Способ диффузионной сварки Советский патент 1987 года по МПК B23K20/14 

Изобретение относится к сварке давлением с подогревом, в частности к диффузионной сварке разнородных материалов, и может быть использовано в различных областях промьшшенности.

Целью изобретения является повышение срока службы защитного слоя при

температуре выше 1000 С и упрощение технологии.

Способ осуществляют следующим образом.

Перед сборкой под ди)фузионную сварку элементы сложной составной оснастки промывают в ацетонеj высуши- вают на воздухе и устанавливают в контейнер. Заполняют его сыпучим карбо- нитридом бора так, чтобы все элементы оснастки были покрыты порошком и не имели контакта между собой. -, Контейнер устанавливают в термическую печь, нагревают его до температуры от 0,5 до 0,8 температур плав- JJeния материала, из которого изготовлены элементы оснастки. Пуансоном создают в контейнере давление 15,0 - 20,0 МПа и выдерживают 3-5 ч. После этого контейнер охлаждают до 50-60°С вместе с печью, где проходила обработка. Затем контейнер вынимают из печи, извлекают изделие,, очищают и приступают к сборке оснастки для диффузионной сварки.

Предварительная химико-термическа обработка оснастки и «е элементов в среде карбонитрида бора обеспечивает достижение определенного уровня прочности: посредством накопления в поверхностном слое деталей карбидовj

нитридов и боридов I

Ввиду того, что карбонитрид бора

обладает высокими огнеупорными свойствами, обработку в его среде необходимо вести при температурах до 2500-2600 С. Однако эта температура для многих материалов является выйе их точки плавления. Поэтому температура обработки в сыпучей среде карбонитрида бора определена от 0,5 до 0,8 температуры плавления обраба- тываемого материала, но при этом создают плотный физический контакт межд карбонитридом бора и обрабатываемым изделием путем всестороннего сдавливания порядка 15-20 МПа. Для получения в поверхностном слое необходимых прочностных характеристик указанную химико-термическую обработку проводя с длительной вьадержкой 3 - 5 ч.

0

20

30

,g ,

В результате элементы оснастки приобретают свойства, позволяющие использовать их при диффузионной сварке с температурой выше 1000 С, не требуя ремонта или замены длительное время в процессе эксплуатации.

Обработка деталей оснастки при температуре ниже О,,5 температуры плавления их материалов, давлении меньше 15 МПа и времени меньше 3 ч не обеспечивают качественного покрытия, и детали оснастки свариваются между собой.

При обработке деталей nprt температуре Bbmie 0,8 температуры плавления их материалов у давлении больше 20 МПа; и времени более 5 ч детали оснастки коробятся и становятся непригодными для сборки.

Пример осуществления способа.

Диффузионную сварку деталей проводили в сложной составной оснастке, которая содержала шпильки и гайки, 25 изготовленные из ниобия. Предварительно шпильки и гайки были подвергнуты химико-термической обработке в среде карбонитрида бора при с выдержкой А ч и давлении 18 Ша. После чего свариваемые детали были установлены в оснястке и закреплены в ней крепежными элементами с защитным слоем. После этого собранный узел устанавливали в вакуумную камеру, создавали в ней вакуум, нагревали 35 до 1600°С и осуществляли изотермическую выдержку в течение 3 ч. После сварки оснастку со свариваемыми деталями разбирали и использовали ее для последующих сварок до 20 раз.

40

Формула изобретения

Способ диффузионной сварки с предварительной химико-термической обработкой элементов сложной составной 5 оснастки в рабочей среде для получения защитного слоя., исключающего приваривание свариваег ых деталей к оснастке и Сварку элементов оснастки между собой;, отличающийся тем, что, с целью повьпиения срока службы залщтного слоя при температуре вьше 1000 С и упрощения технологии, в качестве рабочей среды берут сыпучий карбонитрид бора, а обработку проводят путем всестороннего сдавливания при температуре 0,5-0,8 температуры плавления материала оснастки с выдержкой 3-5 ч и при давлении 15- 20 МП.

0

5

Изобретение относится к сварке давлением с подогревом, в частности к диффузионной сварке разнородных материалов и может быть использовано в различных областях промьшшен- ности. Целью изобретения является- повышение срока службы защитного слоя при температуре вьше и упрощение технологии. Предварительно детали сложной составной оснастки подвергают химико-термической обработке в сыпучем карбонитриде бора. Детали размещают в контейнере, заполняют его порошком карбонитрида бора, нагревают и осуществляют всестороннее сжатие в течение заданного времени Это позволяет достичь определенного уровня прочности контактирующих поверхностей за счет образования на них карбидов, нитридов и боридов, благодаря чему элементы оснастки могут использоваться неоднократно. сл ро