Способ сварки давлением Советский патент 1986 года по МПК B23K20/14 

1-

Изобретение относится к сварке давлением, в частности к диффузионной сварке, и может быть использовано в машиностроении.

Цель изобретения - интенсификация сварки и повышение качества соединения .

Сущность способа заключается в следующем.

Перед сваркой поверхностный слой свариваемых деталей наводорожи- вают электролитическим способом в рас творе кислоты, например серЕ1ой, с ин гибитором коррозии - тиомочевиной.

Продолжительность наводорожива- ния для разных свариваемых материалов различна, но она должна обеспечивать толщину наводороженного слоя 20 - 500 мкм. При этом через электрохимическую цепь пропускают постоянный ток, что обеспечивает катодную очистку свариваемых поверхностей от окисной пленки.

Выбор оптимальной толщины наводороженного слоя определяется температурой нагрева под сварку и диффузионной подв1-гжностью водорода в соединяемых металлах. Металлы, в которых коэффициент диффузии водорода -низок и (или) которые свариваются при сравнительно низких температурах, когда интенсивность дегазации невелика, необходимо наводороживать на меньшую глубину, чем металлы, в которых водород диффундирует с высокими скоростями и (или) которые свариваются при повышенной температуре.

Нижний предел (20 мкм) определяет минимальную толщину наводороженного слоя, необходимую для заметного проявления пластифицирующего эффекта. При меньшей толщине наводороженного слоя большая часть водорода десорбирует с поверхности в процессе нагрева.

Верхний предел (500 мкм) соответствует толщине наводороженного слоя превьппение которой нецелесообразно из-за увеличения продо лжительности вакуумного отжига после сварки для удаления повышенного количества водорода, остающегося в основном металле после завершения процесса соединения ,

Затем детали с наводороженными свариваемыми поверхностями устанавливают в вакуумную камеру установки для диффузионной сварки, создают

192972

разрежение в камере порядка 0,03- 1 Па, нагревают до температуры 0,5- 0,8 от температуры плавления более легкоплавкого свариваемого материа5 ла и сдавливают с усилием 4-60 МПа. Проводят изотермическую выдержку, продолжительность которой должна обеспечить полное удаление водорода из наводороженного слоя соединяемых

0 деталей.

Затем производят охлаждение деталей, развакуумирование камеры и их извлечение из нее.

Предварительное наводороживание

5 поверхностного слоя электролитическим способом в указанном растворе на глубину 20-500 мкм с последующей изотермической выдержкой при сварке с продолжительностью, обеспечиваю20 щей полное удаление водорода и наводороженного слоя, позволяет снизить температуру сварки и уменьшить деформацию свариваемых деталей в связи с тем, что водород, предваритель25 но введенный в поверхностный слой при сдавливании, перемешаясь в более напряженные участки свариваемых деталей, разрушает окисную пленку на свариваемых поверхностях. Одно- 30 временно с этим наличие водорода в

указанном слое приводит к сверхпластичности в свариваемых участках деталей, что в целом позволяет интенсифицировать процесс сварки деталей,

35 Пример. Готовят О, 1 н. раствор серной кислоты и добавляют в него 0,05 г/л тиомочевины. Собирают две электрохимические цепи. Первая цепь включает обрабатываемую инстру4Q ментальную сталь - отрицательный

электрод, раствор кислоты с тиомоче- виной и положительный электрод из графита. Наводороживают сплав Р6М5 на глубину 35 мкм, для чего пропус45 кают через сплав постоянньш ток плотностью мА/см в течение 2 мин. Этот режим обеспечивает наводороживание на глубину 200 мкм. Далее на- водороживают в том же растворе сталь

50 на глубину 50 мкм, для чего пропускают через цепь постоянный ток плотностью 0,38 мА/см в течение 3 мин.

Помещают соединяемые материалы в

55 камеру установки диффузионной сварки и создают разрежение 0,3 Па. Сдавливают соединяемые детали и нагревают до температуры 1053 К, Производят изотермическую выдержку под дав ленкем 35 МПа в течение 20 мин.

Проведенные испытания показывают что прочность соединения равна 700 МПа при величине абсолютной деформации материалов 0,1 мм.

П р и м е р 2. Соединяют никелевый жаропрочный сплав ЖС-6.

Готовят 0,6 н. раствор соляной кислоты и добавляют тиомочевину в количестве 0,08 г/л. Собирают элек- :трическую цепь, включающую обрабатываемые сплавы ЖС26 - отрицательный электрод, раствор кислоты .с тиомоче- виной и положительный электрод - пл.атину.

Наводороживают соединяемые материалы на глубину 500 мкм, для чего пропускают через цепь постоянный ток с плотностью 0,5 мА/см в течение 5 мин.

Помещают соединяемые материалы в KaMejjy установки диффузионной сварки, создают разрежение 1 Па и нагревают со скоростью 200 град/мин до температуры 12АО К. Обеспечивают давление на соединяемые материалы 40 МПа. Проводят изотермическую выРедактор А.Шищкина

Составитель В.Шаров

Техред Л.Олейник Корректор Е.Рошко

Заказ 1194/19 Тираж 1001 Подписное ВНИИПЙ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ПШТ Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

19297

держку под давлением в течение 40 мин и охлаждают соединенные детали.

Проведенные испытания показывают, что прочность полученных соединений 5 равна 900 МПа.

П р и м е р 3. Соединяют алюминиевый сплав АД1-0 со сталью I2XI8H10T.

Наводороживают алюминиевый сплав на глубину 20 мкм в 0,1 н. растворе 10 серной кислоты при плотности тока 0,4 мА/см .

Наводороживают соединяемую поверхность стали 12Х18Н10Т на глубину 30 мкм в 0,1 н. растворе серной кис- 15 лоты, для чего пропускают через цепь постоянный ток с плотностью 0,4 мА/см .

Помещают соединяемые материалы в камеру установки диффузионной сварки. Создают р камере разрежение 20 2 Па. Нагревают детали до температуры 793 К, сдавливают с усилием, обеспечивающим давление на соединяемые поверхности 4 МПа. Делают изотермическую вьщержку под давлением 25 в течение 10 мин. Охлаждают соединенные детали до температуры 373 К, развакуумируют камеру и извлекают соединенные детали.