Способ сварки давлением

СВОЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 151) 4 В 23 К 20/1 ИЙ НИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ЛЬСТВУ 8 ТОРСКОМУ Св(54)(57) СПОСОБ СВАРКИ ДАВЛЕНИЕМ спредварительным наводороживаниемповерхностного слоя соединяемых деталей, их нагревом, изотермическойвыдержкой и охлаждением, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с цельюинтенсификации сварки и повьппениякачества соединения, наводороживаниепроизводят электролитически на глубину 20-500 мкм в растворе кислотыс ингибитором коррозии, а изотермическую выдержку производят до полного удаления водорода из наводороженного слояныи технолоолковскос ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИ ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ(71) Московский авиационгический институт им.К.Э,Циго(56) Котельников Д.И. Сварка давлени ем в тлеющем разряде. М.: Металлургия, 1981, с. 22-23, 42-43Авторское свидетельство СССР У 916190, кл, В 23 К 20/16, 1980 Ъ .;. с,у;.Изобретение относится к сварке давлением, в частности к диффузионной сварке, и может быть использовано в машиностроении.Цель изобретения - интенсификация сварки и повышение качества соедине 10 5 20 25 30 35 40 45 50 55 ния.Сущность способа заключается в следующем.Перед сваркой поверхностный слой свариваемых деталей наводороживают электролитическим способом в растворе кислоты, например серной, с ингибитором коррозии - тиомочевиной.Продолжительность наводороживания для разных свариваемых материалов различна, но она должна обеспечивать толщину наводороженного слоя 20 - 500 мкм, При этом через электрохимическую цепь пропускают постоянный ток, что обеспечивает катоцную очистку свариваемых поверхностей от окисной пленки.Выбор оптимальной толщины наводороженного слоя определяется температурой нагрева под сварку и диффузионной подвижностью водорода в соединяемых металлах, Металлы, в которых коэффициент диФфузии водорода низок и (или) которые свариваются при сравнительно низких температурах, когда интенсивность дегазации невелика, необходимо наводороживать на меньшую глубину, чем металлы, в которых водород диффундирует с высокими скоростями и (или) которые свариваются при повышенной температуре.Нижний предел (20 мкм) определяет минимальную толщину наводороженного слоя, необходимую для заметного проявления пластифицирующего эфФекта. При меньшей толщине наводороженного слоя большая часть водорода десорбирует с поверхности в процессе нагрева.Верхний предел (500 мкм) соответствует толщине наводороженного слоя, превышение которой нецелесообразно иэ-за увеличения продолжительности вакуумного отжига после сварки для удаления повышенного количества водорода, остающегося в основном металле после завершения процесса соединения.Затем детали с наводороженными свариваемыми поверхностями устанавливают в вакуумную камеру установки для диффузионной сварки, Создают разрежение в камере поряцка 0,031 Па, нагревают до температуры 0,50,8 от температуры плавления болеелегкоплавкого свариваемого материала и сдавливают с усилием чМПа,Проводят изотермическую выдержку,продолжительность которой должнаобеспечить полное удаление водородаиз наводороженного слоя соединяемыхдеталей,Затем производят охлаждение деталей, развакуумирование камеры и их извлеченйе из нее,Предварительное наводороживание поверхностного слоя электролитическим способом в указанном растворена глубину 20-500 мкм с последующейизотермической выдержкой при сваркес продолжительностью, обеспечивающей полное удаление водорода и наводороженного слоя, позволяет снизить температуру сварки и уменьшить деформацию свариваемых деталей в свяэи с тем, что водород, предварительно введенный в поверхностный слойпри сдавливании, перемешаясь в более напряженные участки свариваемыхдеталей, разрушает окисную пленку на свариваемых поверхностях, Одновременно с этим наличие водорода вуказанном слое приводит к сверхпластичности в свариваемых участках деталей, что в целом позволяет интенсифицировать процесс сварки деталей, П р и м е р 1. Готовят О,1 н, раствор серной кисготы и добавляют в него 0,05 г/л тиомочевины, Собирают две электрохимические цепи, Перваяцепь включает обрабатываемую инструментальную сталь - отрицательныйэлектрод, раствор кислоты с тиомочевиной и положительный электрод изграфита, Наводороживают сплав Р 6 М 5на глубину 35 мкм, для чего пропускают через сплав постоянный ток плотностью 0,5 мА/см в течение 2 мин. Этот режим обеспечивает наводороживание на глубину 200 мкм. Далее наводороживают в том же растворе стальч 5 на глубину 50 мкм, для чего пропускают через цепь постоянный ток плотностью 0,38 мА/см в течение23 мин.Помещают соединяемые материалы в камеру установки диффузионной сварки и создают разрежение 0,3 Па. Сдавливают соединяемые детали и нагревают до температуры 1053 К. Проиэво1219297 Составитель В.ШаровРедактор А,Шишкина Техред Л.Олейник Корректор Е,Рошко Заказ 1194/19 Тираж 1001 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 дят изотермическую выдержку под давлением 35 МПа в течение 20 мин.Проведенные испытания показывают,что прочность соединения равна700 МПа при величине абсолютной деформации материалов 0,1 мм.П р и м е р 2. Соединяют никелевый жаропрочный сплав ЖС,Готовят 0,6 н. раствор солянойкислоты и добавляют тиомочевину вколичестве 0,08 г/л. Собирают электрическую цепь, включающую обрабатываемые сплавы ЖС 26 - отрицательныйэлектрод, раствор кислоты,с тиомочевиной и положительный электродплатину.Наводороживают соединяемые материалы на глубину 500 мкм, для чегопропускают через цепь постоянныйток с плотностью 0,5 мА/см в тече 7ние 5 мин.Помещают соединяемые материалыв камеру установки диффузионнойсварки, создают разрежение 1 Па инагревают со скоростью 200 град/миндо температуры 1240 К. Обеспечиваютдавление на соединяемые материалы40 МПа. Проводят иэотермическую выдержку под давлением в течение 40 мини охлаждают соединенные детали.Проведенные испытания показывают,что прочность полученных соединений 5 равна 900 МПа.П р и м е р 3. Соединяют алюминиевый сплав АД 1-0 со сталью 12 Х 18 Н 10 Т,Наводороживают алюминиевый сплавна глубину 20 мкм в 0,1 н. растворе 1 О серной кислоты при плотности тока0,4 мА/смНаводороживают соединяемую поверхность стали 12 Х 18 Н 10 Т на глубину30 мкм в 0,1 н. растворе серной кис лоты, для чего пропускают через цепьпостоянный ток с плотностью 0,4 мА/см .2Помещают соединяемые материалыв камеру установки диффузионнойсварки, Создают в камере разрежение 20 2 Па. Нагревают детали до температуры 793 К, сдавливают с усилием,обеспечивающим давление на соединяемые поверхности 4 МПа. Делают изотермическую выдержку под давлением 25 в течение 1 О мин. Охлаждают соединенные детали до температуры 373 К,развакуумируют камеру и извлекаютсоединенные детали.