Способ диффузионной сварки Советский патент 1990 года по МПК B23K20/16 

Изобретение относится к диффузионной сварке и может быть использовано в авиационной, электронной и других отраслях промышленности.

Цель изобретения - повышение прочности и термостойкости соединения путем исключения образования интерме- таллидов и снижение остаточных напряжении .

Способ осуществляют следующим образом.

Между свариваемыми поверхностями деталей из высокоглиноземистои керамики и стали располагают последовательно со стороны керамической детали слои алюминиевого сплава, содержащего марганец, алюминия, титана, ниобия и меди. Сборку размещают в

сварочной камере, детали сдавливают, нагревают и осуществляют изотермическую выдержку.

Применением высокопластичных прокладок из алюминия и алюминиевого сплава, содержащего марганец,удается существенно снизить ве шчину остаточных напряжений в зоне сварки, используя повышенную способность алюминия к релаксации возникающих напряжений, при этом существенно снижается температура сварки керамики со сталью, благодаря чему интенсифицируется процесс получения сварного металлокерамического соединения, уменьшаются температурные напряжения, обусло; пенные разницей

СЛ

05 J СО 4 Ю

коэффициентов технического расширения соединяемых материалов.

Введение прокладки ниобия между титаном и медью препятствует образованию хрупких интерметаллидных фаз в контакте медь-титан и обеспечивает более монотонное изменение величины коэффициентов термического расширения в направлении от керамики к стали. Ниобий далее образует непрерывный ряд твердых растворов с титаном и медью, что способствует образованию качественного соединения в контакте.

Пример. Соединяют керамику ВК-94-1 с нержавеющей сталью 12Х18Н10Т.

Соединяемую поверхность стальной детали обезжиривали ацетоном и высушивали. Из листов меди толщиной 0,3 мм, ниобия толщиной 0,2 мм и титана толщиной 0,5 мм вырезали прокладки по форме соединяемых поверхностей, очищали их от загрязнений и помещали на свариваемую поверхность стального образца в следующей последовательности: сталь - (медь - ниобий - титан). Подготовленную к сварке сборку помещали в камеру установки диффузионной сварки. Создавали в ней разрежение 540 Па. Нагревали сборку до 930°С и сдавливали усилием, обеспечивающим удельное давление сжатия 18 МПа.

Производили изотермическую выдержку под давлением в течение 20 мин. Охлаждали сборку,разгерметизировывал камеру и извлекали стальную деталь с приваренной к нему комбинированно прокладкой. Контактную поверхность титановой прокладки очищали от загрязнений и перед сваркой обезжиривали ацетоном. Керамическую деталь обрабатывали в ультразвуковой ванне в мыльном растворе, промывали в дистиллированной воде и высушивали. Из листа алюминиевого сплава с 20% марганца толщиной 0,5 мм и фольги алюминия толщиной 0,03 мм вырезали про

5

0

5

0

5

0

45

50

кладки по форме свариваемых поверхностей, очищали от загрязнений и помещали между свариваемыми поверхностями керамики и титановой прокладки. Свариваемые детали с помощью приспособления фиксируют в положении, которое они должны занимать после сварки.

Металлокерамическую сборку помещали в камеру сварочной установки и создавали в ней разрежение 5 10 Па. Нагревали свариваемые детали со скоростью 8°С/мин до 873 К и сдавливали усилием, обеспечивающим давление 13 МПа. Производили изотермическую выдержку в течение 30 мин. Охлаждали соединенные детали со скоростью 10°С/мин до 313 К и извлекали их из камеры.

Результаты механических испытаний показали, что сваренный металлокера- мический узел обладает повышенной прочностью и термостойкостью.

Формула изобретения

Способ диффузионной сварки, при котором между свариваемыми поверхностями деталей из высокоглиноземистой керамики и стали располагают промежуточную прокладку, содержащую слои титана и меди, располагаемые соответственно со стороны детали из высокоглиноземистой керамики, детали сдавливают, нагревают и после изотермической выдержки охлаждают, о т- л и чающийся тем, что, с целью повышения прочности и термостойкости соединения путем исключения образования интерметаллидов и снижения остаточных напряжений, берут дополнительные слои ниобия, алюминия и алюминиевого сплава, содержащего марганец, причем слой ниобия располагают между слоями титана и меди, слой алюминия располагают в контакте со слоем титана, а слой алюминиевого сплава располагают в контакте с деталью из керамики.

Изобретение относится к диффузионной сварке и может быть использовано в авиационной, электронной и других отраслях промышленности. Цель изобретения - повышение прочности и термостойкости соединения путем исключения образования интерметаллидов и снижения остаточных напряжений. Между свариваемыми поверхностями деталей из высокоглиноземистой керамики и стали располагают последовательно со стороны керамической детали слои алюминиевого сплава, содержащего марганец, а также аллюминия, титана, ниобия и меди. Сборку размещают в сварочной камере. Детали сдавливают, нагревают и осуществляют изотермическую выдержку. Использование составной прокладки позволяет снизить температуру сварки и тем самым предотвратить образование интерметаллидов и снизить остаточные напряжения в зоне соединения.

Редактор М.Товтин

Составитель В.Петросян Техред Л.Олийнык

Заказ 1288

Тираж 635

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКИТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наО., д. 4/5

Корректор М.Шароши

Подписное