Способ диффузионной сварки

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯ оп 8934 Союз Советскик Социалнстическик Республик(22) Заявлено 04. 01. 80 (21) 2894047/25-27 (51) М Кфф с присоединением заявки Йо(23) Приоритет В 23 К 20/14 Государственный комитет СССР по дедам изобретений и открытий(088.8) Дата опубликования описания 30, 12. 81(54) СПОСОБ ДИФФУЗИОННОЙ СВАРКИ Изобретение относится к диффузионной сварке и может быть использовано при изготовлении выводов катушектрансформаторов, предназначено длясварки алюминиевой фольги с меднойтолщиной 30-200 мкм.Изобретение может быть использовано в электротехнической промышленности для соединения фольг из других металлов и сплавов, преимущественно имеющих на своих поверхностях термодинамически устойчивую окиснуюпленку.Известен способ местного разрушения окисной пленки для осуществления последующей. сварки давлением,когда через зону сварки, подлежащуюочистке, пропускают электрический токвысокой частоты 111.Недостаток этого способа при соединении меди с алюминием состоит втом, что для разрушения окисной пленки требуется высокая температура нагрева, а это приводит к образованию взове соединения хрупких интерметаллидных фаз, резко снижающих механическую прочность соединения,Наиболее близким к предлагаемомуизобретению по технической сущностии достигаемому результату является 30 способ диффузионной сварки тонколистовых материалов, преимущественноалюминиевой фольги, покрытой окиснойпленкой с медной, при котором сжатиесвариваемых деталей осуществляют через порошок, размещаемый между ними и пуансоном, температура пластической деформации которого выше температуры сварки соединяемых материалов,и частицы которого не свариваются между собой и с деталями 2.Недостатком способа является низкое качество сварки, так как не обеспечивается разрушение окисной пленки в зоне соединения.Цель изобретения - повышение качества сварки путем разрушения окисной пленки в зоне соединения.Поставленная цель достигается тем, что в способе диффузионной сварки тонколистовых материалов, преимущественно алюминиевой фольги покрытой окисной пленкой с медной, при котором сжатие свариваемых деталей осуществляют через порошок, размещенный между ними и пуансоном, температчра пластической деформации которого выше температуры сварки соединяемых материалов, частицы которого не свариваются между собой и с деталями ис 893469пользуют порошок с размером частиц 0,25 д 1, дгде д - диаметр частиц порошкатолщина материала с скис"ной пленкой.На чертеже показана схема процесса соединения и детали сборочно-сварочного приспособления.Схема содержит верхний неподвиж.ных шток 1 сварочной установки, внешний верхний пуансон 2, внутренний верхний пуансон 3, частицы 4 порошка, участки 5 зоны соединения, осколки 6 разрушенной окисной пленки, алюминиевая фольга 7, окисный слой 8, внешний нижний пуансон 9, внутренний нижний пуансон 10, подвижный шток 15 11 сварочной установки и медная фольга 12.Фиксацию частиц 4 порошка выполняют внешними пуансонами (верхним2 и нижним 9)которые изготавливают Оиз материала, имеющего более высокийкоэффициент термического расширения,чем материал внутренних пуансоновдля сжатия (верхнего 3 и нижнего 10),В результате этого при нагреве пуан- Дсонов частицы 4 порошка все времяподаются в зону сварки.Способ осуществляют следующим образом.На подвижный шток 1 сварочной установки устанавливают внутреннийнижний пуансон 10 для сжатия и внеш"ний нижний пуансон 9 для Фиксации по"рошка. На поверхность нижнего пуансона 10 насыпают порошок, частицы 4которого не свариваютсй между собойи со свариваемыми деталями (алюминиевой 7 и медными 12 фольгами).Затемпоследовательно на порошок укладывают алюминиевую 7 и медную 12 фольги, устанавливают верхний пуансон 2 40для фиксации частиц 4 порошка, который засыпают во внутреннюю полостьпуансона. Далее частицы 4 порошкаприжимают к поверхности верхнегопуансона З.,Таким образом, частицы 45. 4 порошка располагают со сторонымедной фольги 12 н между поверхностями пуансонов3 и 10 для сжатия. Сборочно-сварочное приспособление нагревают до температуры 50сварки и, перемещая вверх к неподвижному штоку 1 сварочной установкиподвижный шток 11, осуществляют сжатие свариваемых деталей через частицы 4 порошка,55Благодаря использованию порошка сразмером частиц 0,25 Д ддобеспечивается локальное давление в зонеконтакта, врезультате которого засчет значительной деформации, превышающей критическую, в отдельных зонах контакта окисная пленка разрушается на осколки, образуя чистыеповерхности, в результате чего повышается качество сварки прн диаметречастиц порошка меньше 0,256 или 76 65 повышение качества сварки не наблюдаетсятак как в первом случае не происходит разрушения окисной пленки, а во втором - разрушается фольга.П р и м е р. Проведена сварка двух медных фольг, между которыми располанают покрытую окисной пленкой, толщиной 5-7 мкм, алюминиевую фольгу, толщиной 30 мкм. Толщина медной фольги также составляет 30 мкм. Для сварки применяют порошок из окиси алюминия А 0 с размером.частиц 30 кмк.Собранный узел, как показано на чертеже, помещают в вакуумную камеру сварочной установки типа А 306.08, нагревают до температуры сварки 250 фС и сдавливают при удельном сварочном давлении 9 кгс/мм Длительность сварочного процесса составляет не более 1-2 мин. Внутренняя часть сварочных пуансонов изготовлена из стали 12 Х 18 Н 10 Т, а наружная часть - из стали, РбМ 5.Испытания соединений на электропроводимость и прочность показывают их высокое качество. Разрушение сварных соединений наблюдается по алюминиевой фольге, а электропроводимость соединения сохраняется на уровне алюминиевой фольги.При изготовлении опытно-промышленной партии выводов трансформаторов по предлагаемому способу по сравне нию с известным снижается брак на 30-35%.Использование изобретения позволит повысить качество соединения при сварке фольг, Покрытых окисной пленкой.Формула изобретенияСпособ диффузионной сварки тонколистовых материалов, преимущественноалюминиевой Фольги,покрытой окиснойпленкой с медной, при котором сжатиесвариваемых деталей осущеотвляют через порошок, размещаемый между нимии пуансоном, температура пластическойдеформации которого выше температурысварки соединяемых материалов, и частицы которого не свариваются междусобой и.с деталями, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения качества сварки путем разрушения,окисной пленки в зоне соединения,используют порошок с размером частиц. Ою 256 с др дгде д - диаметр частиц порошка;0 - толщина материала с окисной пленкойИсточники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРР 73513, кл, В 23 Р 3/00, 06.05.48.2. Авторское свидетельство СССРР 556012, кл. В 23 К 19/00, 10.11.74Составитель В. Петросянтехред Т. Маточка Корректор Л. Шеньо Редактор А. Власенко Тираж 1151 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5