Ang mga atomo ng bagay ay patuloy na gumagalaw, kaya naman ang mga likido at gas ay maaaring maghalo. Ang mga solid ay mayroon ding mga mobile elementary particle, ngunit mayroon silang mas matibay na kristal na sala-sala. Gayunpaman, kung ang dalawang solidong katawan ay inilapit sa distansya ng pakikipag-ugnayan ng mga puwersa ng atom, kung gayon sa punto ng pakikipag-ugnay, ang mga particle ng isang sangkap ay tumagos sa isa pa at kabaliktaran. Ang nasabing magkaparehong pagtagos ng mga sangkap ay tinatawag na pagsasabog, at ang epekto ay ang batayan ng isa sa mga pamamaraan ng pagsali sa mga metal. Iyon ang tawag dito - diffusion welding ng mga metal.
Ano ang maaaring isama ng diffusion welding
Ang Diffusion welding sa vacuum ay may napakalaking teknolohikal na posibilidad. Gamit ito, maaari kang kumonekta:
- Mga metal na homogenous at inhomogenous na istraktura, pati na rin ang kanilang mga haluang metal. Mga refractory metal substance gaya ng tantalum, niobium at tungsten.
- Mga non-metallic substance na may mga metal: graphite na may bakal, tanso na may salamin.
- Mga materyales sa konstruksyon batay sa metal, ceramics, quartz, ferrites, salamin, semiconductor structures (homogeneous at inhomogeneous), graphite at sapphire.
- Composite material, porous na may preserbasyon sa mga katangian at texture ng mga ito.
- Polymer substance.
Tungkol sa configuration at laki ng mga blangko - maaaring iba ang mga ito. Depende sa laki ng working chamber, posibleng gumana sa mga bahagi mula sa ilang micron (mga elemento ng semiconductor) hanggang ilang metro (kumplikadong layered na mga istraktura).
Paano gumagana ang diffusion plant
Complex para sa diffusion welding ay kinabibilangan ng mga sumusunod na pangunahing elemento:
- Working chamber. Ito ay gawa sa metal at idinisenyo upang limitahan ang kapaligiran sa pagtatrabaho kung saan nilikha ang vacuum.
- Stand - pinakintab na stand. Nakapatong dito ang working chamber, kung saan maaari itong gumalaw.
- Vacuum sealer. Ay isang spacer sa pagitan ng camera at stand.
- Roller mechanism at clamping screw. Sa tulong nila, ginagalaw ang camera sa riles at naayos sa stand.
- Vacuum pump. Gumagawa ng vacuum sa lugar ng trabaho.
- Generator na may inductor. Ang mga ito ay gumaganap bilang isang sistema ng pag-init para sa mga bahagi na hinangin.
- Ang mga suntok na lumalaban sa init, mga hydraulic cylinder at isang oil pump ay kumakatawan sa isang mekanismo para sa pag-compress ng mga bahagi sa ilalim ng isang partikular na presyon.
Depende sa pagbabago, ang diffusion welding installation ay maaaring magkaiba sa hugis ng mga chamber at sa paraankanilang pagbubuklod. Iba rin ang mga paraan ng pag-init ng mga bahagi. Maaaring gamitin ang mga radiation heater, high current generator, glow discharge unit, electron beam heaters.
Mga proseso ng pagsasabog habang hinang
Kung kukuha ka ng mga pinakintab na metal plate, ikonekta ang mga ito at ilagay ang mga ito sa ilalim ng isang load, pagkatapos ay sa ilang dekada ang epekto ng mutual penetration ng mga metal sa isa't isa ay kapansin-pansin. Bukod dito, ang lalim ng pagtagos ay nasa loob ng isang milimetro. Ang bagay ay ang rate ng pagsasabog ay nakasalalay sa temperatura ng mga materyales na pinagsama, ang distansya sa pagitan ng mga elementarya na particle ng mga sangkap, pati na rin sa estado ng mga contact na ibabaw (ang kawalan ng polusyon at oksihenasyon). Kaya naman napakabagal ng natural na proseso nito.
Sa industriya, upang mabilis na makakuha ng isang tambalan, ang proseso ng pagsasabog ay pinabilis, na isinasaalang-alang ang lahat ng mga kundisyong ito. Sa working chamber:
- Gumawa ng vacuum na may natitirang antas ng presyon na hanggang 10-5 mm Hg o punan ang medium ng inert gas. Kaya, ang mga bahagi ay hindi nakalantad sa oxygen, na isang oxidizing agent para sa anumang metal.
- Ang mga materyales ay pinainit sa temperaturang 50-70% ng temperatura ng pagkatunaw ng mga workpiece. Ginagawa ito upang mapataas ang plasticity ng mga bahagi dahil sa mas mobile na estado ng kanilang mga elementary particle.
- Ang mga blangko ay sumasailalim sa mekanikal na presyon sa hanay na 0.30-10.00 kg/mm2, na pinalalapit ang mga interatomic na distansya sa mga sukat na nagbibigay-daan sa pagtatatag ng mga karaniwang bono atkapwa tumagos sa mga kalapit na layer.
Mga kinakailangan para sa paghahanda ng mga materyales
Bago ilagay ang mga blangko ng mga elementong i-welded sa diffusion unit, sasailalim sila sa pre-treatment. Ang pangunahing layunin ng pagproseso ng mga nakikipag-ugnay na bahagi ng mga blangko ay naglalayong makakuha ng mas makinis, pantay at pare-parehong mga ibabaw, pati na rin ang pag-alis ng hindi nakikitang mga oily formations at dumi mula sa magkasanib na lugar. Nangyayari ang pagproseso ng mga workpiece:
- kemikal;
- mekanikal;
- electrolytic.
Ang mga oxide film, bilang panuntunan, ay hindi nakakaapekto sa proseso ng diffusion, dahil sila ay nasisira sa sarili habang pinainit sa isang vacuum na kapaligiran.
Kapag ang diffusion welding ay hindi sapat na epektibo sa pagitan ng mga substance na may hindi pantay na thermal expansion coefficient, o nabuo ang brittle seam, ginagamit ang tinatawag na buffer pad. Maaari silang magsilbi bilang isang foil ng iba't ibang mga metal. Kaya, ang copper foil ay ginagamit sa diffusion welding ng quartz blanks.
Mga katangian ng mga resultang compound
Hindi tulad ng mga tradisyunal na pamamaraan ng fusion welding, kung saan ang karagdagang metal ay idinaragdag sa base metal sa seam, ginagawang posible ng diffusion welding na makakuha ng pare-parehong tahi nang walang malalaking pagbabago sa pisikal at mekanikal na komposisyon ng joint. Ang natapos na joint ay may mga sumusunod na katangian:
- ang pagkakaroon ng tuluy-tuloy na tahi na walang mga pores at mga pormasyon ng mga shell;
- walang oxide inclusions sa compound;
- mechanical na katataganproperty.
Dahil sa katotohanan na ang diffusion ay isang natural na proseso ng pagtagos ng isang substance patungo sa isa pa, ang crystal lattice ng mga materyales ay hindi naaabala sa contact zone, at samakatuwid ay walang fragility ng seam.
Koneksyon ng mga bahagi ng titanium
Ang Diffusion welding ng titanium at mga haluang metal nito ay nailalarawan sa pamamagitan ng pagkuha ng de-kalidad na joint na may mataas na kahusayan sa ekonomiya. Ito ay malawakang ginagamit sa medisina para sa paggawa ng mga bahagi ng prosthesis, gayundin sa iba pang larangan.
Ang mga bahagi ay pinainit sa temperaturang 50º - 100º na mas mababa kaysa sa temperatura kung saan nangyayari ang polymorphic transformation. Kasabay nito, ang bahagyang presyon na 0.05–0.15 kgf/mm² ay ibinibigay sa mga materyales.
Ang kemikal na komposisyon ng titanium alloy ay hindi nakakaapekto sa lakas ng koneksyon ng mga elemento sa ganitong paraan ng hinang.
Mga bentahe ng pamamaraan
Kapag posible ang diffusion welding:
- pagsamahin ang homogenous at heterogenous solids;
- iwasan ang pagpapapangit ng mga bahagi;
- huwag gumamit ng mga consumable sa anyo ng mga solder at flux;
- makatanggap ng non-waste production;
- huwag gumamit ng mga kumplikadong sistema ng supply at exhaust ventilation, dahil walang nakakapinsalang usok na nalilikha sa proseso;
- makatanggap ng anumang lugar ng contact connection zone, na limitado lamang sa posibilidad ng kagamitan;
- tiyakin ang maaasahang electrical contact.
Idinagdag dito ang napakahusay na aesthetic na anyo ng natapos na bahagi,na hindi nangangailangan ng aplikasyon ng karagdagang mga operasyon sa pagpoproseso, tulad ng pag-alis ng weld scale, halimbawa.
Mga bahid ng teknolohiya
Ang diffusion welding ay isang kumplikadong teknolohikal na proseso, ang mga pangunahing kawalan nito ay kinabibilangan ng:
- kailangan gumamit ng partikular na mamahaling kagamitan;
- kailangan para sa production space, ang pag-install ay may malaking sukat;
- kailangan na magkaroon ng espesyal na kaalaman, kasanayan at pag-unawa sa proseso ng trabaho;
- oras na ginugol sa maingat na paunang pagproseso ng mga workpiece;
- panatilihing malinis ang vacuum unit hangga't maaari, kung hindi, ang hindi nakikitang alikabok ay maaaring tumira sa mga welded na bahagi at humantong sa magkasanib na mga depekto;
- kahirapan sa pagsuri sa kalidad ng tahi nang hindi kinakailangang sirain ito.
Dahil sa lahat ng ito, pati na rin ang mga detalye ng paggamit ng mga vacuum installation, ang diffusion welding ay hinihiling lamang sa mga kondisyon ng mga negosyo, at hindi para sa pribadong paggamit.
Industrial diffusion welding equipment
May ilang uri ng pang-industriyang kagamitan na idinisenyo para sa diffusion welding. Pangunahing naiiba ang mga ito sa bawat isa sa mga detalye ng mga materyales na hinangin at ang paggamit ng iba't ibang mga sistema para sa mga bahagi ng pag-init.
Installation type Ang MDVS ay idinisenyo para sa produksyon ng mga flexible na copper busbar, mga contact group ng high-voltage switch na gawa sa copper at kerrite, mga bahagi ng gas-lift valve para sa mga borehole pump na gawa sa stainless steel at hard metal alloys. Inilalapat ng system ang epekto ng electric contact heating.
Welding complex type UDVM-201. Nagsasagawa ng koneksyon sa pamamagitan ng diffusion welding ng mga materyales mula sa baso ng iba't ibang grado. Ang pag-init ng gumaganang ibabaw ay isinasagawa sa pamamagitan ng paraan ng radiation radiation.
Welding equipment USDV-630. Pag-install ng induction heating para sa welding composite materials batay sa titanium at tanso. Ang ganitong mga system ay nagbibigay-daan sa pagpainit ng malalaking bahagi.
MDVS-302 machine para sa diffusion welding gamit ang high-frequency heating ng mga bahagi. Ito ay nailalarawan sa pagkakaroon ng maliit na laki ng generator sa isang transistor circuit.
