреватель с деталями на стол рабочей камеры установки для диффузионной сварки.

Камеру закрывают, вакуумируют до давления 4 ° 10 мм рт.ст. Детали нагревают до 1303 К со скоростью 10 град/

/мин, сдавливают усилием, обеспечивающим удельное сварочное давление

15 ИПа и осуществляют выдержку в те-. чение 30 мин. Охлаждают детали после сварки со скоростью 15 град/мин до

300 К, а.затем извлекают из камеры, Проведенные испытания показывают повышение прочности и снижение склонности к трещинообразованию.

146341 формула изобретения

Способ диффузионной сварки, при котором на свариваемой поверхности по меньшей мере одной из свариваемых, деталей выполняют глухие отверстия, детали нагревают и сдавливают, о тл и .ч а ю шийся тем, что, с целью повышения прочности и снижения склонности к трещинообразованию Жарного соединения при сварке алюмооксидных материалов между собой или с металлами через промежуточную прокладку из материала более пластичного, чем материал свариваемых деталей, путем снижения напряжений в зоне контакта, глухие отверстия выполняют цилиндрическими, на свариваемой по" верхности детали из алюмо керамики и диаметром d=(0,5-1,0)h с коэффициентом перфорации K=d/s=

=0,4-0,5, где h " глубина отверстий; з — расстояние между центрами отверстий..жения в направлении приложения сн»рочного давления, вследствие чего ,около глухих отверстий, заполненных металлом, возникают зоны объемного сжатия, а поскольку коэффициент -iep5 форации выбран таким, что эти зоны перекрывают одна другую, материал керамики, прилегающий к плоскости соединения, оказывается объемно-сжа- 10 тым на толщину, равную глубине глухих отверстий.

При воздействии на сварное соединение внешних нагрузок, приводящих к появлению в зоне соединения растягивающих напряжений, вызывающих раз-. рушение, этим напряжениям необходимо преодолеть уровень остаточных сжимающих напряжений, а в дальнейшем до стичь уровня предела прочности кера- 20 мики на разрыв. Таким образом, суммарное разрушающее напряжение увели,чивается на величину сжимающих оста точных напряжений.

В случае появления краевой трещи:ны на границе раздела металл — керамика трещина не может расппостранять ся в объемно-сжатом материале и при своем движении она обходит эту область, Это приводит к увеличению пути трещины, распространению ее по основному материалу и в конечном итоге к увеличению энергии на распространение трещины, т.е. к снижению склонности к трещинообразованию соединения.

При Ы0,5h происходит неполное заполнение глухих отверстий материалом промежуточной прокладки, что приводит к снижению прочности соедине40 ния. При d>1,0h на поверхности кон-такта возникают локальные напряжения отрыва, что также приводит к снижению прочности, При К 0,4 появляются трещины в перемычках между отверс45 тиями. При К 0,5 снижается вероятность получения объемно-напряженного состояния в зоне соединения, что повышает склонность к трещинообразованию.

П р и и е р. Сваривают керамику

5О

22ХС через медную прокладку. Призма гический образец размером 10х10z40мм вырезают из пластин, свариваемые торцы шлифуют. Производят перфорацию свариваемых поверхностей с расположе- 55