Diffúziós hegesztés vákuumban
DIFFÚCIÓS HEGESZTÉS VAKUUMBAN
A diffúz hegesztést a fém szilárd állapotában magas hőmérsékleten végzik, a hegesztési helyre nyomó erő alkalmazásával.
A módszert az 50-es években fejlesztette NF Kazakov (Lenin-díj 1984-ben).
Diffúziós kötés - előállítására szolgáló eljárás egy vegyület monolitikus anyagok miatt a kötés képzésében az atomi szinten, a legközelebb álló megközelítés az érintkező felületek így a helyi képlékeny alakváltozás és egyidejű melegítés, biztosítja a kölcsönös diffúziója atomok felületi rétegeibe az anyagok egyike csatlakozott. (NF Kazakov)
Technológiaterjesztés kötőanyag alkalmaztak több mint 850 vállalkozás és a tudományos kutatóintézetek, az ország csatlakoztatása esetén több mint 750 pár, nem csak homogén, hanem különböző anyagok termikus együtthatók, amelyek nagyon különböznek tőlük 630 - nehéz vagy lehetetlen más módon kombinálni. Az ágazat több mint 860 speciális hegesztőberendezést foglalkoztat.
Így megvalósítható:
Bimetall részek hegesztése (öntöttvas + acél + öntöttvas) fékbetétekhez és súrlódó tárcsákhoz.
Fém-kerámia fémekkel történő hegesztése (keményfém lemezek vágószerszámokkal).
Alumínium más fémekkel történő hegesztése: réz, nikkel, öntöttvas stb.
Hőálló acélok, ötvözetek és titán részek hegesztése egymással.
Hegesztett eltérő fémek, mint a titán és a réz, titán, Kovar, titán és a platina, és a Kovar üveg, titán és molibdén vegyületek, amelyek lehetetlen végrehajtani más módszereket a hegesztés és a forrasztás.
A diffúziós hegesztést hatékonyan alkalmazzák a tömegtermelésben és tömeggyártásban számos iparágban: autó, traktor, elektromos, vegyi, tér,
A diffúziós hegesztés (DSW) segítségével a következőket állítják elő:
ezüsttel és rézzel bevonva a vegyipar számára;
különböző cermet csomók;
motor hengerbélések;
rugalmas szenzorelemek stb.
Diffúziós hegesztés esetén nincs sugárzó energia, gázok, finom por, azaz pl. a hegesztési folyamat környezetbarát, nem okoz környezetszennyezést.
lehetővé teszi, hogy a termék feldolgozásához minimális kibocsátási egységeket kapjon, beleértve a komplex konfigurációt is;
lehetővé teszi precíziós kapcsolatok elérését, amelyek pontosan illeszkednek a szerkezet tervezett méreteihez;
olyan struktúrák létrehozását biztosítja, amelyekben a nyersanyag a nyersanyag minden tulajdonságát tartalmazza, beleértve az erőt is.
A diffúziós hegesztés folyamata vákuumban
A fémes hegesztési eljárás szilárd állapotban, emelt hőmérsékleteken alapvetően ugyanúgy folytatódik, mint hideg hegesztésnél.
Az emelkedett hőmérséklet alkalmazása a diffúziós hegesztés során a fém-műanyag deformáció ellenállásának csökkenéséhez vezet.
A felszíni filmek eltávolítása és a hegesztés során keletkezõ anyagok megakadályozása a vákuumvédelem és a hegesztett felületek alapos tisztítása révén valósul meg.
A diffúziós hegesztés vákuumban az anyag felülete nemcsak a további szennyeződésektől védett, hanem az oxidok disszociációját, szublimálását és diffúzióját is tisztítja.
1-mechanizmus a kompresszió; 2 hegesztett alkatrészek; 3 vákuumkamrát;
4-melegítők; 5 áramforrás
1. ábra. Vákuumdiffúziós hegesztési rendszer
A diffúziós hegesztés során két egymást követő fázis megkülönböztethető:
A diffúziós hegesztési folyamat első szakasza a hegesztett fémfelületeken lévő fémkötések kialakulásán alapul, amikor vákuumban fúvatják össze zúzóerő alkalmazásával.
