CS238416B1 - Materials diffusion welding method - Google Patents
Materials diffusion welding method Download PDFInfo
- Publication number
- CS238416B1 CS238416B1 CS833445A CS344583A CS238416B1 CS 238416 B1 CS238416 B1 CS 238416B1 CS 833445 A CS833445 A CS 833445A CS 344583 A CS344583 A CS 344583A CS 238416 B1 CS238416 B1 CS 238416B1
- Authority
- CS
- Czechoslovakia
- Prior art keywords
- thermal expansion
- welded parts
- welded
- welding
- diffusion
- Prior art date
Links
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims abstract description 21
- 238000003466 welding Methods 0.000 title claims abstract description 20
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 title claims abstract description 16
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 6
- 239000007769 metal material Substances 0.000 claims description 4
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 claims description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 abstract description 6
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 abstract description 3
- 239000010959 steel Substances 0.000 abstract description 3
- 238000004320 controlled atmosphere Methods 0.000 abstract 1
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 description 3
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000001493 electron microscopy Methods 0.000 description 1
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 description 1
- 238000005304 joining Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000004452 microanalysis Methods 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 238000000399 optical microscopy Methods 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000009864 tensile test Methods 0.000 description 1
- 235000021419 vinegar Nutrition 0.000 description 1
- 239000000052 vinegar Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)
Abstract
Vynález spadá do oblasti bezoblúkového a bezplameňového zvárania s využitím rozdielnej teplotnej roztažnosti materiálov. Očelom vynálezu je v důsledku různých teplotných rozťažností ohrevom vytvořit na styčných plochách zváraných dielov přítlačná silu a zároveň ohrevom až na difúznu teplotu zabezpečit difúzny spoj. Zvárané diely sa přitom neprebrievajú, čím nedochádza ich nežiadúcim deformáciám. Vložením tuhého rámu so zváranými dielmi do komory s ohrevom sa zváranie může uskutočňovať vo vákuu, alebo v kontrolovanej atmosféře. Uvedeného účelu sa dosiahne vložením zváraných dielov do tuhého rámu, ktorého teplotná roztažnosť je menšia ako teplotná rozťažnosť zváraných dielov.The invention is within the sphere of the non-circular and flameless welding using different thermal expansion of materials. Steels the invention is due to different temperature to create heating on the liaison pressure of the welded parts strength as well as heating up to diffusion temperature to provide a diffusion joint. Welded parts they do not overcome what does not happen undue distortions. Inserting stiff frame with welded parts into the chamber with heating, welding can take place under vacuum or in a controlled atmosphere. This purpose is achieved by inserting welded parts into a rigid frame whose temperature extensibility is less than thermal expansion welded parts.
Description
Vynález sa týká difúzneho zvárania materiálov s využitím ich teplotnej roztažností a dalších tepelne aktivovaných javov pre vznik prítlačnej sily.The invention relates to the diffusion welding of materials using their thermal expansion and other thermally activated phenomena to produce a pressing force.
Základnými parametrami difúzneho zvárania sú zváracia teplota, čas zvárania a přítlačná sila.The basic parameters of diffusion welding are welding temperature, welding time and pressing force.
Zo súčasného stavu techniky je známe, že vznik prítlačnej sily a jej vefkosť zabezpečovalo vhodné vonkajšie zariadenie tak, aby směr prítlačnej sily a akčné časti zohtadňovali tvar a celkové geometrické usporiadanie spoja. Nesporné výhody autonómnosti takéhoto zváracieho zariadenia, vzhTadom na riadený proces možu byť v niektorých prípadoch potlačené požiadavkou na malú váhu a kompaktnost experimentálneho usporiadania, hlavně pri zváraní vo vakuu a ochranných atmosférách. Difúzně spájanie dielcov menších rozmerov s použitím vonkajšej sily, t. j. tlaku vyvolaného samostatným zariadením je problematické najma vo vákuu. Přítomnost tohoto zariadenia v evakuovanom priestore zvyšuje čas čerpania plynov z pracovného priestoru v důsledku potřeby odplynenia celého povrchu ponořeného do vákua. Okrem uvedeného sa zvyšuje pracnost a investičné náklady pre případ použitia takýchto zariadení.It is known from the prior art that the formation of the thrust force and its size was provided by a suitable external device such that the direction of the thrust force and the action portions take into account the shape and overall geometrical arrangement of the joint. The indisputable advantages of the autonomy of such a welding device with respect to the controlled process can in some cases be overridden by the requirement for low weight and compactness of the experimental set-up, especially in vacuum welding and protective atmospheres. Diffuse joining of smaller size parts using external force, i. j. the pressure exerted by a separate device is particularly problematic in a vacuum. The presence of this device in the evacuated space increases the pumping time of the gases from the working space due to the need to degass the entire surface immersed in the vacuum. In addition, labor and investment costs for the use of such devices are increased.
Uvedené nedostatky odstraňuje sposob difúzneho zvárania podl'a vynálezu, ktorého podstatou je, že zvárané diely z ocelí s rovnakou alebo rozdielnou teplotnou rozťažnostou, přiložené k sebe zváranými plochami alebo s vloženou medzivrstvou materiálu rozdlelneho od materiálu spájaných dlelov sa uložia do tuhého přípravku, zhotoveného z materiálu s nižšou teplotnou rozťažnosťou, než je teplotná rozťažnosť základného materiálu zváraných dielov alebo nižšia, než je teplotná rozťažnosť zváraného dielu s nižšou teplotnou rozťažnosťou, kde takto zmontovaný celok je podrobený ohřevu vo vákuu alebo v ochrannej atmosféře na difúznu teplotu materiálu zváraného dielu s najvyššou teplotnou rozťažnosťou, resp. na teplotu iniciácie difúzneho procesu.The above-mentioned drawbacks are eliminated by the diffusion welding process according to the invention, which is based on the fact that welded parts of steel with the same or different thermal expansion, applied to each other by welded surfaces or with an intermediate layer of material different from the material a material with a lower thermal expansion than the thermal expansion of the base material of the welded parts or lower than the thermal expansion of the welded part with a lower thermal expansion, where the assembled unit is subjected to heating under vacuum or protective atmosphere to the diffusion temperature of the welded part extensibility, respectively. to the initiation temperature of the diffusion process.
Jeden z materiálov zváraných dielov může byť nekovový materiál, avšak s rozdielnou teplotnou rozťažnosťou, než je teplotná rozťažnosť zváraného protidielu z kovového materiálu.One of the materials of the welded parts may be a non-metallic material, but with a different thermal expansion than the thermal expansion of the welded metal material counterpart.
V důsledku různých teplotných rozťažností pri ohřeve zváraných dielov a tuhého rámu, vzniká v styčných plochách zváraných dielov přítlačná sila. Jej posobením a působením teploty sa rozvinie difúzny proces, pri ktorom dojde ku spojeniu zváraných dielov.Due to the different thermal expansions when heating the welded parts and the rigid frame, a contact force is generated in the contact surfaces of the welded parts. By impregnating and applying the temperature, a diffusion process is developed in which the welded parts are joined together.
Pri difúznom zváraní s medzivrstvou sa teplotná rozťažnosť materiálu medzivrstvy vzhťadom na rozměry a uloženie medzivrstvy neprejaví. Taktiež sa pri zváraní nemusí vo všetkých prípadoch použiť kovový prípravok s malou teplotnou rozťažnosťou. V závislosti od usporiadania a geometrie spoja može túto funkciu plnit niektorý zo spájaných materiálov. Taktiež je možné použiť fixovanie zváraných dielcov nekovovým materiálom o požadovaných fyzikálno-chemických a mechanických vlastností.In diffusion welding with an interlayer, the thermal expansion of the interlayer material is not reflected due to the dimensions and placement of the interlayer. Also, in all cases, a metal composition with low thermal expansion is not required for welding. Depending on the arrangement and geometry of the joint, one of the materials to be joined may perform this function. It is also possible to use the fixation of the welded parts by a non-metallic material with the desired physico-chemical and mechanical properties.
Výhodou sposobu difúzneho zvárania oproti známému stavu techniky je, že zvárané materiály sa zbytočne neprehrievajú, čím nedochádza k ich deformácii. Vložením tuhého rámu so zváranými dielmi do komory s ohrevom možno jednoducho zabezpečit zváranie vo vákuu.The advantage of the diffusion welding method over the prior art is that the welded materials do not overheat unnecessarily, thereby avoiding their deformation. By placing a rigid frame with welded parts in the heating chamber, vacuum welding can be easily ensured.
