ZGRZEWANIE DYFUZYJNE
Zgrzewanie dyfuzyjne jest procesem łączenia w stanie stałym,
w podwyższonej temperaturze i pod działaniem docisku
. Proces
zgrzewania nie powoduje odkształcenia makroskopowego i
przesunięcia wzajemnego zgrzewanych przedmiotów. Zgrzewanie
dyfuzyjne jest prowadzone w komorach próżniowych lub
zawierających osłonę gazową redukującą lub obojętną. Typowe
urządzenie do zgrzewania dyfuzyjnego zawiera jedną lub kilka
komór roboczych, układ grzewczy, układ docisku, układ
pompowania lub osłony gazowej i układ sterowania
Przygotowane do zgrzewania przedmioty są ustawione w
komorze. Włączane jest odpompowanie próżni i układ
nagrzewania bezpośredniego: oporowego lub indukcyjnego bądź
pośredniego: radiacyjnego oporowego lub lampami jodowymi,
wiązką elektronów, laserem lub w polu wyładowań jonizujących.
Po osiągnięciu wymaganej próżni komory roboczej i
temperatury zgrzewania na zgrzewane przedmioty jest wywierany
stały docisk układem mechanicznym lub pneumatycznym. Po
upływie ustalonego czasu zgrzewania jest wyłączany układ
grzewczy i następuje schładzanie zgrzanej konstrukcji do
temperatury pokojowej, po czym odejmuje się docisk zgrzewania,
likwiduje próżnię i konstrukcję wyjmuje się z komory
1
Zgrzewanie dyfuzyjne przebiega w dwóch etapach
:
zapewnienie odpowiedniego styku czystych metalicznie łączonych
powierzchni i następnie stymulowanie dyfuzji atomów, jonów i
wakansów poprzez powierzchnię międzyfazową zapewniające jej
czyste metaliczne połączenie.
⇐
złącze doczołowe
prętów ze stopu Ni-
Co, temp.1170
0
C,
nacisk 7 MPA, czas
4h. Pow. 250
×
Mechanizm:
a) faza wstępna – tlenki i zanieczyszczenia pokrywają
powierzchnię,
b) odkształcenie i pełzanie – maleje grubość warstwy tlenków
tworzą się międzyfazowe granice ziaren,
c) migracja granic ziaren i eliminacja pustek z obszaru granic,
d) eliminacja pustek wewnątrz ziaren - drobne pozostałości
tlenków
.
Przygotowanie powierzchni:
Powierzchnie stykowe zgrzewanych
przedmiotów muszą być bardzo starannie przygotowane do
zgrzewania. Operacje przygotowawcze zawierać muszą: dokładne
wyrównanie powierzchni przez obróbkę mechaniczną lub
chemiczną, usunięcie tlenków, smarów i innych zanieczyszczeń
oraz zaadsorbowanych gazów i wilgoci. Poprawnie przygotowane
powierzchnie powinny być płaskie lub dokładnie odpowiadać
wymaganej krzywiźnie.
Przedmioty czyszczone fizycznie
wymagają magazynowania w próżni lub w atmosferach
ochronnych, aby nie utracić efektu czyszczenia.
2
Parametry:
¾ temperatura zgrzewania w oC,
¾ czas zgrzewania w min,
¾ siła docisku zgrzewania w kN,
¾ rodzaj warstwy pośredniej
Rodzaje połączeń:
Połączenie może być wykonane bezpośrednio między łączonymi
przedmiotami lub za pomocą warstwy pośredniej. Możliwych jest
kilka rodzajów połączeń:
*
Materiały o podobnych własnościach mogą być połączone
bezpośrednio i tworzą złącze w stanie stałym.
*
Materiały o podobnych własnościach mogą być połączone przy
użyciu warstwy pośredniej, z metalu o wyraźnie różnych
własnościach. W tym przypadku warstwa pośrednia może
przyśpieszać procesy dyfuzyjne.
*
Materiały wyraźnie różniące się własnościami mogą być
połączone ze sobą za pomocą warstwy pośredniej.
W połączeniach tych mogą występować różne struktury:
a) z warstwą pośrednią,
b) o liniowej granicy styku,
c) przy zaniku granic podziału
Przykłady struktur:
stal
3
