Способ диффузионной сварки Советский патент 1992 года по МПК B23K20/16 

Изобретение относится к диффузионной сварке через промежуточные прослойки и может быть использовано в различных областях машиностроения.

Известен способ диффузионной сварки, при котором между соединяемыми поверхностями деталей помещают в качестве про- межутомного материала (металла) металлический порошок, обладающий сродством к материалу деталей Образующийся контактный участок нагревают без расплавления, сжимают и подвергают последующей термической обработке

Недостатками этого способа являются низкое качество соединения и высокая температура сварки.

Наиболее близким к предлагаемому является способ сварки давлением с подогревом, при котором используют прослойку из мелкодисперсного порошка, близкого по свойствам и химическому составу материалу свариваемых деталей с дисперсностью менее 1 мкм, который предварительно спекают на свариваемых поверхностях.

Недостатками известного способа являются большая трудоемкость нанесения промежуточного слоя, невозможность

равномерного по толщине его распределения и низкое качество сварки

Цель изобретения - повышение прочности и пластичности зоны соединения, а также снижение температуры сварки

Поставленная цель достигается тем, что промежуточная прослойка выполнена в виде ленты из металлического стекла (например толщиной 5-30 мкм), а температуру сварки устанавливают на (100-150)°С выше температуры фазового перехода материала прослойки из стеклообразного в кристаллическое состояние.

Указанная совокупность признаков проявляет в данном способе новые свойства, заключающиеся в том, что за счет более высокой пластичности материала прослойки деформации при сварке локализуется в зоне соединения что позволяет сохранить первоначальные геометрические размеры деталей. При достижении температуры фазового перехода из стеклообразного в кри- сталлическое состояние в материале прослойки активизируются диффузионные процессы, связанные с образованием и ростом зерен. Образующиеся при этом границы зерен являются источниками

СО

С

vj ел о

00

о

00

дислокаций, чго в совокупности ускоряет диффузионные процессы на границе металл-прослойка, благодаря чему формируется однородная структура в зоне соединения, близкая по составу и свойствам свариваемым материалам, а температура сварки значительно снижается.

Способ осуществляют следующим образом.

Промежуточную прослойку в виде ленты, полученной методом сверхбыстрой закалки из жидкого состояния, закрепляют на соединяемых поверхностях, затем помещают сборочную единицу в вакуумную камеру сварочной установки и производят диффузионную сварку, причем температуру сварки устанавливают на 100-150°С выше температуры начала фазового перехода материала прослойки.

Пример. Сваривали образец-имитатор элемента насоса из высоколегированной литейной стали ВНЛ-1М. В качестве материала прослойки использовали сплав на основе железа с содержанием молибдена 2%: бора 10% в виде ленты толщиной 10 мкм с температурой начала фазового перехода из аморфного в кристаллическое состо- яние 873К. Температуру сварки устанавливали равной 1023Кдля более пол0

5

0

5

0

ного протекания диффузионных процессов при образовании и росте кристаллов. Время сварки устанавливали равным 3,6«103 с, давление сварки 20 МПа. В качестве защитной атмосферы использовали вакуум 6,67 Па. Прочность полученного соединения составила 0,9 прочности стали ВНЛ-Ш при высокой устойчивости к динамическим нагрузкам.

Использование данного изобретения позволяет повысить качество соединения; снизить (в 1,5-1.7 раза) температуру сварки Формула изобретения Способ диффузионной сварки близких по химическому составу материалов, при котором между свариваемыми поверхностями размещают промежуточную прослойку из материала, близкого по свойствам к свариваемым, а затем осуществляют нагрев, приложение сварочного давления и выдержку при температуре сварки, отличающий- с я тем, что, с целью повышения прочности и пластичности соединения, а также снижения температуры сварки, материал прослойки берут в аморфном состоянии в виде ленты, а процесс ведут при температуре сварки на 100-150°С выше температуры перехода материала прослойки в кристаллическое состояние.

Использование различные области машиностроения Сущность изобретения: с целью повышения прочности и пластичности зоны соединения, а также снижения температуры сварки промежуточную прослойку выполняют в виде ленты в аморфном состоянии, а температуру сварки устанавливают на 100-150°С выше температуры перехода материала прослойки из аморфного в кристаллическое состояние Промежуточную прослойку получают методом сверхбыстрой закалки