Podta predmetu vynálezu boli zhotovené zvarky, kde základným materiálom přípravku, resp. rámu bola ocel' podta ČSN číslo 417153, s nižšou teplotnou rozťažnosťou a zvárané diely boli z materiálu podta ČSN 412 013, taktiež ocet s vyššou teplotnou rozťažnosťou. Ako medzivrstva bola použitá Ni folia (99,9 %}. Teplota zvárania 800 až 1000 stupňov Celsia a čas zvárania 15 až 25 minút. Prierez zváraných plůch 12 mm2. Charakteristika zvarového spoja: Rm = 300 MPa, A = 35 %, Z = 30 %.In accordance with the present invention, weldments have been made, wherein the base material of the preparation, respectively, of the composition, is formed. The frame was steel according to ČSN 417153, with lower thermal expansion and welded parts were made of material according to ČSN 412 013, also vinegar with higher thermal expansion. Ni foil (99.9%) was used as an intermediate layer, welding temperature 800 to 1000 degrees Celsius and welding time 15 to 25 minutes, welded cross-section 12 mm 2. Characteristics of the weld joint: R m = 300 MPa, A = 35%, Z = 30%.
Charakter lomu po skúške v ťahu bol zmiešaný. Lomové plochy sa vyhodnotili optickou a elektronovou mikroskopiou. Difúzny proces sa hodnotil z priebehu koncentrácie Ni a Fe rtg. mikroanalýzou. Vypočítaný koeficient difúzie na základe merania mal hodnotu DNi(Fe) = 16,37.10~15m2. s-1 a DfeiNí) =' 12,241.10_15m2 . s1.The fracture pattern after the tensile test was mixed. Fracture surfaces were evaluated by optical and electron microscopy. The diffusion process was evaluated from the concentration of Ni and Fe X-ray. microanalysis. The calculated diffusion coefficient based on the measurement had a value of D Ni (Fe) = 16.37.10 ~ 15 m 2 . s -1 and Delphi) = 12,241.10 _15 m 2 . s 1 .
Získané hodnoty odpovedajú tabulárnym hodnotám týchto koeficientov.The values obtained correspond to the tabular values of these coefficients.
Pre prax je dostatok dalších vyskúšaných materiálov, kombináciou ktorých je možnosť využívania predmetu vynálezu.There are many other tried and tested materials in practice that combine the possibility of using the subject invention.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CS833445A CS238416B1 (en) | 1983-05-17 | 1983-05-17 | Materials diffusion welding method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CS833445A CS238416B1 (en) | 1983-05-17 | 1983-05-17 | Materials diffusion welding method |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CS344583A1 CS344583A1 (en) | 1985-04-16 |
| CS238416B1 true CS238416B1 (en) | 1985-11-13 |
Family
ID=5374532
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CS833445A CS238416B1 (en) | 1983-05-17 | 1983-05-17 | Materials diffusion welding method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CS (1) | CS238416B1 (en) |
-
1983
- 1983-05-17 CS CS833445A patent/CS238416B1/en unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CS344583A1 (en) | 1985-04-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Masse et al. | Laser generation of stress waves in metal | |
| JPS55147495A (en) | Butt welding method | |
| US2837818A (en) | Method of solid state welding | |
| Huang et al. | Effects of post-weld heat treatments on the residual stress and mechanical properties of electron beam welded SAE 4130 steel plates | |
| CS238416B1 (en) | Materials diffusion welding method | |
| US3963164A (en) | Method for bonding bodies made of metallic materials | |
| JPS60166190A (en) | Prevention method of deformation due to thermal strain | |
| Marya et al. | The laser forming of titanium alloys | |
| JPH02224889A (en) | Method for welding stainless steel and different metal | |
| JPS5639189A (en) | Welding method for thick plate by laser beam | |
| Kavishe et al. | Influence of joint gap width on strength and fracture toughness of copper brazed steels | |
| Akihiko et al. | Fatigue strength of non-load-carrying cruciform welded joints by a test maintaining maximum stress at yield strength | |
| Suh et al. | Fatigue Behavior of Spot Weld Between High Strength Steel and Monogalvanized Steel.(Retroactive Coverage) | |
| Matsoukas et al. | Fatigue of spot-welded lap joints | |
| JPH01107983A (en) | Pressure welding method by local heating | |
| JPS60159640A (en) | Heated test piece | |
| SU1611649A1 (en) | Method of diffusion welding | |
| SU1133054A1 (en) | Method of soldering metal structures | |
| SU1463415A1 (en) | Method of diffusion welding | |
| ONISHI et al. | Strain distribution and fatigue cracks of friction welded joints subjected to repeated torsion | |
| Kozlov | Features of the Deformation of Sheet Welded Bars | |
| Cadden | PREDICTION OF THE IN-PLANE CONTRACTIONS IN THIN BUTT WELDED PLATES. | |
| Pin'kovskii | Special features of resistance welding VT1-0 titanium to low carbon steel | |
| Kihara et al. | High Power Electron Beam Welding. Mechanical Properties and Some Characteristics of Heavy Section Steel Welds for Pressure Vessels. II | |
| JPH02241677A (en) | Method for joining bar materials |