A második szakasz kapcsolódik a hegesztett fémek atomjainak kölcsönös diffúziójához. Ez közbenső rétegek kialakulásához vezet, növelve a hegesztett kötés erejét.
Jelenleg a különböző fémekből, ötvözetekből és nemfémekből készült csomópontok és részek diffúziós hegesztéssel készülnek. A hegesztett anyagok összetétele rendkívül változatos.
A hegesztés 10-3 ¸ 10 -5 Hgmm vákuumban történik. Miután a kamrából kilép a levegőből, a terméket a hegesztési hőmérsékletre hevítik.
A részek fűtése különböző módszerekkel végezhető el. A leggyakrabban használt:
A sugárzás fűtését a vákuumkamra testén belül elhelyezett fűtőelem sugárzásával végzik. A sugárzási fűtés egyik jellemzője, amelyben külső hőforrásokkal fűtöttek az alkatrészek, lehetővé teszi bármely anyagból készült alkatrészeket, mint vezető áramot (fémek és ötvözetek), valamint félvezetőket és dielektrikákat.
2. ábra. A rész sugárzó fűtési diagramja
Elektrokontakt fűtés. A kontakt fűtésnél az alkatrészek fűtése az önmagukon áthaladó elektromos áram termikus hatása miatt következik be. Ebben az esetben a minta közvetlenül kapcsolódik közvetlen vagy váltakozó áramforráshoz. Az alkatrész hőmérsékletének határértékét csak az olvadási lehetőség korlátozza.
Indukciós fűtés. Indukciós fűtés esetén a fűtött mintát egy gyorsan változó elektromágneses mezőbe helyezzük, amely a vezető közelében van kialakítva. A fûtés az egyes részeken okozott örvényáramok keringése során keletkezõ hõnek köszönhetõ. Az indukciós fűtést leggyakrabban ipari létesítményekben használják.
A DSW folyamat fő paraméterei
Ezek értékei függenek az anyag fizikai-kémiai és mechanikai tulajdonságaitól, az összekapcsolt felületek állapotától, a hegesztett kötés szerkezetétől.
A hegesztési hőmérsékletnek biztosítania kell a nagyfokú műanyag deformáció és a diffúziós folyamatok kialakulását. A hegesztési hőmérsékletet a következő összefüggés határozza meg: Tcb = 0,7 Tm (a magas hőmérsékletű ötvözetek és a tűzálló fémek acéljai némileg magasabbak lehetnek).
A vákuum optimális értékét a hegesztendő anyagok tulajdonságainak és a vizsgálatok eredményeinek figyelembevételével kell kiválasztani. Ha nem elég vákuum, a hegesztett anyagok oxidációja növekszik. A magas vákuum jelentősen csökkenti a folyamat termelékenységét, ami felértékelődéshez vezet.
Az ízület szilárdsága (45-ös acél) jelentősen 10-1 mm-es vákuumig növekszik, az erő növelésével pedig 10-2 mm.rt.t. A kibocsátás további növekedése nem nagy hatást gyakorol az erõsségre.
3. ábra. A kapcsolat erősségének diagramja
a vákuum mértékétől a vákuumkamrában
Megállapítottuk, hogy a vákuumkamrában a vákuumkaméret 10-2, 10-5 mm.t.t., lehetséges, hogy biztosítsuk az összekapcsolandó felületek tisztaságát és egyenletes csatlakozást.
A jó kötés kialakításához biztosítani kell a hegesztett termék egyenletes melegítését az egész szakaszban.
A kompressziós erő a hőmérsékletkiegyenlítés után kerül alkalmazásra, és a folyamat során állandó marad.
A nyomásnak való kitettség időtartama függ a hegesztendő anyag tulajdonságaitól, a nyomás és a fűtés, és akár tíz perc is lehet.
A nyomás függ a fém tulajdonságaitól, a hegesztési hőmérséklettől és a különböző anyagoktól függően 0,3-10 kgf / mm2 (3 ¸ 100 MPa) tartományban változik.
A hőmérséklet hatása az 50 acél hegesztett kötésének szilárdságára, különböző nyomáson, a következőképpen ábrázolható:
4. ábra. A kapcsolat erősségének diagramja
hegesztési hőmérséklet
A hőmérséklet növelése a hegesztés állandó időtartamával és más egyenlő feltételekkel növeli a kötés erejét.
A hegesztési időtartam növekedésével a hegesztett kötés erőssége bizonyos optimális értékre nő, és a további növekedés gyakorlatilag nem befolyásolja a hegesztett kötés szilárdságát (5.
A hegesztett alkatrészek felületének előkészítésének és feldolgozásának módja nagymértékben befolyásolja a kötés szilárdságát a diffúziós hegesztés során. Minél magasabb a felület tisztasága, annál erősebb a kötés.
5. ábra. A kapcsolat erősségének diagramja
hegesztési idő
Hegesztőgépek diffúziós hegesztéshez
A DSV hegesztőművei a következő összetevőkből állnak:
A nyomás mechanizmusa (hajtás a hidraulikából).
Távirányító és vezérlőrendszer.
A hegesztett alkatrészek hevítésének forrása
Jelenleg iparágunk számos berendezést gyárt a diffúziós hegesztéshez.
Kérdések diffúziós hegesztés fém vákuum már foglalkozik Moszkva a Probléma Research Laboratory a diffúziós hegesztés vákuumban (PNILDSV). Kifejlesztett több mint 100 típusú hegesztő rendszerek felhasználásával különböző forrásokból a fűtési és a rakodási rendszerek, beleértve sTLDs-26 sTLDs-40 sTLDs-60, 70-sTLDs et al. MAC-3, MAC-4.
A Pskov Heavy Electric Hegesztési Üzemekben a DSV ipari üzemének termelési volumene - 20 ¸ 25 egység. évente. A növényi létesítmények alapszámát a rajzok (PNLLDSV) önállóan állítják elő.
Sugárzó fűtéssel ellátott készülékeket fejlesztettek ki.
Típus UDS-1. A maximálisan alkalmazott erő 5 tonna, a maximális fűtési hőmérséklet 1500 ° C. A berendezés a vörösfűtőelemek sugárzó energiájának a munkaterület közepén elhelyezkedő hegesztett munkadarabokra történő átvitelének elvén működik. Az UDS-1-ben 120 mm-es átmérőjű, legfeljebb 300 mm-es magasságú részeket lehet hegeszteni.
Vannak még számos SDU-3k, SDVU-4m, SDVU-7, és így tovább.
SDTU-6m (hegesztési diffúziós vákuum egység) a 250-250'280 mm munkatér méreteivel. A berendezés indukciós fűtést alkalmaz. Nemionos, volfrám, molibdén és más tűzálló fémek diffúziós hegesztésére van tervezve.
Elektromos elszívóberendezések hegesztési részeihez és szerelvényeihez az A 306-04 készüléket használják, amely lehetővé teszi a hegesztést vákuumban és HD által fűtött szabályozott légkörben.
Munkaméret: átmérő 350 mm, magasság 440 mm.
Tömörítés max. 10 tonna.
A maximális fűtési hőmérséklet 1300 ° C.
A maradéknyomás 2 × 10 -4 mm.
A fejlett telepítés A 306-06 egy kétállású egység, amely vákuumos fémek és fém-kerámia egységek hegesztésére szolgál. A telepítés két olyan egységből áll, amelyek egymástól függetlenül működnek. A két kamera használata növeli a telepítés termelékenységét, a nagyfrekvenciás generátor kihasználtsági tényezőjét.