ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Сварка жаропрочных сплавов с расплавляющимися прослойками из "Диффузионная сварка материалов " Необходимость применения диффузионной сварки в вакууме часто возникает при соединении деталей из жаропрочных сплавов по развитым плоским или сложным поверхностям. В этих случаях обеспечение надежного фактического контакта по всей площади затруднено. Даже особо тщательная подготовка поверхностей, применение высоких сварочных давлений и дорогостоящего оборудования могут оказаться неэффективными из-за невозможности равномерного распределения сварочного давления по поверхности сварки. [c.176] При диффузионной сварке тонколистовых конструкций возникают дополнительные трудности, связанные с нагревом приспособления для сжатия деталей до тех же температур, что и свариваемые элементы. Длительное воздействие значительных давлений сжатия сопровождается ползучестью материала приспособлений и снижает срок их службы. В этом случае целесообразно применение расплавляющихся промежуточных прослоек, которые являются радикальным средством удаления окисных пленок. В процессе сварки расплавленную прослойку под действием приложенного усилия сжатия выдавливают, а состав оставшейся незначительной части прослойки за счет диффузионных процессов приближается к составу основного металла. Такие прослойки можно применять при сварке как однородных, так и разнородных материалов. [c.176] Из уравнения (13) видно, что время рассасывания прослойки до заданной концентрации элемента растет пропорционально квадрату начальной концентрации и толщины. Поэтому для повышения химической однородности соединения необходимо обеспечение условий максимально возможного выдавливания прослойки из стыка. Описанные выше особенности процесса показывают, что расплавляющаяся прослойка должна удовлетворять следующим основным требованиям обеспечить активацию соединяемых поверхностей легко выдавливаться из стыка при сжатии соединяемых поверхностей состав прослойки должен быть по возможности близким к основному металлу для обеспечения высокой химической однородности соединения быстро-диффундировать в основной металл и не приводить к охрупчиванию соединений температура плавления прослойки должна быть ниже температуры недопустимых структурных изменений в сплаве и находиться в интервале высокой пластичности сплава. [c.177] В качестве расплавляющихся и выдавливаемых прослоек исследованы системы N1—Мп, N1—31, N1—В, которые составляют основу большинства промышленных припоев ВПр-7, ВПр-11, ВПр-11—40Н и др. Основой припоя ВПр-7 является система (%) N1—ЗЗМп—МЬ припоя ВПр-11 N1—15Сг—4,531—2,5В— 0,5С—4Ре. Наиболее благоприятные условия для выдавливания прослойки достигаются, когда краевой угол смачивания не превышает 5—8°, но растворение основного металла незначительно. [c.178] Влияние давления сжатия на формирование соединений сплава ЭП99 с расплавляющимися прослойками показано на рис. 9. С ростом давления сжатия до 15 МПа толщина прослойки быстро убывает, достигая 10—20 мкм при времени выдержки 6 мин. Эта толщина обусловлена выдавливанием жидкой прослойки и диффузионными процессами. Прочность соединений с такими прослойками зависит от их состава и структуры, которые определяются растворно-диффузионными процессами. В большинстве случаев при давлении сжатия 10—15 МПа и соответствующей температуре по микроструктуре стык обнаружить трудно. Например, при соединении с прослойкой ВПр-7 структура металла в зоне стыка состоит из зерен твердого раствора, а после старения выпадает 7 -фаза. Результаты локального рентгеноспектрального микроанализа показали, что по толщине прослойки состав металла неодинаковый. Распределение элементов прослойки соответствует уравнению диффузии из источника с ограниченным количеством вещества. Исследования влияния температуры сварки на толщину и состав прослоек показали, что с повышением температуры до 1473 К условия выдавливания прослойки улучшаются. Наибольшая концентрация марганца в центре прослойки при температуре 1473 К и давлении сжатия 10 МПа составляла 5,4% (рис, 10). При соединении с прослойкой ВПр-11 состав металла в зоне стыка также близок к составу основного металла (рис, 11), но при снижении температуры сварки до 1398 К в соединении могут быть включения тугоплавких боридов. Исследовали возможность применения в качестве расплавляющихся прослоек двойных систем N1—Мп и N —31, а также напыленных марганца и кремния. Установлено, что за счет выдавливания и развивающихся растворно-диффузионных процессов состав металла в зоне соединения близок к составу металла при сварке с соответствующими прослойками ВПр-7 и ВПр-11. Близкими оказались и механические свойства. [c.178] Вернуться к основной статье