RU2579413C1 - Способ диффузионной сварки - Google Patents
Способ диффузионной сварки Download PDFInfo
- Publication number
- RU2579413C1 RU2579413C1 RU2014153388/02A RU2014153388A RU2579413C1 RU 2579413 C1 RU2579413 C1 RU 2579413C1 RU 2014153388/02 A RU2014153388/02 A RU 2014153388/02A RU 2014153388 A RU2014153388 A RU 2014153388A RU 2579413 C1 RU2579413 C1 RU 2579413C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- welding
- palladium
- intermediate layer
- vacuum
- stainless steel
- Prior art date
Links
Landscapes
- Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)
- Arc Welding In General (AREA)
Abstract
Изобретение относится к способу диффузионной сварки. Очищают детали из нержавеющей стали и мембраны из фольги палладия или палладиевого сплава электрополировкой. Собирают в пакет. В качестве промежуточного слоя применяют фольгу из никеля. Размещают в вакуумной камере. Нагревают. Прикладывают сварочное давление и изотермически выдерживают. Сварку ведут в вакууме не хуже 5·10-5 мм рт.ст. при температуре процесса Т=930-980˚C с выдержкой в течение 30-45 мин, при этом прикладывают сварочное давление, которое обеспечивает пластическую деформацию промежуточного слоя на 50% от его исходной толщины. Изобретение позволяет изготавливать герметичную по гелию стенку мембранного элемента, который используется для получения сверхчистого водорода (99,9999 об.%). Потребность в таком водороде для водородной энергетики и высоких технологий неуклонно растет.
Description
Изобретение относится к способам получения неразъемных вакуумно-плотных соединений, в частности к диффузионной сварке изделий, состоящих из деталей из нержавеющей стали и мембран из фольги палладия или палладиевого сплава.
Известен способ соединения нержавеющей стали с палладием или палладиевым сплавом сваркой плавлением (А.с. СССР №703262 от 1974 г.). Он обеспечивает получение равнопрочного качественного соединения за счет применения промежуточного слоя из хромоникелевого сплава, но не обеспечивает вакуумно-плотного соединения указанных материалов, так как при плавлении соединяемых материалов происходит частичное выгорание химических компонентов сплавов.
Известен способ соединения нержавеющей стали с палладием или палладиевым сплавом шовной роликовой сваркой с перекрытием сварочных точек от 30 до 80% (Справочник сварщика в 4-х т. М.: Машиностроение, 1978 г).
Недостатком данного способа является также невозможность обеспечения вакуумно-плотного соединения, так как в процессе кристаллизации сварочной ванны, образующейся при прохождения импульса сварочного тока, и при повторной кристаллизации сварочной ванны, происходящей при прохождении второго - перекрывающего - импульса, происходит ее растрескивание из-за образования хрупких интерметаллидов.
Задача, на решение которой направлено настоящее изобретение, заключается в разработке способа соединения изделий, состоящих из деталей из нержавеющей стали и мембран из фольги палладия или палладиевого сплава.
Техническим результатом изобретения является обеспечение равнопрочного и вакуумно-плотного (герметичного) соединения деталей из нержавеющей стали и мембран из фольги палладия или палладиевого сплава в сочетании с обеспечением вакуума не хуже 5·10-5 мм рт.ст.
Технический результат достигается тем, что в способе диффузионной сварки деталей из нержавеющей стали с мембраной из фольг палладия или палладиевого сплава, включающем очистку соединяемых поверхностей, сборку пакета, содержащего детали из нержавеющей стали, промежуточный слой и мембрану из фольги палладия или палладиевого сплава, согласно изобретению детали из нержавеющей стали и мембраны из фольги палладия или палладиевого сплава перед сборкой очищают электрополировкой, в качестве промежуточного слоя применяют фольгу из никеля, сварку ведут в вакууме не хуже 5·10-5 мм рт.ст., температура процесса T=930-980°C, время выдержки 30-45 мин, при этом прикладывают сварочное давление, которое обеспечивает пластическую деформацию промежуточного слоя на ~50% от его исходной толщины.
Сущность изобретения заключается в том, что данный способ, реализуемый в твердой фазе (без расплавления соединяемых материалов), позволяет получить равнопрочное и вакуумно-плотное соединение нержавеющей стали с палладием или палладиевым сплавом с прочностью на уровне прочности палладия/палладиевого сплава.
Электрополировка обеспечивает требуемую чистоту свариваемых поверхностей, а параметры диффузионной сварки (вакуум, температура, сварочное давление и время выдержки) обеспечивают сближение свариваемых поверхностей всех деталей изделия на уровне атомарного взаимодействия. Отсутствие в сварном шве хрупких интерметаллидов достигается за счет использования в качестве промежуточного слоя фольги из никеля. Отличительные признаки в совокупности дали возможность получить технический результат изобретения, т.е. обеспечить равнопрочное, вакуумно-плотное соединение нержавеющей стали с палладием или палладиевым сплавом.
Примеры выполнения способа.
Пример 1
Производили диффузионную сварку деталей из нержавеющей стали 12X18H10T и мембран из фольги палладиевого сплава состава Pd - 10 мас.%, Ag - 5,5 мас.%, Ni без предварительной электрополировки деталей, с протиркой свариваемых поверхностей салфеткой, смоченной в спиртобензиновой смеси. Между свариваемыми деталями не прокладывали промежуточных слоев. Параметры режима сварки: T=930°C, P=1 кгс/мм2, время выдержки 30 мин. После сварки отсутствовала пластическая деформация деталей. Прочность соединения не превышала 10-12 кгс/мм2. Сварной шов не обеспечил вакуумную плотность изделия, в зоне соединения наблюдали ряд разрушений.
Пример 2
Производили диффузионную сварку деталей из нержавеющей стали и мембран из фольги палладиевого сплава состава Pd - 10 мас.%, Ag - 5,5 мас.%, Ni, включив перед сваркой процесс обезжиривания и активации свариваемых поверхностей электрополировкой. Между свариваемыми деталями не прокладывали промежуточных слоев. Параметры режима диффузионной сварки: T=930°C, P=1 кгс/мм2, время выдержки 30 мин. После сварки отсутствовала пластическая деформация деталей. Результат улучшился, появилась вакуумная плотность соединения, но прочность соединения низкая, не превышает 8-10 кгс/мм2, что, вероятно, связано с образованием хрупких интерметаллидов. Для увеличения прочности необходимо применение промежуточных слоев.
Пример 3
Производили диффузионную сварку деталей из нержавеющей стали 12X18H10T и мембран из фольги палладиевого сплава состава Pd - 6 мас.%, In - 0,5 мас.%, Ru с предварительной электрополировкой свариваемых поверхностей. Между деталями помещали фольгу никеля толщиной 30 мкм. Параметры режима сварки: T=950°C, P=1,5 кгс/мм2, время выдержки 45 мин. В результате применения промежуточного слоя из фольги никеля соединение оказалось вакуумно-плотным, равнопрочным, его прочность составила 18 кгс/мм2. Металлографический анализ показал, что деформация промежуточного слоя из никелевой фольги составила ~50%. Эти параметры обеспечивают технический результат изобретения.
Пример 4
Производили диффузионную сварку деталей из нержавеющей стали и мембран из фольги палладиевого сплава состава Pd - 6 мас.%, In - 0,5 мас.%, Ru с предварительной электрополировкой свариваемых поверхностей. Между свариваемыми деталями прокладывали промежуточные слои из никелевой фольги толщиной 50 мкм. Параметры режима сварки: T=950°C, время выдержки 45 мин, а сварочное давление P изменяли от 0,5 до 2,5 кгс/мм2. При минимальном сварочном давлении (0,5 кгс/мм2) пластическая деформация промежуточного никелевого слоя составила около 15%, сварной шов не был герметичен по всей длине. При увеличении сварочного давления (2,5 кгс/мм2) сварной шов получился герметичным, но наблюдается некоторая пластическая деформация деталей из нержавеющей стали, что не отвечает требованиям изготовления изделия.
Пример 5
Производили диффузионную сварку деталей из нержавеющей стали и мембран из фольги палладиевого сплава состава Pd - 6 мас.%, Ru с предварительной электрополировкой свариваемых поверхностей. Между свариваемыми деталями прокладывали промежуточные слои из никелевой фольги толщиной 30 мкм. Параметры режима сварки: T=980°C, время выдержки 45 мин, P=1,5 кгс/мм2. Получили вакуумно-плотное соединение с прочностью 21 кгс/мм2. Деформация промежуточного слоя составила 50%. Данные параметры также обеспечивают технический результат изобретения.
