Температура нагрева при сварке несколько выше или ниже 0,5–0,9 Тплавл) температуры рекристаллизации более легкоплавкого материала. Процесс сварки в большинстве случаев выполняют в вакууме, примерно (1,33 × (10–2–10–5) Па. Однако возможна и сварка в атмосфере инертных защитных или восстановительных газов.
Защитная среда способствует удалению пленок поверхностных окислов. В вакууме происходит их разложение (диссоциация) и испарение или восстановление окисных пленок до основного металла в среде восстановительного газа.
На рисунке 33 изображена принципиальная схема диффузной сварки.
Процесс диффузной сварки выполняют следующим образом (рис. 33): свариваемые заготовки 4 центрируют в оправках 3, 6, устанавливают в рабочую камеру 2, в которой создают вакуум или заполняют ее защитным газом. После этого нагревают заготовки до температуры рекристаллизации более легкоплавкого материала и прикладывают давление с помощью, например пневмо, гидро– или механических устройств 1.
Давление создают порядка 1–20 МПа в течение 5–20 минут. После охлаждения деталей образуется сварное соединение. Нагрев осуществляют при помощи внешнего либо внутреннего нагревателя. Используют нагрев электрическим током, при помощи индуктора ТВЧ (токами высокой частоты), при помощи электронного луча в вакууме. Время выдержки зависит от свойств материала и его размеров.
Рис. 33.
Схема диффузной сварки:
1 – механизм создания давления; 2 – рабочая камера; 3, 6 – оправки; 4 – свариваемые детали; 5 – нагреватель
Основные технологические параметры диффузной сварки:
• давление на свариваемые детали;
• температура нагрева заготовок;
• степень разрежения в вакуумной камере;
• время нагрева и время сжатия деталей.
Процесс сварки с помощью диффузного соединения условно разделяют на две стадии:
• 1-я стадия – нагрев материала и приложение давления, что вызывает пластическое течение микровыступов, разрушение и удаление различных пленок на поверхностях контакта. Образуются многочисленные участки с непосредственной связью материалов;
• 2-я стадия – ликвидация микровыступов и образование объемной зоны соединения.
Оборудование для диффузной сварки:
• вакуумная установка с системами для подъема и опускания камеры;
• системы для создания регулируемого давления на заготовки;
• устройства нагрева заготовок (индукторы ТВЧ, электроннолучевые нагреватели);
• системы управления установкой и контроля.
Преимущества диффузной сварки:
• отсутствие загрязнений в соединении (нет припоев, флюсов, электродов);
• возможность соединений в различных сочетаниях металлов, сплавов, различных материалов независимо от их твердости, взаимного смачивания;
• возможность сваривать биметаллические, триметаллические и тетраметаллические