Difuzijsko zavarivanje: prednosti i nedostaci

Atomi tvari su u stalnom kretanju, zbog čega se tekućine i plinovi mogu miješati. Čvrste tvari također imaju pokretne elementarne čestice, ali imaju čvršću kristalnu rešetku. Pa ipak, ako su dva čvrsta tijela približna udaljenosti interakcije atomske sile, tada će na mjestu kontakta čestice jedne tvari prodrijeti u drugu i obrnuto. Takvo međusobno prodiranje tvari nazvano je difuzijom, a učinak je korišten kao osnova za jednu od metoda kombinacije metala. Zove se difuzno zavarivanje metala.

Što se može povezati difuzijskim zavarivanjem

Zavarivanje difuzijom u vakuumu ima ogromne tehnološke mogućnosti. Pomoću nje možete povezati:

• Metali homogene i heterogene strukture, kao i njihove legure. Vatrostalne metalne tvari kao što su tantal, niob i volfram.
• Nemetalne tvari s metalima: grafit s čelikom, bakrom s staklom.
• Konstrukcijske materijale na bazi metala, keramike, kvarca, stakla, ferit, poluvodičke strukture (homogeni i nehomogene) graphites i safira.
• Kompozitni materijali, Porozna sa očuvanjem njihovih svojstava i teksture.
• Polimerne tvari.

Što se tiče konfiguracije i veličine praznina - oni mogu biti različiti. Ovisno o veličini radne komore moguće je raditi s detaljima od nekoliko mikrona (poluvodičkih elemenata) do nekoliko metara (složene slojevite strukture).

Kako se difuznu jedinicu uređuje?

Kompleks za difuzijski zavarivanje uključuje sljedeće glavne elemente:

1. Radna komora. Izrađen je od metala i dizajniran je da ograniči radno okruženje u kojem stvara vakuum.
2. Okvir je poliran. Podupire ga radna komora, na kojoj se može kretati.
3. Vakuumska brtva. Je li brtva između fotoaparata i postolja.
4. Vijčani mehanizam i vijci za stezanje. Pomoću njih pomaknite fotoaparat duž vodilica i popravite ga na postolje.
5. Crpka je vakuum. stvara bez zračnog prostora u radnom području.
6. Generator s induktorom. Oni djeluju kao sustav grijanja za zavarene dijelove.
7. Punjači otporni na toplinu, hidraulički cilindri i pumpa za ulje predstavljaju mehanizam kompresije dijelova pri određenom tlaku.

Ovisno o modifikaciji instalacije za difuzijski zavarivanje, oni se mogu razlikovati u obliku komora i na način na koji su zavareni. Također, postoje različite metode zagrijavanja pojedinosti. Može se koristiti grijače zračenja, generatori visokih struja, instalacije za izbacivanje svjetla, grijači elektronskog snopa.

Difuzijski procesi u zavarivanju

Ako uzmemo namazane metalne ploče, spojimo ih i stavimo ih pod opterećenje, a nakon nekoliko desetljeća uočit će se učinak međusobnog prodiranja metala u svaki drugi. I dubina prodiranja će biti unutar milimetra. Stvar je u tome što brzina difuzije ovisi o temperaturi spojenih materijala, udaljenost između elementarnih čestica tvari, kao i država od kontaktnih površina (nedostatak onečišćenja i oksidacije). Zato je u prirodnim uvjetima njegov proces polako napreduje.

U industriji, za brzu proizvodnju spoja, proces difuzije se ubrzava, uzimajući u obzir sve te uvjete. U radnoj komori:

• Stvorite vakuum s razinom preostalog tlaka do 10^-5 mm Hg ili napunjena inertnim plinom. Dakle, na dijelove ne utječe kisik, koji je oksidacijsko sredstvo bilo kojeg metala.
• Materijali se zagrijavaju temperaturom od 50-70% temperature taljenja praha. To povećava plastičnost dijelova zbog više mobilnog stanja svojih elementarnih čestica.
• Na praznine su pogođeni mehaničkim tlakom u rasponu od 0,30-10,00 kg / mm², povezujući interatomske udaljenosti s dimenzijama koje nam omogućuju uspostavljanje zajedničkih veza i prodiranje međusobno u obližnje slojeve.

Zahtjevi za pripremu materijala

Prije stavljanja radnih dijelova zavarenih elemenata u difuznu jedinicu podvrgavaju se prethodnom postupku. Glavna svrha obrade kontaktnih dijelova praznina je dobivanje glatkih, ravnomjernijih i ujednačenih površina, kao i za uklanjanje nevidljivih masnih oblika i prljavštine iz zone vezanja. Obrada praznina može biti:

• kemijski;
• mehanički;
• elektrolitski.

