Сварка в машиностроении.Том 1 (1041435), страница 99
Текст из файла (страница 99)
В этом случае может быть успешно применена схема процесса (разновидность) сварки трением, позволяющая осуществлять сварку двух неподвижных деталей с помощью вращения зажатого между ними третьего тела. В качестве такого третьего тела может быть использован тонкий диск с диаметром большим, нежели диаметр свариваемых заготовок (рис. 49), для удобства захвата диска зажимом либо (рис. 49, а) относительно длинная в осевом размере вставка, диаметр которой может быть таким же, как и диаметр подлежащих соединению заготовок. О д н о в р е м е н н а я с в а р к а т р е х з а г о т о в о к — нередко при.
меняемый прием — с целью увеличения производительности труда одновременно свариваются три заготовки, причем средняя (рис. 49, в) в процессе сварки остается 400 Специальные виды сварки 40! Диффузионная сварка неподвижной, а обе крайние приводятся во вращение с помощью двух отдельных шпинделей; вращение крайних заготовок может быть синхронизировано и синфазировано, если требуется взаимная' ориентация деталей по углу поворота либо вращение обоих шпинделей осуществляется без применения синхронизаторов.
В и б р а ц и о н н а я с в а р к а. Принципиально возможен процесс сварки трением некруглых деталей, при котором вместо относительного вращения используется возвратно-поступательное движение торца одной из свариваемых заготовок относительно другой (рис. 49, г).
Практически эта схема процесса не нашла применения, так как сварочная установка получается очень неэкономичной; большая доля вводимой в машину энергии растрачивается бесполезно на преодоление сил инерции и на износ частей и деталеи самой машины; при необходимости соединять трением детали некруглой формы правильнее обращаться к орбитальной сварке. Рис. 49. Разновидности процесса сварки трением: а, б — сварка с помощью вращения третьего тела; в — одновременная сварка трех деталей на ма- шине с двумя шпинделями; г — ьибрсциопная сварка е) Перспективы развития сварки трением.
За сравнительно короткое время промышленного использования сварка трением зарекомендовала себя как высокопроизводительный технологический процесс, позволяющий получать высококачественные соединения деталей из большого числа различных одноименных и разноименных металлов и сплавов и обладающий ридом других важных преимуществ. Это одна из основных причин быстрого внедрения сварки трением н раз.
личных отраслях машиностроения. Особенности процесса позволяют прогнозировать следующие пути дальнейшего развития сварки трением: разработка новых разновидностей процесса сварки трением с целью расширения возможностей его промышленного использования; выполнение технологических исследований в области расширения номенклатуры свариваемых трением новых материалов и установления оптимальных режимов их сварки; разработка новых образцов и систем универсального оборудования для сварки крупных деталей, а также для микросварки трением; создание простых и дешевых универсальных машин для оснащения ими ремонтных мастерских и производственных цехов с большой номенклатурой обрабатываемых деталей; создание специализированных машин-автоматов и комплексных линий, предназначенных для изготовления большого числа однотипных деталей; создание оборудования, оснащенного системами обратных связей и ведущего процесс сварки в заданном режиме, без отклонений при воздействии возмущающих факторов, что полностью исключает возможность брака при сварке; выполнение исследований в области оптимизации процесса и создание (в перспективе) на этой базе самонастраивающихся машин-автоматов, снабженных компьютерами или подключаемых к ним.
ДИФФУЗИОННАЯ СВАРКА стене Особенности диффузионной сварки. Способ диффузионной сварки на современной стадии развития имеет важное народнохозяйственное значение. Он позволил решить ряд сложных технических проблем, создать новые образцы современной техники, новые сложные и точные конструкции приборов и изделий различного назначения. В то же время диффузионное соединение является экономически эффективным технологическим процессом.
Он не требует дорогостоящих припоев, специальной сварочной проволоки и электродов. В большинстве случаев отпадает необходимость в последующей механической обработке, отсутствуют дополнительные потери металла, вес конструкции не увеличивается, снижаются эксплуатационные расходы.
Способдиффузионногосоединения и гадрадлачеобеспечивает высокое качество изде- скод са лий, повышает их надежность, позволяет увеличить ресурс работы. Способ предложен., разработан и доведен до промышленного применения проф. 1 Н. Ф. Казаковым. Диффузионная сварка — разно- Вода видность сварки давлением — происходит за счет взаимной диффузии атомов контактирующих поверхностей при относительно длительном воздействии повышенной температуры и незначительной пластической деформации. Если процесс соединения протекает при наличии жидкой фазы, то потребность в давлении отпадает, по- насточнаку скольку происходит предварительное патонов смачивание соединяемых поверхностей жидкой пленкой. н вакуум-насосу Сварку производят в специальных сварочных установках (рис.
50). Две части детали помещают в ва- новки для диффузионной сварки в вакуумную камеру. Для защиты их от интенсивного окисления и азотирова- кууме: ния в процессе разогрева и сварки в 1 — вакуумная ккмсрьп 2 — цилиндр гидабочей камере обеспечивается вакуум. сточником нагрева служит высоко- рйвкемые детали частотный генератор, сжимающее усилие обеспечивается гидросистемой. После сварки детали охлаждаются в вакуумной камере до комнатной температуры. При этом способе сварки образование соединения зависит от температуры, давления и времени выдержки. Температура сварки для однородных металлов, как правило, должна составлять 0,5 — 0,7 от температуры плавления металла или сплава, а при сварке разнородных — 0,5 — 0,7 от температуры плавления металлов с более низкой температурой плавления, Такая температура необходима для ускорения взаимной диффузии атомов материалов через поверхность стыка и для обеспечения некоторого размягчения металла, которое способствует более легкому протеканию деформации, смятию неровностей поверхности.
Давление служит одной главной цели — обеспечению плотного контакта поверхностей, подлежащих соединению. Величина давления должна быть достаточной, чтобы в результате деформации поверхностей соединяемых деталей все пустоты в области стыка были заполнены. Если давление недостаточно, то пустоты Диффузионная сварка 403 402 Специальные виды сварки сохраняются, значительно снижая прочность соединения.
При деформировании поверхностных слоев происходит разрушение поверхностных окислов, что обеспечивает контакт ювенильных поверхностей. Время выдержки при заданных температуре и давлении в большинстве слу. чаев должно быть минимальным, что обосновано как физико-механическими, так и экономическими соображениями. Для получения прочного соединения время сварки определяется установлением плотного контакта между соединяемыми поверхностями и минимальной диффузией атомов через поверхность соединения.
Значительная диффузия может привести к образованию пустот в зоне соединения, а при сварке разнородных металлов и сплавов в ряде случаев к образованию интерметаллических фаз. Диффузионная сварка наилучшим образом протекает при вакууме, не хуже при разрежении 10 ' мм рт. ст, или в атмосфере инертного газа; иногда применяют водород, Для сварки необходим хороший контакт, поэтому поверхности изделий должны быть гладкими и плотно прилегать друг к другу. Пластичные металлы (алюминий, медь, магний, олово и золото), которые легко деформируются, не требуют особой подготовки соединяемых поверхностей перед сваркой.
Твердые материалы (твердые сплавы, тугоплавкие металлы, жаропрочные сплавы, инструментальная сталь и неметаллические материалы требуют особой обработки соединяемых поверхностей. В этом случае поверхность должна быть обработана по 6-му классу шероховатости. ГОСТ 2601 — 74 и 19521 — 74 установлены термины, определяющие сущность и понятие диффузионной сварки в вакууме.
1Ч Комиссия Международного института сварки (МИС) приняла определение диффузионной сварки в следующей редакции: «Диффузионная сварка в твердом состоянии — способ получения монолитного соединения, образовавшегося вследствие возникновения связей на атомарном уровне, появившихся в результате максимального сближения контактных поверхностей за счет локальной пластической деформации при повышенной температуре, обеспечивающей взаимную диффузию в приповерхностных слоях соединяемых материаловк Диффузионная сварка имеет ряд важных преимуществ по сравнению со сваркой и пайкой, среди которых можно выделить следующие: 1.
Высокое качество сварного соединения, При этом соединение сохраняет свойства, присущие свариваемым металлам и сплавам. При правильно выбранном режиме (температуре, давлении и времени сварки) металл соединения и прилегающих к нему зон имеет высокую прочность и пластичность. В сварном соединении отсутствуют непровары, поры, окисные включения и другие дефекты. Способ диффузионной сварки в вакууме не требует дорогостоящих припоев (золота, платины, серебра и т. п.), специальной проволоки, электродов и флюсов, а также защитных газов (аргона, гелия, водорода). 2. Постоянство качества соединений по таким показателям, как сопротивле.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
