Материал: Сварка и свариваемые материалы. Технология и оборудование

Поскольку деформация свариваемых деталей в большин­ стве случаев ограничена, в случае повышенных требований к механическим свойствам предпочтительным является приме­

получения более целесообразной геометрии соединения в слу­ чае тавровых и угловых швов (например, для формирования радиуса в зоне концентратора напряжений).

Элементы сварных узлов, к которым предъявляются наи­ более высокие требования по вакуумной плотности, рекомен­ дуется изготавливать таким образом, чтобы волокна текстуры материала начинались и заканчивались в пределах вакуумной полости или сварного соединения.

10.2.2. Подготовка поверхности

Свариваемые поверхности должны быть обработаны с чистотой поверхности при < 1,25 мкм по ГОСТ 2789—73. Предпочтительно применение механи­ ческой обработки.

Непосредственно перед сваркой детали проходят очистку от жировых и других загрязнений, а также от оксидов методами электрохимической или хи­ мической обработки (травление, обезжиривание, электрополировка). Такой же обработке подвергают промежуточные прокладки из фольги, если они приме­ няются. Эффективно использование электрического разряда для очистки по­ верхности непосредственно в рабочей камере перед сваркой.

10.2.3. Применение покрытий и промежуточных прокладок

Покрытия наносят чаще всего гальваническим, химическим или термовакуумным методами на одну или обе свариваемые детали, но, как правило, только в пределах площади их кон­ тактирования. При сварке мелких деталей допускается нанесе­ ние покрытия на всю поверхность. Покрытия применяют для защиты от окисления в процессе нагрева при сварке сплавов, в состав которых входят активные по отношению к кислороду элементы (Сг, А1 и др.). Чаще всего используют никелевое, медное или серебряное покрытие толщиной 5—10 мкм.

При сварке материалов, образующих в контакте при тем­ пературе процесса интерметаллидные фазы, необходимо при­ менение барьерных прослоек *. Для этого могут быть исполь­ зованы покрытия достаточной толщины, а также фольговые прокладки, изготавливаемые по форме площади контактирова­ ния. В этом случае основное требование при выборе типа по­ крытия или прокладки — совместимость с каждым из сваривае-1

1 Необходимость в барьерных прослойках может быть исключена сниже­ нием температуры сварки или ограничением времени нагрева.

мых сплавов. При необходимости прокладки могут быть мно­ гослойными или применяться в сочетании с покрытиями.

с целью интенсификации пластической деформации в контакт­ ной зоне. Необходимость этого возникает в случае, когда сое­ диняемые материалы имеют ограниченную деформационную способность в интервале режимов сварки (керамика, жаро­ прочные сплавы), а также когда контактирующие поверхности грубо обработаны или плохо взаимно сопрягаются.

Ту же цель достигают применением порошковых прокладок, изготовленных предварительным формованием в виде заклад­ ных элементов (лент, шайб, таблеток) из промышленных по­ рошков никеля, меди, титана и др. (размер частиц 50— 100 мкм), а также из специальных ультрадисперсных порош­ ков (частицы <1 мкм). В последнем случае применение про­ слоек позволяет существенно снизить температуру диффузион­ ной сварки.

Толстые промежуточные прослойки необходимы также в случае, когда соединяемые материалы в разнородной паре имеют сильно различающееся тепловое расширение в темпера­ турном интервале режимов сварки. Такие прокладки компен­ сируют за счет пластической деформации остаточные напря­ жения в соединении, возникающие при охлаждении, и преду­ преждают самопроизвольное разрушение конструкции.

Особое место в технологии диффузионной сварки занимают р а с п л а в л я ю щ и е с я п р о с л о й к и 1. Жидкая фаза в зоне соединения образуется за счет применения прослоек, имеющих температуру плавления ниже температуры плавления свари­ ваемых материалов (чаще в результате протекания эвтектиче­ ской реакции или непосредственно между свариваемыми мате­ риалами, или между ними и специально введенной прослойкой; такие прослойки применяют в виде покрытий, фолы и порош­ ковых смесей, а также в любом их сочетании).

Наличие жидкой фазы в зоне контакта позволяет ограни­ чить деформирующую нагрузку, снизить температуру сварки, активизировать процесс формирования контакта, что важно, например, при соединении труднодеформируемых жаропрочных сплавов, керамик, сложнолегированных сплавов и других ма­ териалов.

Для повышения жаропрочности и коррозионной стойкости сварных соединений в этом случае целесообразно применять послесварочный гомогенизирующий отжиг для выравнивания химического состава в зоне контакта.1

1 Такой процесс в литературе иногда называют «диффузионная пайка», однако от пайки его отличает применение давления на контактных поверхно­ стях, а также ограниченное количество жидкой фазы.