Oksidni filmovi, u pravilu, ne utječu na proces difuzije, budući da se oni sami likvidiraju tijekom zagrijavanja u vakuumskom mediju.

Kada difuzija veza nastaje između dobru izvedbu tvari koje imaju nejednak koeficijent toplinskog rastezanja ili krhki zavara nastaje, koristeći tzv tampon jastuk. Oni mogu poslužiti kao folija različitih metala. Tako se bakarna folija koristi za difuzijsko zavarivanje kvarcnih praškova.

Karakteristike dobivenih spojeva

Za razliku od tradicionalnih metoda taljenja zavarivanja, gdje se u šupljinu uvodi dodatni metal u osnovni metal, difuzijski zavarivanje omogućuje dobivanje jednolikog zavarivanja bez većih promjena u fizičko-mehaničkom sastavu mjesta zglobova. Gotovi spojevi imaju sljedeće karakteristike:

• prisutnost neprekinutog šava bez pora i stvaranja školjke;
• odsutnost oksidnih inkluzija u spoju;
• stabilnost mehaničkih svojstava.

S obzirom na činjenicu da je difuzijska - postupak prodiranja je prirodna tvar na drugu, u zoni kontakta nije poremećen kristalne rešetke materijala, a time i ne šav krhki.

Povezivanje dijelova od titana

Difuzijski zavarivanje titana i njegovih legura karakterizira dobivanje kvalitetnog spoja pri visokoj ekonomskoj učinkovitosti. To je široko primjenjivo u medicini za proizvodnju dijelova proteza, kao i na drugim područjima.

Dijelovi se zagrijavaju na temperaturu od 50 do - 100 dm-nižu od temperature na kojoj se polimorfna transformacija odvija. Istodobno, materijali imaju mali tlak od 0,05-0,15 kgf / mm2.

Kemijski sastav legure titana ne utječe na čvrstoću spajanja elemenata na ovaj način zavarivanja.

Prednosti postupka

Tijekom difuzijskog zavarivanja moguće je:

• povezati homogene i heterogene krute tvari;
• izbjegavati deformaciju dijelova;
• Nemojte koristiti potrošne materijale u obliku lemljenja i tekućina;
• primati proizvodnju bez otpada;
• Nemojte koristiti složene sustave ventilacije opskrbe i ispuha, jer se u postupku ne stvaraju štetni plinovi;
• primiti bilo koje područje zone kontaktnog priključka, ograničeno samo mogućnošću opreme;
• osigurati pouzdani električni kontakt.

Pri tome treba dodati izvrstan estetski izgled gotovog dijela, koji ne zahtijeva korištenje dodatnih postupaka obrade, kao što je npr. Uklanjanje zavarenog lima.

Nedostaci tehnologije

Zavarivanje difuzijom je složeni tehnološki proces, a glavni nedostaci uključuju:

• potreba za specifičnom, skupom opremom;
• potreba za dostupnim proizvodnim površinama, instalacija ima znatne dimenzije;
• zahtjev za posebnim znanjem, vještinama i razumijevanju procesa rada;
• Vrijeme provedeno na pažljivoj prethodnoj obradi praznina;
• sadržaj vakuumske instalacije je od najveće čistoće, inače se nevidljiva prašina može nagomilati na zavarene elemente i dovesti do vezivanja zglobova;
• poteškoće ispitivanja kvalitete šava bez potrebe za njegovim uništenjem.

S obzirom na sve ovo, kao i specifičnosti korištenja vakuumskih instalacija, difuzno zavarivanje je potrebno samo u uvjetima poduzeća, a ne privatne uporabe.

Industrijska oprema za difuzijsko zavarivanje

Postoji nekoliko vrsta industrijske opreme namijenjene difuznom zavarivanju. U osnovi se razlikuju jedna od druge u specifičnosti materijala za zavarivanje i korištenje različitih sustava grijanja za dijelove.

Tip MDVS Instalacija dizajniran za proizvodnju fleksibilne bakrene šipke, kontaktne skupine visokonaponskih prekidača bakra i kerrita, dijelovi gaslift ventili Bušotinska pumpi od plemenitog čelika i tvrdih legura metala. U sustavu primjenjujemo učinak elektrokontaktnog zagrijavanja.

Složeni tip zavarivanja UDVM-201. Obavlja vezu difuzijom zavarivanje materijala od stakla različitih marki. Grijanje radne površine provodi se postupkom zračenja.

Oprema za zavarivanje USDV-630. instalacija indukcijsko grijanje za zavarivanje kompozitnih materijala na osnovi titana i bakra. Takvi sustavi omogućuju zagrijavanje velikih dijelova područja.

Stroj MDVS-302 za difuzijsko zavarivanje pomoću visokofrekventnog zagrijavanja dijelova. Karakterizira ga prisutnost malog generatora na krugu tranzistora.