Технология сварки с использованием никелевой прослойки




Процесс диффузионной сварки с использованием никелевой прослойки

Введение

В настоящее время в сфере машиностроения широко используется диффузионный способ сварки. Основная проблема использования вида сварки, в том, что в процессе используется очень высокая температура нагрева, вследствие чего идут большие затраты энергии и оказывается высокое деформационное воздействие на металл шва. Чтобы устранить эти проблемы, между поверхностями свариваемых металлов используем прослойку из никеля.

 

Общие сведения

Диффузионная сварка производится воздействием давления и нагревом свариваемых деталей в защитной среде.

Свариваемые детали тщательно зачищают, сжимают, нагревают в вакууме специальным источником тепла до температуры рекристаллизации (0,4 Тпл), и длительно выдерживают. В начальной стадии процесса создаются условия для образования металлических связей между соединяемыми поверхностями.

Низкое давление способствует удалению поверхностных пленок, а высокая температура и давление приводят к уменьшению неровностей поверхностей и сближению их до нужного расстояния. Затем протекают процессы диффузии в металле, образуются промежуточные слои, увеличивающие прочность соединения. Соединения получают при небольшой пластической деформации.

Перед сваркой поверхность детали обрабатывают по 6 классу шероховатости и промывают для обезжиривания ацетоном.

Процесс сварки осуществляется с использованием разных источников нагрева. В основном применяют индукционный, радиационный, электронно-лучевой нагрев, нагрев проходящим током, тлеющим разрядом или в расплаве солей.

 

К преимуществам диффузионной сварки можно отнести:

- минимальная энергозатрата по сравнению с остальными инверторами;

- для соединения диффузией не применяются электродная проволока и припои;

- высокие показатели соединения;

- возможность соединить любые геометрические элементы;

- безопасный рабочий процесс.

 

Оборудование для диффузионной сварки

Установки для диффузионной сварки в общем случае имеют рабочую вакуумную камеру, механизм для создания сварочного давления, источник нагрева, вакуумную систему, аппаратуру управления и контроля (как показано на рисунке 1). Конкретные установки для диффузионной сварки могут иметь большое разнообразие конструктивного оформления отдельных функциональных узлов и систем.. Рабочую вакуумную камеру, в которой размещены сва­риваемая заготовка, нагреватель, механизм давления, выполняют обычно ци­линдрической или прямоугольной формы из коррозионно-стойкой стали. Стенки Водоохлаждаемые. Для увеличения производительности предусматривают несколько камер с целью получения непрерывности процессов загрузки и выгрузки Заготовок и изделий (камеры шлюзования), совмещения по времени отдельных операций цикла сварки (многокамерные установки карусельного типа)

 


1 — вакуумная камера; 2 — система охлаждения камеры; 3 — вакуумная система; 4 — высокочастотный генератор; 5 — гидросистема пресса.

Рисунок 1 - Принципиальная схема установки для диффузионной сварки

 

Технология сварки с использованием никелевой прослойки

 

В настоящее время процесс получения шва диффузионной сваркой иногда протекает довольно тяжело для облегчения соединения деталей можно использовать еще промежуточную прослойку, в качестве которой выступает суспензия порошка никеля и связующего вещества - раствора поливинилбутираля.

 

Поливинилбутираль - это смола, которая в основном используется для применений, требующих сильного связывания, оптической прозрачности, адгезии со многими поверхностями, вязкости и гибкости. Его получают из поливинилового спирта реакцией с бутиральдегидом.

На одну из свариваемых сторон поверхностей детали наносят промежуточный слой в виде покрытия металла с аствором никеля и полибутираля, с родственного по крайней мере с одним из элементов материала подложки. Слой наносят толщиной, соответствующей количеству металла, способного в процессе сварки полностью продиффундировать в материал подложки с образованием монолита.

Затем конструкцию собирают, нагревают и осуществляют диффузионную сварку при температуре 0,9-0,95 температуры плавления наименее тугоплавкого из диффундирующих металлов. В процессе сварки на конструкцию оказывают давление, способствующее протеканию диффузионных процессов в сварном соединении. Детали могут быть выполнены из хромоникелевой нержавеющей стали. Одна из свариваемых поверхностей может быть выполнена с проточками.

Выполненный промежуточный слой можно наносить на свариваемую поверхность через слой никеля одинаковой с ним толщины. Слои никеля можно наносить толщиной 1-2 мкм каждый. Способ позволяет исключить деформацию свариваемых поверхностей и усадку сварного соединения.

Способ не требует применения специального оборудования и экономически выгоден для производства изделий, получаемых диффузионной сваркой, в частности, для изготовления твердосплавного режущего инструмента

 

Преимущества данного метода сварки

- повышение качества стыка;

- препятствие на пути образования пористости в волокнах металла;

- захват большей площади заготовок;

- контактирование с поверхностью сварного элемента;

- стабилизация температурного режима без разрушения внутреннего слоя.

 

Заключение

 

Применение промежуточной прослойки позволило снизить химическую неоднородность и термодинамическую нестабильность, значительно уменьшить или исключить деформационное воздействие температуры на свариваемые материалы и детали, а также исключить образование химических соединений металлов в переходной зоне соединения. Кроме того, новый способ позволяет снизить температуру процесса диффузионной сварки.

 

Список использованной литературы

Казаков Н. Ф. Диффузионная сварка материалов. М.: Изд. Металлургия, 2016.

 

Николаев Г. А. Сварка в машиностроении: Справочник в 4-х т. — М.: Машиностроение, 2013 (1-4 т).

 

 



Поделиться:




Поиск по сайту

©2015-2024 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2019-03-16 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных


Поиск по сайту: