Способ диффузионной сварки разнородных материалов

О П И С А Н И Е 975288ИЗОБРЕТЕН ИЯ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУло делам лэобретений и открытий(72) Авторы изобретения арких Н. Ф. Казаков, А. В. Сергеев,В.И. Беляков олочной осковский технологический институт мяснпромышленности 1) Заявите 54) СПОСОБ ДИФФУЗИОННОЙ СВ МАТЕРИАЛОВРАЗНОРОДНЫХ Способ осуществляют следующзом. бр Государственный комитет (23) Приоритет -1Изобретение относится к сварке давлением с подогревом, в частности к технологии диффузионной сварки и может быть использовано в электронной, радиотехнической и инструментальной промышленности.Известен способ диффузионной сварки через расплавляющуюся промежуточную прокладку 1).Недостатком способа является низкая прочность соединения при повышенных температурах эксплуатации.Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является способ диффузионной сварки разнородных материалов через промежуточную прокладку из.фольги с последующим охлаждением сваренных деталей 12.Недостатком известного спрсоба является низкое качество сварки из.-за остаточных напряжений.Целью изобретения является повышение качества сварки путем снижения остаточных напряжений.Поставленная цель достигается тем, что согласно способу диффузионной сварки разнородных материалов через промежуточную прокладку из фольги с последующим охлаждением сваренных деталей, в качестве промежуточной прокладки используют деформируемый материал, обладающий термомеханической памятью.При этом в качестве промежуточной прокладки можно использовать фольгу из никелида титана, изготовленную прокаткой.С целью снижения трудоемкости накопленную деформацию в промежуточной прокладке можно создавать в процессе диффузионной сварки.Кроме того, при охлаждении сваренныхдеталей можно осуществлять изотермическую выдержку при температуре мартенситного превращения материала промежуточной прокладки,5 Изготавливают фольгу из материала, обладающего термомеханической памятью, например из никелида титана, прокаткой с накопленной деформацией 10 - 15%.Очищают соединяемые поверхности метал лической детали и промежуточной прокладки от окисной пленки. Обезжиривают свариваемые поверхности материалов.кладки можно создавать путем деформирова 30 35 40 Пример 1. Диффузионная сварка стекла С 48 с никелем.Изготавливали промежуточную прокладку из фольги никелида титана толщиной 45 0,1 мм с накопленной деформацией 10%,Очищали соединяемую поверхность никелевой детали и промежуточной прокладки от окисной пленки. Обезжиривали поверхности ацетоном и обезвоживали этиловым спиртом.Размещали промежуточную прокладку 50 между соединяемыми деталями из никеля и стекла. Устанавливали детали в вакуумную камеру, установки диффузионной сварки и создавали разрежение 1,310Па, Нагревали детали до 895 К и сдавливали с усилием обеспечивающим удельное давление 15 МПа.Охлаждали сваренные детали до температуры мартенситного превращения, равной 430 К. Делали выдержку при этой темпераРазмещают фольгу из материала, обладающего термомеханической памятью, между соединяемыми деталями и помещают в камеру установки диффузионной сварки.Нагревают детали до температуры, не превышающей максимальную температуру сохранения демпфирующей способности материала промежуточной прокладки, и сдавливают с усилием, обеспечивающим диффузионную сварку материалов и создание накопленной деформации в промежуточной прокладке. Делают изометрическую выдержку при температуре сварки, Охлаждают сваренные детали со скоростью 6 - 10 град/мин до температуры мартенситного превращения материала промежуточной прокладки, делают изотермическую выдержку, далее охлаждают до комнатной температуры,Применение промежуточной прокладки из материала, обладающего термомеханической памятью, приводит к снижению остаточных напряжений при термоциклировании в интервале. температур, ограниченном максимальной температурой, при которой еше сохраняется демпфирующая способность материала промежуточной прокладки. Демпфирующую способность промежуточной прония сжатием в процессе сварки, что позволяет совместить процесс деформирования и сварки,При нагревании наряду с тепловым расширением промежуточной прокладки имеет место также уменьшение ее размеров (сжатие) из-за проявляющего эффекта термомеханической памяти. В результате этого изменение размеров материала с термомеханической памятью незначительно и близко к изменению размеров свариваемых материалов.