Способ сварки давлением с подогревом Советский патент 1989 года по МПК B23K20/16 

1

Изобретение относится к сварке давлением с подогревом, в частности к диффузионной сварке, и -может быть использовано в приборостроении и различных отраслях промышленности при сварке алюмооксидных материалов между собой или с металлами.

Цель изобретения - повышение качества сварного соединения.

Способ осуществляют следующим образом.

Между свариваемыми поверхностями соединяемых деталей размещают промежуточную прокладку со сквозными отверстиями более пластичную, чем материал свариваемых деталей. Отверстия в прокладке располагают на расстоянии от ее кромок, по крайней мере равном диаметру D отверстия, причем

а

СП

D - Р Е- 3,95 (1 +)п

10

15

где Sc-g - площадь свариваемых поверхностей, мм ; - задаваемая степень деформации прокладки; п - количество отверстий. Собранные детали нагревают, сдавливают и осуществляют изотермическую

3145461.

выдержку. После сварки детали охлаждают и подвергают дальнейшей обработке.

Наличие зоны шириной, равной диа- метру перфорированного отверстия по периметру прокладки, которая не прд- вергается перфорации, связано с тем, что в процессе пластической.деформации прокладки, зажатой между двумя ю жесткими материалами, эта зона в меньшей степени по сравнению с тем,- если бы она была перфорирована, спо- собствует течению металла из цент- ральных областей за пределы площади is контактирования, т.е. она является барьерной зоной. Поскольку в перфо- рационной зоне эффект торможения рез - ко снижен из-за присутствия отверс- .тий, металл интенсивнее течет в этой 20 зоне и тем самым интенсифицируется процесс взаимодействия соединяемых материалов на всех стадиях процесса соединения, что способствует повыше- кию качества сварного соединения. 25 В процессе сварки деталей через перфорированную пластичную прокладку происходит интенсивная пластическая деформация ее внутренних объемов, т.е. объемов, прилежащих к централь- зО ной части соединяемых поверхностей, в отличие от деформации сплошной прокладки..--Интенсивная .деформация обусловлена наличием отверстий,-ко- торые являются стоками деформируемого металла от периферии канала к его центру. Таким образом, в плоскости контактирования металл - керамика создаются сдвиговые деформации, приводящие к образованию полного физи- Q ческого контакта соединяемых материалов, резкому повышению их реакционной способности и увеличению активности твердофазного взаимодействия. Все это повьшает качество соединения.

Пример. Сваривали керамику 22ХС с диском из сапфира через медную прокладку. Площадь свариваемой поверхности 144 мм. Выбирали степень деформации Е 0,46 и п 43.

Определяли

35

45

50

тл (Sca- 0,95 |l44-0,46-0 ° l( (1+ )n i {l+0,46)-43

1 MM.

Из медной фольги толщиной 0,4 мм вырезали прокладку площадью 144 мм , выполняли в ней отверстия D 1 мм.

О Q

5

5

0

располагая их равномерно по прокладке, оставляя при этом по периметру прокладки зону, шириной 1 мм. Перфорированную прокладку, призматическую деталь из 22ХС размерами ЗО 2 1 2 мм, сапфировый диск диаметром 17 мг и толщиной 2,5 мм обезжиривали. Прокладку размещали между свариваемыми поверхностями керамики и сапфира, устанавливали их в камере вакуумной установки А306-04. Камеру вакуумиро- вали до рабочего давления 4 МО мм рт.ст. Детали нагревали до температуры сварки 1303 К, сдавливали усилием, обеспечивающим удельное сварочное давление 15 МПа, и при данных температуре и давлении осуществляли вьщержку в течение 20 мин. Этого времени было достаточно для деформации прокладки на выбранную величину - Б 0,46. Затем детали охлаждали и извлекали из камеры. Качество сварки проверяли визуально и испытанием на растяжение. При визуальном осмотре не обнаружено отверстий или пор на месте бывших отверстий в прокладке , заполнение их произошло полностью. Механические испытания показали, что прочность соединения 130- 160 МПа и находится на уровне прочности керамики 22ХС.

Формула изобретения

Способ сварки давлением с подогревом разнородных материалов, при котором между свариваемьми поверхностями размещают промежуточную металлическую прокладку со сквозными отверстиями более пластичную, чем материал соединяемых деталей, сборку нагревают, сдавливают и осуществляют изотермическую выдержку, отличающийся тем, что, с целью повьппе- ния качества сварного соединения алю- мооксидных материалов между собой или с металлами, отверстия располагают на расстоянии от кромок прокладки, по крайней мере равном диаметру D отверстия. Причем

D |ScB- -0,95 1 (1+ п

где площадь свариваемых поверхностей, задаваемая степень деформации прокладки; п - количество отверстий.

Изобретение относится к св арке давлением с подогревом, в частности к диффузионной сварке, и может быть использовано в приборостроении и разли ных отраслях .промышленности при сварке алюмооксидных материалов между собой или с металлами. Уель изобретения - повышение качества сварного соединения. Между свариваемыми поверхностями соединяемых деталей размещают Лромежуточную прокладку со сквозными отверстиями более плас-, тичную, чем материал свариваемых деталей. Отверстие в прокладке располагают на расстоянии от ее кромок, по крайней мере равном диаметру D от- верстия, причем D VS ,95/( 1+)п, где S(,g - площадь свариваемых поверхностей, - задаваемая степень деформации прокладки; п - количество отверстий. Собранные детали нагревают, сдавливают и осуществляют изотермическую выдержку. В процессе сварки происходит интенсивная пластическая деформация внутренних объемов прокладки и заполнение отверстий деформируемым материалом. а $ (Л