Claims (1)
- Способ диффузионной сварки, включающий очистку соединяемых поверхностей, сборку пакета, содержащего детали из нержавеющей стали, промежуточный слой и мембраны из фольги палладия или палладиевого сплава, размещение в вакуумной камере, нагрев, приложение сварочного давления и изотермическую выдержку, отличающийся тем, что детали из нержавеющей стали и мембраны из фольги палладия или палладиевого сплава перед сборкой очищают электрополировкой, в качестве промежуточного слоя применяют фольгу из никеля, а сварку ведут в вакууме не хуже 5·10-5 мм рт.ст. при температуре процесса Т=930-980°C с выдержкой в течение 30-45 мин, при этом прикладывают сварочное давление, которое обеспечивает пластическую деформацию промежуточного слоя на 50% от его исходной толщины.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014153388/02A RU2579413C1 (ru) | 2014-12-29 | 2014-12-29 | Способ диффузионной сварки |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014153388/02A RU2579413C1 (ru) | 2014-12-29 | 2014-12-29 | Способ диффузионной сварки |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2579413C1 true RU2579413C1 (ru) | 2016-04-10 |
Family
ID=55793480
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2014153388/02A RU2579413C1 (ru) | 2014-12-29 | 2014-12-29 | Способ диффузионной сварки |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2579413C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2749404C1 (ru) * | 2020-08-06 | 2021-06-09 | Федеральное государственное бюджетное учреждения науки ИНСТИТУТ МЕТАЛЛУРГИИ и МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЯ им. А.А. Байкова Российской академии наук (ИМЕТ РАН) | Способ герметизации мембран из сплавов палладия с РЗМ в конструкции фильтрующих элементов для глубокой очистки водорода методом контактной сварки |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2123417C1 (ru) * | 1997-10-09 | 1998-12-20 | Химический факультет МГУ им.М.В.Ломоносова | Способ диффузионной сварки разнородных материалов |
EP1533066B1 (en) * | 2003-11-18 | 2005-12-28 | ROLLS-ROYCE plc | A method of manufacturing an article by applying heat and pressure, a method of connecting a pipe to a sealed assembly and a connector for use therein |
JP2009266707A (ja) * | 2008-04-28 | 2009-11-12 | Fuji Electric Fa Components & Systems Co Ltd | 電気接触子の製造方法 |
RU2386522C1 (ru) * | 2009-03-02 | 2010-04-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное предприятие "Исток" (ФГУП "НПП "Исток") | Способ диффузионной сварки |
-
2014
- 2014-12-29 RU RU2014153388/02A patent/RU2579413C1/ru active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2123417C1 (ru) * | 1997-10-09 | 1998-12-20 | Химический факультет МГУ им.М.В.Ломоносова | Способ диффузионной сварки разнородных материалов |
EP1533066B1 (en) * | 2003-11-18 | 2005-12-28 | ROLLS-ROYCE plc | A method of manufacturing an article by applying heat and pressure, a method of connecting a pipe to a sealed assembly and a connector for use therein |
JP2009266707A (ja) * | 2008-04-28 | 2009-11-12 | Fuji Electric Fa Components & Systems Co Ltd | 電気接触子の製造方法 |
RU2386522C1 (ru) * | 2009-03-02 | 2010-04-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное предприятие "Исток" (ФГУП "НПП "Исток") | Способ диффузионной сварки |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Под ред. ОЛЬШАНСКОГО Н.А. "Справочник сварщика" т. 1, М.: Машиностроение, 1978,с.401-411. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2749404C1 (ru) * | 2020-08-06 | 2021-06-09 | Федеральное государственное бюджетное учреждения науки ИНСТИТУТ МЕТАЛЛУРГИИ и МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЯ им. А.А. Байкова Российской академии наук (ИМЕТ РАН) | Способ герметизации мембран из сплавов палладия с РЗМ в конструкции фильтрующих элементов для глубокой очистки водорода методом контактной сварки |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4961532B2 (ja) | 異種金属の接合方法及び装置 | |
JP4601052B2 (ja) | 異種金属の接合方法 | |
US20110052935A1 (en) | Joining method and joint structure of dissimilar metal | |
RU2686400C2 (ru) | Соединение листа стали с Zn покрытием, выполненное посредством дуговой сварки | |
JP2013151018A (ja) | 溶接方法 | |
CN110421261B (zh) | 添加复合中间层的钛合金-不锈钢异种金属激光焊接方法 | |
US10022816B2 (en) | Friction welding method | |
RU2579413C1 (ru) | Способ диффузионной сварки | |
JP2009000700A (ja) | 異種金属の接合方法及び接合構造 | |
CN104400204A (zh) | 铝/钛异种合金超声波焊接方法 | |
JP2007301606A (ja) | 抵抗スポット溶接による異種金属の接合方法及び接合構造 | |
JP2006326612A (ja) | 抵抗シーム溶接による異種金属の接合方法 | |
RU2749404C1 (ru) | Способ герметизации мембран из сплавов палладия с РЗМ в конструкции фильтрующих элементов для глубокой очистки водорода методом контактной сварки | |
JP6545143B2 (ja) | 異種金属接合方法と異種金属接合部材 | |
RU2617807C1 (ru) | Способ диффузионной сварки трубчатых переходников титан - нержавеющая сталь | |
JPS59206183A (ja) | チタンまたはチタン合金クラツド鋼の製造方法 | |
RU2754134C1 (ru) | Способ диффузионной сварки изделий из стали и алюминия | |
JP4962907B2 (ja) | 異種金属の接合方法及び接合構造 | |
JP2014166646A (ja) | 金属製ワークの固相接合方法 | |
CN102794564A (zh) | 一种适用于铝合金和钛合金连接的反应搅拌摩擦焊接方法 | |
RU2666818C1 (ru) | Способ изготовления диффузионной сваркой трубчатых переходников титан - нержавеющая сталь | |
US10105777B2 (en) | Joining method and joining system | |
EP3238869B1 (en) | Method for joining metal members | |
RU2720267C1 (ru) | Способ диффузионной сварки | |
JP6677942B2 (ja) | チタン材の接合方法 |