SU1463415A1 - Способ диффузионной сварки - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к сварке давлением с подогревом, в частности К диффузионной сварке, и может быть использовано в различных отрасл х приборе- и машиностроени . Цель изобретени  - повышение прочности и снижение склонности к трещинообразова- нию соединени  при сварке алюмооксид- ных материалов между собой или с металлами . На свариваемой поверхности детали из алюмооксидной керамики выполн ют глухие цилиндрические отверсти  диаметром d(0,5-1,0)h и с коэффициентом перфорации ,4-0,5, где h - глубина отверстий; s - рас- л сто ние между центрами отверстий. Затем между свариваемыми поверхност ми размещают промежуточную прокладку и осуществл ют их диффузионное соединение . В результате пластической деформации материал промежуточной прокладки заполн ет глухие отверсти . СЛ

Description

1

Изобретение относитс  к сварке давлением с подогревом, в частности к диффузионной сварке, и может быть использовано в различных отрасл х при- брро- и машиностроени .

Целью изобретени   вл етс  повышение прочности и снижение склонности к трещинообразованию сварного соединени  путем снижени  напр жений в зоне контакта.

На свариваемой поверхности детали из алюмооксидной керамики при сварке с металлической деталью выполн ют глухие цилиндрические отверсти  диаметром d (0,5-1 ,0)h и коэффициентом перфорации ,4-0,5, где h - глубина отверстий; s - рассто ние между центрами отверстий. Затем свари- ваемые поверхности соедин емых деталей и промежуточную прокладку ,рирают. Промежуточную прокладку из материала, более пластичного, чем материал свариваемых деталей, размещают между соедин еьеыми детал ми и помещают в камеру установки дл  диффузионной сварки. Камеру вакууми- руют, свариваемые детали нагревают и по достижении те«А1ературы сварки сдавливают. Вьздерживают под давлением необходимое врем . Затем изделие охлаждают и извлекают кз камеры.

В результате пластической деформации промежуточной прокладки происходит заполнение глухих отверстий в керамике металлом прокладки. Это приводит к перераспределению действующих в зоне соединени  остаточных напр - ,жений, к по влению сжимающего напр 314

жени  в направлении приложени  сварочного давлени , вследствие чего около глухих отверстий, заполненных металлом, возникают зоны объемного сжати , а поскольку коэффициент перфорации выбран таким, что эти зоны перекрывают одна другую, материал керамики, прилегающий к плоскости соединени , оказываетс  объемно-сжа тым на толщину, равную глубине глухих отверстий.

При воздействии на сварное соединение внешних нагрузок, привод щих к по влению в зоне соединени  раст - гивающих напр жений, вызывающих разрушение , этим напр жени м необходимо преодолеть уровень остаточных сжимающих напр жений, а в дальнейшем достичь уровн  предела прочности кера- МИКИ на разрыв. Таким образом, суммарное разрушающее напр жение увеличиваетс  на величину сжимающих остаточных напр жений.

В случае по влени  краевой Трещи- ны на границе раздела металл - керамика трещина не может распростран тьс  в объемно-сжатом материале и при :своем движении она обходит эту область . Это приводит к увеличению пу- ти трещины, распространению ее по основному материалу и в конечном итоге к увеличению энергии на распространение трещины, т.е. к снижению склонности к трещинообразованию соединени .

При ,5h происходит неполное заполнение глухих отверстий материа- :лом промежуточной прокладки, что приводит к снижению прочности соединени . При ,0h на поверхности контакта возникают локальные напр жени  отрыва, что также приводит к снижению прочности. При ,4 по вл ютс  трещины в перемычках между отверс ти ми. При ,5 снижаетс  веро т- ность получени  объемно-напр женного состо ни  в зоне .соединени , что по- вьщ1ает склонность к трещинообразованию .

П р и м е р. Сваривают керамику 22ХС через медную прокладку. Призматический образец размером 10x10x40 мм вырезают из пластин, свариваемые торцы щлифуют. Производ т перфорацию свариваемых поверхностей с расположе-

15

иием каналов по квадратной сетке. Параметры перфорации: ,5 мм; мм; ,5 мм; ,0 мм. Перфорацию провод т с помощью высокоинтенсивного источника энергии - лазера (установка Квант-15). Образование отверстий с заданными значени ми d и h происходит за один импульс при энергии излучени  7 Дж. Оптическа  система установки позвол ет с необходимой точностью выдерживать пара- . раметр S. Между свариваемыми поверхност ми размещают промежуточную прокладку из меди марки МБ-0 толщиной 0,76 мм. Сборку устанавливают Б молибденовый кондуктор-нагреватель.

Устанавливают кондуктор-нагреватель с детал ми на стол рабочей камеры установки дл  диффузионной сварки Камеру закрывают, вакуумируют до давлени  4-10 - мм рт.ст. Детали нагревают до 1303 К со скоростью 10 град/ /мин, сдавливают усилием, обеспечивающим удельное сварочное давление 15 I-ffla и осуществл ют вьщержку в тег чение 30 мин. Охлаждают детали после сварки со скоростью 15 град/мин до 300 К, а.затем извлекают из камеры. Проведенные испытани  показьшают повьшение прочности и снижение склонности к трещинообразованию.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Способ диффузионной сварки, при котором на свариваемой поверхности по меньшей мере одной из свариваемьт;. деталей выполн ют глухие отверсти , детали нагревают и сдавливают, о т- ли чающийс  тем, что, с целью повышени  прочности и снижени  склонности к трещннообразованию cfbap- ного соединени  при сварке алюмоок- сидных материалов между собой или с металлами через промежуточную прокладку из материала более пластичного,° чем материал свариваемых деталей, путем снижени  напр жений в зоне контакта , глухие отверсти  выполн ют цилиндрическими, на свариваемой поверхности детали из алюмооксидной керамики и диаметром d(0,5-1,0)h с коэффициентом перфорации 0,4-0,5, где h - глубина отверстий; S - рассто ние между центрами отверстий .