Способ холодной сварки давлением разнородных материалов

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК О,7610 51)4 В 23 К 20/О ИЗОБРЕТДЕТЕЛЬСТВУ СКОМ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИПРИ ГКНТ СССР(71) Институт физики АН ЛатвССР(56) Патент США В 3798746,кл. 228-116, 1974.Голего Н.Л, Схватывание металловв высоком вакууме- Автоматическаясварка, 1965, В 3, с.18-20,(54) СПОСОБ ХОЛОДНОЙ СВАРИ ДАВЛЕНИЕМ РАЗНОРОДНЫХ МАТЕРИАЛОВ(57) Изобретение относится к сваркедавлением иможет быть использоваНо в электронном приборостроениипри изготовлении акустооптическихустройств, элементов оптических и ва"куумных систем. Цель изобретенияулучшение качества соединений и упрощение оборудования для холодной сварки давлением разнородных материалов На предварительно обработанные в вакууме соединяемые поверхности наносят металлические покрытия и приводят их в соприкосновение. Материалом покрытия могут служить свинец, олово или их сплавы, Процесс ведут при соотношении параметров Р е( 5 10Па с, где Р - давление в вакуумной камере, Па; С - время,с, прошедшее от момента нанесения пленок до момента их контактирования. Для реализации способа не требуется сверхвысокий вакуум, удельные давления, необходимые для сварки невысоки, что исключает разрушение свариваемых деталей.Изобретение относится к электронному приборостроению и может бытьиспользовано при изготовлении акустооптических устройств, элементов оптических и вакуумных систем, включающих соединение разнородных твердых,материалов при помощи металлическойсвязующей прослойки.Целью изобретения является улучшение качества соединений и упрощение оборудования для его реализации.Способ заключается в том, что напредварительно механически Обработанные до высокого класса чистоты 15(КСО,ОЗ мкм), соединяемые поверхности, промытые в дистиллированнойводе и органических растворителях,в вакууме наносят металлическое покрытие. Затем осуществляют сварку ввакууме при комнатной температуреи давлении ниже предела текучестипокрытия. Материал покрытий выбирается экспериментально. При этом параметром, служащим критерием оценки 25йригодности материала покрытий, является отношение ув / Ь, где у- по-.верхностная энергия, мДж/м ; 6 Я,предел текучести, МПа.Материал покрытия, использованиекоторого целесообразно как показалиэксперименты должен иметь значение у / 6 не ниже 80 мДж/м /МПа.Такими значениями этого параметра обладают следующие материалы: свинец,олово, сплавы олово-свинец. Указанные материалы покрытий, кроме того,имеют низкую адсорбционную способность что позволяет обеспечить неОбходимую чистоту контактирующих поверхностей к моменту их соприкосновения. Произведение значений вакуумаи времени, прошедшего от момента нанесения пленок до момента их контактировання,выбирают из экспериментально полученного соотношенияР е5 10 Па с,где Р - давление в вакуумной каме 50ре, Пафй в . время, прошедшее от моментананесения пленок до момента их контактирования, с.При й " 10-15 с (время, дос 55 таточное для приведения свеженанесенных пленок соединяемых материалов в соприкосновение) для достижения требуемого качества сварки необходимо давление в вакуумной камерелишь 5 (1 О 3 - 10 + ) Па.Взаимодействие пленок, приведенных в контакт, при более низком вакууме или при Т 7 200-250 с, т,е. призначении Р Т ) 5 10-, обеспечиваетнезначительную прочность полученныхсоединений, что свидетельствует отом, что степень вакуума и время выдержки в нем свеженанесенных пленокявляются критическими параметрами.П р и м е р. Получение соедине- .ния сваркой давлением акустооптических монокристаллов ТЕВЬЕ-Т 1.1. Проводили механическую обработку поверхности соединяемых материалов акустооптических монокристаллов ТьВг-Т 1,1до получения среднего отклонения проФиля К0,03 мкм. Затем образцыпромывали в дистиллированной воде,спирте, высушивали и закрепляли вустройстве для сварки, позволяюшемосуществлять строго плоскопараллельное касание соединяемых поверхностей.Устройство помещали в вакуумную камеру. При давх.ении в камере 5 Па проводили обработку поверхностей в тлеющем разряде с целью обеспечения достаточно высокой адгезии к,ним металлических покрытии, При достижении рабочего давления 10Па на обе соединяемые поверхности путем термического испарения в вакууме при скорости конденсации 5 нм/с наносилипокрытие из свинца, олова или сплавов свинец-олово толщиной не менее0,1 мкм. Далее образцы беэ нарушениявакуума приводили в контакт при давлении 0,5 мПа в условиях комнатнойтемпературы. Незначительные удельныедавления исключают воэможность повреждения соединяемых деталей. Времявыдсржки образцов под нагрузкой составляло 5-10 с. Время от моментананесения пленок до момента их контактироаания не превышало 10-15 с,При испытании полученных соединений на отрыв их прочность составляла ЗОгО мПа, причем разрушениеразвивалось по границе неметаллической пленки с основой, минуя зонусхватывания пленок.С применением предлагаемого способа соединяли также образцы иэ стекла, ситалла, ниобата лития размеромдо 20 х 20 мм,Применение способа холодной сварки давлением разнородных материаловЗаказ 6789/16 Тираж 922 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГАБТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 позволяет отказаться от использования оборудования для сверхвысокого вакуума и снизить удельное давление, необходимое для сварки, что исклю 5 чает разрушение свариваемых деталей. Способ холодной сварки давлением разнородных материалов, включающий предварительную механическую обработку соединяемых поверхностей, нанесение в вакууме на обе соединяемые поверхности металлических покрытий и приведение их в контакт без нарушения вакуума при комнатной температуре и давлении ниже предела текучести материала покрытия, о т -л и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью улучшения качества соединенияи упрощения оборудования путем снижения степени вакуума, в качестве материала для покрытий используют свинец, олово или сплавы свинец-олово,а процесс сварки ведут при соотношении параметров где Р - давление в вакуумной камере, Па;Г- время, прошедшее от моментананесения пленок до моментаих контактирования, с,