Способ диффузионной сварки разнородных материалов

ОП ИСА НИ Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (ii) 595)ОО

Оаюэ Йаветскик

Социалистических

Реслублик (61) Дополнительное к авт. свнд-ву (22) Заявлено 19.01.76 (21) 2316533/25-27 (51) Ч. Кл. В 23К 19/00 с присоединением заявки ¹

Соек«мажлис рак ЯььР ло делам изооре1еиий и открьпий (43) Опубликовано 28.02.78. Бюллетень ¹ 8 (45) Дата опубликования описания 03.01.78 (53) УДК 621.791.66 (088.8) (72) Авторы изобретения (71) Заявитель

Н. Ф. Казаков и А. В. Сергеев

Московский технологический институт л|ясной и л1олочной промышленности (54) СПОСОБ ДИФФУЗИОННОЙ СВАРКИ РАЗНОРОДНЫХ

MATE P ИЛЛО В

Го" ÓàèÐñòàå""ûé «Mii« (23) Приоритет

Изобретение относится к диффузионной сварке разнородных материалов и может быть использовано в электронной, машиностроительной и авиационной промышленности.

Известен способ соединения диффузионной сваркой разнородных материалов, предусматривающий нагрев в вакууме, сдавливание, изотермическую выдержку и охлаждение (11.

Недостатком указанного спосооа является низкое качество сварного соединения из-за наличия остаточных напря кений в зоне соединения, Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ диффузионной сварки разнородных материалов, при котором производят нагрев заготовок, сдавливание и последующее охлаждение их под нагрузкой.

Однако этот способ не обеспечивает достаточно высокой прочности соединения разнородных материалов с резко отличающимися коэффициентами термического расширения из-за возникающих при охлаждении остаточных напряжений, которые приводят к искажению профиля и геометрии заготовок.

Целью изобретения является повышение качества сварного соединения за счет снижения осгаточных напряжений.

Это достигается тем, что в процессе охлаждения заготовки сдавливают с удельным давлением, возрастающим в пределах 0,5—

15 кгс/мм, и осущестьляют дге изотермические выдержки: одну — прп температуре, равной 0,3 — 0,5 температуры плавления более тугоплавкого матерна.та. а другую — прн температуре, равной 0,3 — 0,5 температуры плавления менее тугоплавкого материала.

Сущность изобретения заключается в следующем.

Поверхности свариваемых заготовок зачнщают, Обезжирива!От, затем заготовку помещают в установку для диффузионной сварки и нагревают до температуры диффузионной

15 сварки. После чего прикладывают необходимое для сварки заготовок сдавливающее усилие и сваренные заготовки охлаждают. В процессе охлаждения заготовки сдавливают с удельным давлением, возрастающим в преде20 лах 0,5 — 15 кгс/мм, н осуществляют две изотермические выдержки: одну — прп температуре, равной 0.3 — 0,5 температуры плавления оолее тугоплавкого материала, а другую прп температуре, равной 0,3 — 0,5 температу25 ры плавления менее тугоплавкого материала.

Дальнейшее охлаждение до температуры 30—

50 С осуществляют как под давлением, так и без него.

Выбор конкретны., величин удельных дав30 лений, соответствующих определенной темпе595100

Составитель В. Петросян

Texpeä Л. Гладкова

Корректор В. Петрова

Редактор Т. Морозова

Заказ 36/12 Цз.(. о 251 Тираж 1263

НПО Государственного комитета Совета Министров СССР по делам пзобретеннй и открытий

113035, Москва, 7К-35, Раушская наб., д. 4)5

Подппснос

Типография, пр. Сапунова, 2 ратуре в процессе охлаждения производится по уравнениям теории упругости.

Папряжепия, возникающие в слоях материала прп охлаждении, рассчитываются через деформации в контакте материалов.

Удельное давление, прикладывасмое в процессе охла кдения, равно 0,4 — 0,5 величины расчетных напряжений.

Пример конкретного исполнения, Прецизионную сварку пластин меди и никелядпаметром 80 мм и толщиной соответственно 8,5 и

1,5 мм осуществляют следующим образом.

Производят очистку и обезжиривапие соединяемых поверхностей пластин, приводят их в контакт и помещают в вакуумную камеру установки для диффузионной сварки.

Вакуумируют камеру до разрежения

1 10 — 4 мм рт. ст. Производят нагрев зоны контакта свариваемых материалов до температуры 850 С. Прикладывают сдавливающую нагрузку, обеспечивающую удельное давление

1 — 1,2 кгс/мм по плоскости соединения материалов. Делают изотермическую выдержку при 850 С в течение 5 мин, затем производят охлаждепие. В процессе охлаждения сваренные пластины сдавливают с изменяющимся по заранее рассчитанной программе удельным давлением. В начальный момент охлаждения давление составляет 0,5 — 0,6 кгс/мма.

Применительно к конкретным условиям расчетные удельные давления при различных температурах в процессе охлаждения биметаллической пластины представлены ниже:

Т, С Р, кгс/мм

400 7,7

500 568

600 4,1

700 2,4

800 0,85

По достижении температуры 750 С делают первую изотермическую выдержку под давлением 0,85 кгс/мм в тс ение 10 мпн. Далее охлаждают сваренные детали под возрастающим давлении до температуры 500 С, делают вторую изотермическую выдсрхкку под давлением 5,8 кгс/мм в течение 10 мин.

Дальнейшее охлаждение производят как под давлением, так и без него до температуры

ЗО 50 С.

Изобретение позволяет повысить прочность соединения, обеспечить плоскопараллельность соединяемых деталей и уменьшить остато шые напряжения.

Формула изобретения

Способ диффузионной сварки разнородных

20 материалов, при котором производят нагрев заготовок, сдавливание и последующее их охлаждение под нагрузкой, отличающийся тем, что, с целью повышения качества сварного соединения за счет снижения остаточных

25 напряжений, в процессе охлаждения заготовки сдавливают с удельным давлением, возрастающим в пределах 0,5 — 15 кгс/мм2, и осуществляют две изотермические выдержки: одну — при температуре, равной 0,3 — 0,5 темпе30 ратуры плавления оолее тугоплавкого материала, а другую — при температуре, равной

О,З 0,5 температуры плавления менее тугоплавкого материала.

Источники информации, 35 принятые во внимание при экспертизе

1. Казаков Л. Ф. Диффузионная сварка в вакууме, М., 1968, стр, 255 — 256, 269.