Дуговая сварка в вакууме

Обновлено: 17.06.2024

В процессе сварки в итоге получаются прочные неразъемные соединения, установленные межатомными связями свариваемых металлов. Большое значение придается разным прогрессивным видам сварки. Одной разновидностью такой сварки является вакуумная сварка, обеспечивающая нагрев детали. Это позволяет применять ее для соединения ответственных деталей приборов, измерительных инструментов.

Имеются два вида сварки — это сварка плавлением и давлением. Для этого сварочную камеру освобождают от атмосферы и наполняют необходимым газом, для создания своей атмосферы, в основном это аргон, но еще берут гелий, азот их смеси. Аргон закачивают под высоким давлением 1атм.

Сварка ведется в вакууме высокого давления 10 -3 -10 -4 Па. Но, азот не применяется для сваривания стали, так как нитриды железа и хрома, образующиеся при высокой температуре, делают сварной шов пористым и неравномерным. Выбранные специальные электроды должны обеспечить качество шва, который должен быть пластичным, не склонный к образованию трещин, плотный, шлак легко отделяется от шва.

Вакуумная сварка плавлением осуществляется электронно-лучевым методом, с помощью специальной установки вакуумной рабочей камеры, различные приспособления для перемещения деталей, электронно-оптическая система и откачная. Такая установка выполняет круговую аксиальную сварку и линейную при давлении 5*10 -1 -5*10 -3 Па. Вакуумная сварка таким способом широко применяется в производстве ракетно-космических комплексов, двигательных установок, микроэлектронике.

Россия

Беларусь

Молдова

Также очень эффективно сваривать тугоплавкие сплавы, химически активные металлы, изделия из стали. Вакуумная сварка давлением — это термодиффузионная сварка, выполняемая при разрежении вакуума 10 -3 10 -2 Па. Когда свариваются разнородные металлы, температура нагрева определяется по тугоплавкому металлу или сплаву. Когда соединяются трудно свариваемые материалы, то используется промежуточная прокладка. Такая установка состоит из системы получения вакуума, система, создающая необходимое давление для работы, автоматики и электропривода. Преимущество такой сварки:

нет необходимости применять припои, флюсы, электроды, защитную среду;
деталь не коробится;
в зоне соединения свойства металла не изменяются;
получение конструкций разнообразной формы;
сохранение точности формы изделия;
широкий диапазон толщины деталей, которые нужно сваривать.

Не так давно институтом МВТУ — МЭИ был разработан метод вакуумной сварки плавящимся электродом, интересный тем, что горение дуги происходит в парах металла. Такой способ очень практичный для соединения толстостенных изделий цветных сплавов. Это достаточно производительный метод, качество такого соединения очень высокое, так как разогрев очень концентрированный. Таким образом, благодаря высокой технологии, вакуумная сварка позволяет достигать хороших результатов в прочном и надежном соединении материалов.

Дуговая сварка в вакууме

Сварка в камере с контролируемой атмосферой. Простейший способ применения вакуума состоит в том, что полость сварочной камеры скачивается до давления ~ 5. 10 -3 мм рт. ст., после чего камера заполняется аргоном под давлением 1 атм.

В атмосфере аргона производится ручная дуговая сварка узлов из титана, его сплавов и других активных металлов и сплавов. Геометрия швов при сварке изделий из титана в камере несколько отлична от геометрии швов, полученных обычной аргоно-дуговой сваркой: ширина шва увеличена, глубина проплавления на 10—15% меньше. Недостатки такого метода — большой расход аргона, а также значительные затраты времени на откачку воздуха из камеры.

Диффузионная сварка.Этим способом можно сваривать как однородные, так и разнородные металлы, сплавы и неметаллические материалы, которые трудно или невозможно сваривать другими способами. Большой экономический эффект получают при сварке стали и алюминия, титана и стали, чугуна и стали, металлокерамики и стали.

Этот способ соединения основан на использовании взаимной диффузии атомов или молекул в поверхностных слоях соединяемых веществ в условиях вакуума при нагреве их выше температуры рекристаллизации одного или нескольких компонентов свариваемых тел без расплавления поверхностей металла. При достижении заданной температуры соединяемые элементы по поверхности их соприкосновения подвергаются сжатию без пластической деформации.

Соединение в результате диффузии происходит при максимальном сближении чистых поверхностей деталей без применения припоев, флюсов и электродов. Диффузионную сварку в вакууме можно производить либо непосредственным соединением металла с металлом, либо соединением металла с металлом через промежуточную прокладку из другого материала — так называемый подслой.

Металлы можно соединять с керамическими материалами также с применением промежуточной прокладки. Диффузионная сварка — один из наиболее перспективных методов для получения соединений титана и его сплавов, равнопрочных основному материалу. Преимущества метода: вакуум, создаваемый в камере сварки, не дает возможности титану) активно реагировать с элементами, увеличивающими хрупкость шва; отпадает необходимость защиты аргоном, которая удорожает процесс! сварки; температура сварки 0,7—0,8 от температуры плавления свариваемых металлов, т. е. материалы не доводятся до расплавления при сварке, что; уменьшает возможность растворения кислорода и водорода в титане.

Сравнительно невысокая температура сварки и небольшие удельный давления в значительной степени снижают внутренние остаточные напряжения, что предотвращает образование трещин. Для сварки детали помещают в камеру, в которой создается давление — 5•1O -4 мм. рт. ст., нагревают до определенной температуры и сдавливают. При этом не возникает дополнительных источников газоотделения и испарения металла.

Диффузионное соединение можно успешно применять для герметизации металлокерамических электровакуумных приборов при бесштенгельной откачке до давлений порядка 10 -9 —10~10 мм рт. ст. Применение диффузионного соединения позволяет отпаивать приборы в горячем состоянии при 600—700° С. Это весьма важно, так как в момент отпаивания вакуум не ухудшается, а после охлаждения становится лучше на 1,5—2 порядка.

Электроннолучевая сварка. Электроннолучевая сварка при большой концентрации энергии дает возможность сваривать стали и сплавы толщиной 40—50 мм без разделки кромок и подачи дополнительного металла. При этом расход энергии снижается в 5—10 раз по сравнению с другими методами сварки. При проведении электроннолучевой сварки место сварки подвергают интенсивной бомбардировке быстролетящими электронами в высоком вакууме. Во время электронной бомбардировки большая часть энергии выделяется в виде

тепла, используемого для расплавления металла при сварке. Электронный луч образуется в вакуумной камере с помощью электронной пушки. Сварочная установка (рис. 187) включает электронную пушку с катодом и анодом; вторым анодом служит свариваемое изделие 7, к которому подводится постоянный ток. Катод нагревается с помощью трансформатора 2 до 2500° С. Фокусировка луча производится магнитным полем, создаваемым линзой 8. Линза представляет собой катушку, помещенную в массивный железный каркас. Для перемещения луча по изделию на пути луча установлена отклоняющая магнитная система. На рис. 188 показана электронная пушка. Сварочная установка фирмы Ульвак (Япония) показана на рис. 189.

Установка электродуговой сварки в среде инертных газов

Электродуговая сварка в инертном газе – это вид сварки, при которой части изделий разогреваются до расплавления теплом электрического дугового разряда. Существуют различные способы электродуговой сварки: аргонно-дуговая сварка, диффузионная сварка в вакууме, под флюсом, в защитных газах и др.

Сварка в защитных газах— способ, при котором защита зоны дуги от вредного воздействия воздуха осуществляется газом. В качестве защитных используют инертные газы (аргон и гелий), не взаимодействующие со свариваемым металлом, и активные газы (углекислый газ, азот и др.), взаимодействующие со свариваемым металлом. Сварка в защитных газах производится неплавящимся или плавящимся электродом. Её преимуществами являются: возможность сварки различных материалов толщиной от долей мм до десятков и сотен мм, высокое качество соединений, высокая производительность, лёгкая механизация процесса.

Установка электродуговой сварки инертном газ компании ПРОИНТЕК предназначена для получения вакуум-плотных кольцевых сварных швов металлических деталей и узлов различного назначения. Сварка производится неплавящимся вольфрамовым электродом без присадочного материала в среде аргона (аргонно-дуговая сварка), гелия или смеси этих газов.

Тип установки – однокамерная периодического действия с безмасляными средствами откачки.

Основные технические характеристики

Количество одновременно обрабатываемых изделий – 1 шт;
Обработка изделий производится в зажимном патроне или технологической оснастке, устанавливаемых на вращающейся планшайбе;
Максимальные габаритные размеры обрабатываемых изделий:
- диаметр, мм – 330;
- высота над плоскостью планшайбы, мм – 350;
- высота с учётом глубины отверстия планшайбы, мм – 600.
Диаметры сварных швов на изделиях – от 8 до 200 мм;
Диапазон регулирования скорости вращения планшайбы, об/мин – (0,5÷6);
Точность стабилизации скорости вращения планшайбы не хуже ± 2%;
Точность установки заданного угла поворота планшайбы не хуже ± 1,5 градуса;
Величины биения планшайбы не хуже ± 0,2 мм;
Величина предельного вакуума не хуже - 2,6 Па (2,0·10 -2 мм рт.ст.);
Рабочее давление, кПа (абсолютное) - 105÷115;
Минимальный ток сварки, А – 3;
Максимальный ток сварки, А – 270;
Тип источника сварочного тока – инверторный (трансформаторный) источник питания для аргонодуговой сварки постоянным и переменным током с ВЧ поджигом дуги;
Максимальная потребляемая мощность, кВт – не более 5;
Габаритные размеры установки:
- длина, мм – 1500;
- ширина, мм – 1850;
- высота, мм – 1550.
Масса, кг – не более 800.

Система управления установкой осуществляет контроль и индикацию состояния механизмов установки, в том числе газовой арматуры и источника сварочного тока. Система управления позволяет управлять током сварки и скоростью вращения планшайбы по заданной программе с возможностью подстройки режимов в процессе сварки изделия.

Диффузионная сварка в вакууме

Диффузия - это процесс, во время которого при тесном контакте между поверхностями молекулы и атомы разных элементов начинают смешиваться и проникать друг в друга. В естественных условиях данный процесс протекает достаточно медленно, поэтому он не приемлем для производственных условий.

Но в 1953 году советский физик Николай Федорович Казаков смог добиться повышения скорости взаимного проникновения молекул и атомов друг в друга. Он поместил соединяемые заготовки в вакуум, повысил температурные показатели и оказал на них усиленное давление. Так и появилась диффузионная сварка, которая позволяет соединять детали из разных видов металлов.

Характеристика диффузионной сварки

Во время диффузионной сварки металлов используются специальные сварочные стенды. На их поверхности размещаются элементы, затем стенды с ними помещаются в камеру с вакуумом. На соединяемую зону оказывается давление, если потребуется, она может подвергаться температурному воздействию.

В соответствии с основными особенностями сварочного процесса, он может длиться от нескольких минут до часов. В результате изделие приобретает характеристики, которые невозможно получить при проведении других видов сварок.

Чтобы при проведении диффузной сварки удалось получить прочный и качественный шов стоит обратить внимание на несколько важных условий:

При помощи специальной установки требуется создать вакуум. Чем выше будет разряжение внутри, тем быстрее и эффективнее будет протекать сварочный процесс. Чтобы получить физический вакуум в обычных условиях требуются большие затраты. По этой причине приходиться применять небольшое разряжение, которое редко может превышать 10-5 мм рт.ст.. Но даже этого показателя достаточно для получения отличных результатов.
Во время сварки необходимо нагревать соединяемые детали. Иногда процесс может протекать при комнатной температуре, но тогда на формирование шва может потребоваться много времени. При увеличении температуры повышается текучесть металлов и ускоряется диффузия. Нагревание может выполнять разными способами - индукционным, электроконтактным, радиационным.
После достижения требуемой температуры в область соединения подается необходимое давление. Оно может быть разных типов - длительное или кратковременное, локальное или одновременно распределенное. Это требуется для ускорения взаимного проникновения частиц вещества.
Для повышения прочности сварного соединения требуется применять тонкую медную, золотую, платиновую, никелевую фольгу. Ее толщина должна составлять несколько микрон. Также области стыков заготовок рекомендуется обрабатывать химическими веществами.
Каждая готовая деталь подвергается дефектоскопии. Обычно вакуумная сварка требуется для применения радиации и ультразвука.

Области применения

Диффузионная сварка в вакууме является наиболее подходящим вариантом для сваривания разнородных металлов в различных сочетаниях, к примеру, стали и бронзы, стали и керамики и многое другое.

Данный вид сваривания наиболее подходящий для получения прочного и монолитного соединения. После проведения процесса шов получается ровным, без дефектов, неровностей. Обычно он применяется в ситуациях, когда нет возможности применять стандартные виды фиксирования металлических элементов.

Сварка в вакууме часто используется для изготовления следующих металлических конструкций и заготовок:

гильз двигательных цилиндров. Этот вид сварки часто используют в производстве авиатехники;
тормозных колодок и дисков;
основных компонентов турбокомпрессоров;
штампов с повышенным показателем твердости;
изделий с металлокерамической основой;
для производства сложных композитов разных типов - из стекла и меди, металлов с графитом, кварцем, сапфиром;
этот вид сварки часто используют при соединении труднообрабатываемых стальных и титановых сплавов с высоким показателем жаростойкости;
для создания полупроводниковых компонентов.

Важно! Главная сфера применения диффузионного сварочного процесса - область высоких технологий (авиационной, космической, другие виды машиностроения). Кроме этого этот метод позволяет создавать микроскопические элементы из сферы сложной электроники.

Достоинства

Диффузионная сварка титана и других видов металлов в вакууме обладает целым рядом преимуществ, которые обязательно требуется учитывать при проведении данного процесса:

Во время сварки не нужно применять разные расходные материалы - электроды, флюсовые смеси.
Этот процесс экологически чистый. Во время него не происходит горения и выделения в воздух вредных веществ, паров.
Метод обладает небольшой энергоемкостью. Это позволяет значительно снизить финансовые затраты.
Имеет возможность соединять сразу нескольких заготовок. В итоге это позволит получить многослойные конструкции с уникальными качествами.
При помощи этого метода можно осуществлять соединение поверхностей с разными размерами и формами. При этом показатели толщины заготовок могут быть любыми. Данные условия имеют важное значение для микроэлектроники.
Сварка позволяет получить качественный и прочный шов, с которым не способна сравниться другие виды сварочных процессов.

Стоит отметить! Этот вид сварки имеет еще одно важное преимущество - он постоянно совершенствуется и улучшается. Раньше в камере был только вакуум, а сейчас дополнительно закачиваются инертные газы. Это позволяет производить соединение металлов, пластика, стекла, керамики и других сложных композитных смесей.

Ниже на картинке имеется схема диффузионной сварки, она достаточно простая.

Недостатки

Не стоит забывать, что у диффузионного сварочного процесса имеются отрицательные качества:

оборудование для диффузионной сварки имеет высокую стоимость. Также они нуждаются в постоянном квалифицированном обслуживании, которые могут предоставить только специально обученные люди;
для сваривания больших деталей требуется использование больших вакуумных камер. Но они стоят достаточно дорого;
обязательным условием для проведения сварки является проведение чистки и обработки поверхностей деталей.

Заключение

Проведение диффузионного сварочного процесса позволяет получить качественные и прочные конструкции из разных видов металла и композитного материала. Это безопасный метод, которые не представляет угрозы для окружающей среды и человека. Но все же перед тем как его проводить стоит рассмотреть его важные особенности и нюансы.

Интересное видео

Диффузионная сварка: что невозможно в обычных условиях, достигается в вакуумном пространстве

Диффузия — процесс взаимного проникновения двух разных веществ при их соприкосновении. Процесс диффузии одинаков при взаимодействии любых веществ: будь то газо-, жидко- или твердообразных. Но диффузия в своем привычном виде практически неприменима, поскольку это долгий и малоэффективный процесс. Так каким же образом диффузия получила свое применение в сварке?

Все просто. В середине 20-го века советский ученый Н.Ф. Казаков воспользовался диффузией при сварке металлов, добавив при этом давление, нагрев и вакуум. Так появилась диффузионная сварка металлов. Ниже схема диффузионной сварки с кратким описанием.

ГОСТ, определяющий техпроцесс и требования к нему

Технологию и процессы регламентирует разработанный в 1975 году ГОСТ 20549-75. Полное название: «Диффузионная сварка рабочих элементов разделительных и формообразующих штампов. Типовой технологический процесс». Позже срок действия ГОСТ продлевали в 1980, 1990 годах, действителен и сегодня. Там описаны:

Этот вид сварки применяется там, где другие неэффективны, дороги и нет нужного качества соединения:

Приборостроительная и электронная промышленность. В высокоточном оборудовании и приборах необходимы сочетания разнородных материалов, в том числе неметаллических – стекла, керамики, графита с металлами и сплавами.
Крупногабаритные заготовки. Этим методом соединяют крупногабаритные заготовки сложной конфигурации, которые невозможно получить литьём или штамповкой, таких, например, как трубы. В самолётостроении применяют при изготовлении малоразмерных роторов турбоагрегатов, рабочих лопаток газотурбинных двигателей.

Преимущества и недостатки технологии

К преимуществам рассматриваемого метода относят:

качественное соединение разнородных материалов;
минимальная деформация свариваемых плоскостей, что освобождает от необходимости механической обработки шва;
многослойная сварка и автоматизация работ при организации крупносерийного производства;
возможность совмещения диффузионной сварки и формообразования при изготовлении многослойных тонкостенных конструкций сложной формы;
при соединении однородных материалов атомная структура шва идентична структуре детали;
отсутствие вредных паров, что исключает потребность в сложной системе вентиляции;
минимум вредных для человека выделений и излучений.

К недостаткам относят:

сложность оборудования и особенные требования к технологическому уровню производства;
высокая себестоимость работ;
невозможность применения для проверки качества шва методов неразрушающего контроля.

Высокотехнологичный метод соединения разнородных материалов обладает рядом преимуществ перед традиционными видами сварки:

нет видимого шва, соединение получается однородным, с неразличимо границей разнородных сред;
высокая точность стыка элементов (до микрон);
возможность получения разнородных деталей любой геометрии с заданными свойствами;
соединение элементов, не поддающихся традиционному скреплению;
низкие энергозатраты;
простота сварки – не используются припои, флюсы, присадки;
отсутствие вредных выбросов в атмосферу;
высокая прочность молекулярного сцепления.

Метод диффузионной сварки

Сваривание происходит за счёт пластической деформации кромок ниже температуры плавления, в твёрдом состоянии. Способы нагрева:

Процесс идёт в вакууме, нейтральных и восстановительных газах, жидких средах. Чистота и качество шва зависит от того, насколько хорошо очищены места соединения. Очищают растворителями или путём нагрева и выдержки в вакуумной камере.

Устройство диффузионной установки

Сам комплекс агрегатов, позволяющий выполнить весь процесс по соединению материалов, состоит из следующих узлов:

Камера.
Станина.
Вакуумный уплотнитель.
Насос.
Генератор и индуктор.
Механизм сжатия.

Камера служит местом, где непосредственно размещаются детали и создается вакуумная среда.

Станина, как и в любом другом станке, служит подставкой для размещения на ней узлов установки. В данном случае на ней монтируется камера. Она, в свою очередь, с помощью роликового механизма может перемещаться по станине.

Уплотнитель — это прокладка между камерой установки и подставкой.

Насос работает на откачку воздуха и устройства вакуума.

Генератор и индуктор обеспечивают нужный нагрев стыков соединяемых деталей.

Сжатие обеспечивается механизмом, состоящим из масляного насоса и гидравлических цилиндров. За счет них достигается нужное давление.

Конечно, это один из видов установки. Но, невзирая на различные типы нагревателей (электронно-лучевые, радиационные, установка тлеющего заряда, генератор высоких токов), сохраняется главный принцип — нагрев и сжатие.

Технология, время выдержки и температуры разгерметизации

Детали с механически обработанными и обезжиренными свариваемыми поверхностями устанавливают в центрирующем приспособлении вакуумной камеры. Откачивают воздух. Когда достигается вакуум, включают высокочастотный генератор. Детали в зоне сварки нагреваются с помощью индуктора. За время нагрева поверхности заготовок очищаются от окисных плёнок. При достижении температуры на изделия давит поршень гидросистемы. Нагрузку подают до конца процесса. После этого узел сварки постепенно, с заданной скоростью охлаждается до определённой температуры.

Герметизацию камеры прекращают, сваривая:

чёрные металлы – при 60 ̊C.
цветные металлы и сплавы – при 120 ̊C.

Время выдержки зависит от силы нагрева и давления, использованных в ходе работ.

Плюсы и минусы

Ей присущи как позитивные преимущества, так и недостатки. Начнем с плюсов:

точность обработки;
прочность соединения;
отсутствие грубых швов;
высокая функциональность;
работа со сложными конструкциями;
экономия энергии;
экологическая безопасность;
возможность работать с пустотелыми конструкциями;
экономичность.

Данные возможности позволяют использовать диффузионный способ соединения в различных сферах. Процесс представляет собой высокотехнологический метод обработки. Он незаменим в тех случаях, когда любые другие виды соединения не могут быть использованы.

Но данному технологическому процессу присущи и серьезные недостатки. К ним можно отнести, в первую очередь, само инженерное оборудование. Аппарат для сварки методом диффузии — сложная конструкция, которая требует наличия специальных условий. Необходимо наличие определенного уровня давления, температуры и разреженной среды.

Агрегат представляет собой вакуумную камеру с вакуумным насосом. Так как сварка происходит при высокой температуре, некоторые элементы аппарата выполнены из жаропрочных сплавов. Прессы и механизмы, охладители и нагреватели сварочного аппарата будут сложными и дорогостоящими. Сама машина для диффузионной сварки имеет значительные габариты и массу. Она является сложной конструкцией. Соответственно, цена ее высока.

Говорить о рентабельности методики можно только с позиции ее необходимости. Если нет иных способов произвести соединение частей и механизмов, то метод невероятно актуален. С другой стороны, установка его оптимальна на крупных предприятиях для операций, требующих высокой точности и исключительного качества.

Вторым негативным фактором метода считается сама вакуумная камера. Ее пространство определяет возможные параметры свариваемых элементов.

Третьим недостатком диффузионного метода является необходимость идеальной очистки свариваемых поверхностей. Иначе, соединять придется не необходимые материалы, а пленки загрязнения.

Таким образом, для эффективного использования метода диффузии, необходимо учесть все плюсы и минусы сварочного аппарата такой модели.

Способы

Диффузионная сварка с применением промежуточных слоёв делается:

для большей прочности сцепления;
для предотвращения появления барьерных подслоев при соединении разнородных материалов;
для уменьшения остаточных деформаций, благодаря снижению температуры и давления.

Промежуточные подкладки подразделяются на плавящиеся и неплавящиеся. Коэффициент диффузии атомов барьерной подкладки в основной металл должен быть выше, чем для элементов металла в прокладку. Её материал выбирают исходя из поставленной задачи. Чаще это никель, медь, серебро, золото.

Расплавляющимися промежуточными слоями часто выступают высокотемпературные припои. Это уменьшает пластическую деформацию и повышает качество шва.

Вакуумная сварка

Сварка ведется в вакууме высокого давления 10-3-10-4Па. Но, азот не применяется для сваривания стали, так как нитриды железа и хрома, образующиеся при высокой температуре, делают сварной шов пористым и неравномерным. Выбранные специальные электроды должны обеспечить качество шва, который должен быть пластичным, не склонный к образованию трещин, плотный, шлак легко отделяется от шва.

Вакуумная сварка плавлением осуществляется электронно-лучевым методом, с помощью специальной установки вакуумной рабочей камеры, различные приспособления для перемещения деталей, электронно-оптическая система и откачная. Такая установка выполняет круговую аксиальную сварку и линейную при давлении 5*10-1-5*10-3Па. Вакуумная сварка таким способом широко применяется в производстве ракетно-космических комплексов, двигательных установок, микроэлектронике.

Также очень эффективно сваривать тугоплавкие сплавы, химически активные металлы, изделия из стали.
Вакуумная сварка давлением — это термодиффузионная сварка, выполняемая при разрежении вакуума 10-310-2Па. Когда свариваются разнородные металлы, температура нагрева определяется по тугоплавкому металлу или сплаву. Когда соединяются трудно свариваемые материалы, то используется промежуточная прокладка. Такая установка состоит из системы получения вакуума, система, создающая необходимое давление для работы, автоматики и электропривода. Преимущество такой сварки:

Установка и оборудование

Сварочная диффузионная установка состоит:

из вакуумной камеры;
из механизма нагнетания рабочего давления;
из источника нагрева;
из аппаратуры управления и контроля.

В вакуумной камере прямоугольной или цилиндрической формы размещён механизм давления, нагревательные элементы и приспособление для крепления свариваемых деталей. В стенках – система водяного охлаждения.

Сварочная диффузионная установка

Обычно установка содержит одну камеру, но для повышения производительности выпускают и с несколькими для непрерывной загрузки и выгрузки изделий.

Главный из недостатков — сам аппарат для диффузионной сварки. Он представляет собой сложную установку, основные элементы которого — вакуумная камера с вакуумным насосом.

В конструкции сварочного аппарата для диффузионной сварки также присутствуют прессы, система охлаждения, нагревательные элементы и ряд вспомогательных механизмов, изготовленных из жаропрочных сплавов, так как сварка производится при высокой температуре.

Техническая сложность сварочной установки, ее большая масса и общая громоздкость подразумевают ее высокую базовую стоимость.

Это препятствует повсеместному распространению диффузионной сварки, делая ее рентабельной (в силу необходимости) в основном для сложных производств, таких, как изготовление полупроводников в электронике, а также некоторых принципиально важных деталей в авиационном и космическом машиностроении (и в некоторых других областях, где требуется аналогичное качество).

Наличие камеры налагает ограничения на размеры свариваемых деталей — это второй существенный недостаток.

Третьим минусом является необходимость очень тщательной очистки и полировки поверхностей перед диффузионным контактом, поскольку любая пленка загрязнения становится непреодолимым препятствием для диффузии.

Обратите внимание, что в некоторых особых случаях соединяемые поверхности, наоборот, целенаправленно окисляются. Слой окислов может способствовать более быстрому взаимопроникновению атомов. Такая технология используется при соединении стекла и керамики с применением металлического подслоя.

В России на разных производствах применяют различные по габаритам, мощностям и предназначению установки диффузионной сварки, такие, как П-114, П-115, УСДВ-630, ДСВ-901, МДВС-302 и другие.

Читайте также: