Способ диффузионной сварки

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 20 51) 4 В СССРКРЫТИЙ КЕф О ИЕ ИЗОБРЕТМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Н АВТОРСНО.04.77.228-193 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИ ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ(71) Московский авиационный технологический институт им, К.Э.Циолковского (72) С.Э. Нлифер, А.Г. Браун и В.П. Антонов(56) Авторское свидетельство СССР У 617965, кл. В 23 К 20/24,26Патент США 9 3256898, кл.21.01.66.(54) СПОСОБ ДИФФУЗИОННОЙ СВАРКИ (57) Изобретение относится к сварке давлением с подогревом, в частности к диффузионной сварке, и может быть использовано в электронной, авиационной и других отраслях промышленности. Целью изобретения является снижение температуры сварки и повышение качества сварного соединения. Для ее достижения свариваемые детали - неметалл (диэлектрик) и металл приводят в контакт, сдавливают, нагревают.Прикладывают к ним постоянное напряжение перлендикулярно соединяемым поверхностям: на металл +", на диэлек трик -". При сварке свариваемые детали подвергают воздействию быстрых нейтронов или -лучей. Облучение осуществляют интегральным потоком нейтФ 4 47 2 ронов плотностью 10 - 0 нейтрон/см с энергией 0,5-О МэВ или-облучением с энергией 0,1-1,1 МэВ до дозы4 6О -10 Р. В результате облучения электросопротивление неметалла в процессе сварки снижается. 2 з.п, ф-льИзос)ретенпе относится к сварке давлением с подогревом, н частности к диффузионной сварке, и может быть ис.попьзовяно в электронной, авиационной и других отраслях промьпиленности,Цель изобретения - снижение температуры сварки и повышение качества сварного соединения.Способ осущ)естнляют следующим образом.Сваривяемые детали устанавливают в сварочную камеру диффузионной установки, создяк)т в ней вакуум, детали сдавливают, нагревают до температуры сварки, перпендикулярно к снариваемым поверхностям прикладывают постоянное напряжение ( +" на металле) и в процессе сварки снижают электросопротивление неметяллического материала интегральным потоком нейтронов плотностью 10 - 10 нейтрон/см с энер 14 сг ггией О, 5- 1 О Мэ В или-облу чением дозой 1 0 - 1 О Р с энергией О, 1 - 1, 1 Мэ В .После сварки детали охлаждают и извлекают и з камеры . Благодаря снижению электросопротивления неме тяллического материала повышается качество сварного соединения при пониженных температурах сварки , обусловленное большой величиной электрического поля на границе н еметалл - металл , т . е . бо.пе е активным формированием физического контакта соединяемых поверхностей .Кроме того , облучение в процессе сварки н электростатическом поле суще стн енно увеличивает ионный диффузионный ток че ре з границу металл - диэлектрик , ч то вызывается возрастани ем ко пич еств а сн ободных носителей (эле ктронон и ионов) и их подвижно сти, Ре з ул ьт ятом увеличения ионного диффузионного тока явля ется ра сшир ение переходной диффузионной зоны с о единения металл - неметалл , до стижение более высо кой прочности сварки .Для . облучения необходимо применять такие частицы , которые могут ныз ват ь объемный эффект , т . е . проникают глубоко в материал . Быстрые электроны , ионы , С -частицы и тому подобное имеют глубину проникновения в н еще ство очень малую (доли миллиметра) и не могут дать существенного объемного эффекта при облучении реальных деталей , подвергающихся сварке , в связи с этим дл я по,пучения объемного эф 9 с,)3 2фектя пеобхо,симо применять нейтрс)ныили-лучсс,Облучение интегральным потоком нейтронов плотностью меньше 10 нейтС 4рон/см или энергией Е меньше 0,5 МэВпряктичес.ки не дает уменьшения электрос опротинления диэлектрика. Облучение интегральным потоком нейтронон17 гплотностью больше 10 нейтрон/см иэнергией Е больше 10 МэВ приводит квозникновению объемных дефектов диэлектрика, т.е. к необратимому ухудшению его свойств.Облучение-лучами с энергиейбольше 1,1 МэВ либо дозой более 10 Рприводит к повышению пострадияционнойэлектропроводности, охрупчивянию неметаллического материала. Облучение"-лучами с энергией меньше 0,1 МэВ идозой менее 1 О Р практически не дает уменьшения электросопротинлениянеметаллического материала.П р и м е р 1, Производят диффу зионную сварку цилиндрических образцов из керямики (полированной ) высотой 20 мм с А 1 (торцовое соединение)диаметром 16 мм, высотой 2 мм (сокисным слоем 200-300 Л) по режимам:о 30 температура сварки .Г = 500 С, усиглие сжатия Р = 1,0 кгс/мм , время- 15 мин, постоянное напряжение0 = 500 В, ионный диффузионный токн 120 мкА.ф л)ахс35В процессе сварки образцы подвергают облучению интегральным потокомС 4 гнейтронов плотностьк) 10 нейтрон/смс энергией 1,0 МэВ.П р и м е р 2. Производят диффузионную сварку цилиндрических образцов из стекла толщиной 10 мм (обработка по 7 12) с ковяром (торцовоесоединение) диаметром 12 мм, толщи ной 2 мм (с Окисным слоем толщиной0,5 мкм) по режимам: Т = 450 С,Р:0,5 к /. г;-,:1 О)25 В ,ч20 мкАВ процессе сварки проводят-облучение свариваемых образцов от обычного кобальтового источника ) -лучей смощностью дозы 10 Р/ч.5 Время облучения равняется времени сварки 1 О мин, энергия -иэлуче ния Е = 1,0 МЭВ, доза облучения 1 ОМеханические испытания сняренны:собразцов показывают повышение качес:тна сварного соединения.Составитель Т.ОлесоваТехред Л. Олийнык Корректор М.Демчик Редактор И, Горная Заказ 5217/1 Тираж 970 Подписное В 1 В 1 ИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5.Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4. 3 13499Формула изобретения 1. Способ диффузионной сварки не- металлических материалов с металла 5 ми, при котором перпендикулярно к свариваемым поверхностям прикладывают постоянное напряжение, о т л и - ч а ю щ и й с я тем, что, с целью снижения температуры сварки и повыше ния качества соединения, электросопротивление неметаллического материала в процессе сварки снижают. 2. Способ по и1, о т л и ч а ю - щ и й с я тем, что снижение электро- сопротивления осуществляют облучением интегральным потоком нейтронов плотностью 1 О - 10 нейтрон/см с энерц т ггней 0,5-10 МэВ. 3. Способ по п.1, о т л и ч а ю - щ и й с я тем, что снижение электро- сопротивления осуществляют-облучением с энергией О, 1-1,1 МэВ до дозы 1 О -10 Р,