Материал с термомеханической памятью пластичен при температуре мартенситного превращения, поэтому для снижения напряжений в сварном соединении делают изотер- н мическую выдержку при этои температуре,5 1 О 15 20 туре в течение 20 мин и далее охлаждалисваренные детали до 300 - 310 К.Проведенные лабораторные испытанияпоказали, что прочность на отрыв сварныхсоединений стекла с никелем составляет70 МПа, соединение работоспособно до573 К.Пример 2, Диффузионная сварка кварца со сталью.Изготавливали прокаткой с обжатием15% при последнем проходе фольгу из никелида титана толщиной 0,1 мм,Вырезали из фольги никелида титана промежуточную прокладку размером, равнымплощади соединяемых поверхностей деталей, и размещали ее между свариваемыми деталями из кварца и стали.Помещали свариваемые детели с промежуточной прокладкой в вакуумную камеруустановки диффузионной сварки и создавалиразрежение 1,3 1 ОПа. Нагревали детали соскоростью 10 град/мин до 840 К. Сдавливалис усилием, обеспечивающим удельное давление 20 МПа, и осуществляли изотермическуювыдержку под нагрузкой в течение 20 мин.Охлаждали детали до температуры мартенситного превращения 370 К, делали изотермическую выдержку в течение 30 мин,Охлаждали сваренные детали со скоростью8 град/мин до 300 К и извлекали сваренныедетали.Проведенные лабораторные испытанияпоказали, что прочность при 293 К, полученных соединений кварца со сталью достигает 20 МПа. Соединения работоспособныпри нагревании до 800 К,Пример 3. Диффузионная сварка керамики ЦТС со сталью 12 Х 18 Н 10 Т,Фольгу никелида титана с накопленнойдеформацией 13% и поверхность стали очищали от окисной пленки, обезжиривали.Керамическую и стальную детали с промежуточной прокладкой из никелида титана между ними помещали в камеру установки диффузионной сварки. Нагревали деталидо 800 К и сдавливали с усилием, обеспечивающим давление 50 МПа в течение 25 мин.Охлаждали сваренные детали до температуры мартенситного превращения, равной 323 К, и делали выдержку при этой температуре в течение 35 мин. Далее охлаждали детали со скоростью 8 град/мин до 300 К.Проведенные лабораторные испытания показали, что прочность на отрыв соединениякерамики ЦТС со сталью 12 Х 8 Н 10 Т попредлагаемому способу составила 140 МПа,соединение работоспособно при температурах до 580 К.Использование изобретения позволит повысить качество сварки при соединении разнородных материалов за счет снижения остаточных напряжений.Формула изобретения1. Способ диффузионной сварки разнородных материалов через промежуточную975288 Составитель В. Петросян Техред И. Верес Корректор В. Грохненко Тираж 153 Г 1 одписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий3035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4Редактор В. ДанкоЗаказ 84 О/8 прокладку из фольги с последующим охлаждением сваренных деталей, отличающийся тем, что, с целью повышения качества сварки путем снижения остаточных напряжений, в качестве промежуточной прокладки используют деформируемый материал, обладающий термомеханической памятью.2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве промежуточной прокладки используют фольгу из никелида титана, изготовленную прокаткой.3. Способ по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что, с целью снижения трудоемкости, накопленную деформацию в промежуточной прокладке создают в процессе диффузионной сварки.4. Способ по пп. 1 - 3, отличающийся тем, что при охлаждении сваренных деталей осуществляют изотермическую выдержку при температуре мартенситного превращения материала промежуточной прокладки. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Казаков Н. ф. Диффузионная сваркаматериалов. М., Машиностроение, 1976,с. 70.2. То же, с. 253 - 255 (прототип).