Дифузійне зварювання

У 1953 році було розроблено новий спосіб з'єднання металів при зварюванні – це дифузійне зварювання. Вона входить у клас зварювання тиском, коли він сильно нагріті деталі протягом часу, здійснюють взаємну дифузію атомів контактуючих частин. Цей спосіб дозволяє дуже міцно з'єднувати різні метали та їх сплави, чорні та кольорові, різних товщин.  Дифузійне зварювання буває автоматична та напівавтоматична, деталі зварюються в різних положеннях. Зварювання відбувається шляхом нагрівання та тиску у захисному середовищі.

Дифузійне зварювання металу

Особливістю дифузійного зварювання металу від інших способів зварювання тиском є висока температура нагріву металу 0,5 - 0,7Т_пл, а також відносно низькі питомі тиски стискають 0,5-0Мпа при витримці ізотермії від декількох хв. до кількох годин. Дифузійне з'єднання атомів визначається фізичними та хімічними процесами під час зварювання, а саме: взаємодія нагрітого металу та газів у навколишньому середовищі, очищення поверхні, що зварюється від оксидів, розвиток рекристалізації, повзучості.

Для успішного виконання дифузійного зварювання металу, необхідно зменшити швидкість окислення заготовок. Для цього застосовуються гази — відновники, флюси, розплави солей, обмазки, але переважно використовують інертні гази та вакуум. При такому зварюванні однорідні метали досягають міцне з'єднання в тому випадку, коли структура зони з'єднання така сама, як і основного матеріалу. Цьому сприяють загальні сполуки матеріалів зерна. Дифузійне зварювання робить високоякісні сполуки різноманітних матеріалів. Заготовки можуть бути різні формою, мати компактні поверхні контакту.

Технологія дифузійного зварювання:

• для початку ретельно очищається металева поверхня, встановлюється достатня відстань між заготовками для встановлення металевого зв'язку;
• потім відбувається сильне нагрівання, що сприяє запобіганню поверхні від забруднення, очищенню, десорбції оксидів углиб металів;
• подальший тиск згладжує нерівності, відбувається пластична деформація, встановлюється металевий зв'язок по всій поверхні контакту, прискорюється дифузія, що підсилює надійність і міцність з'єднання. У деяких випадках після зняття тиску, зварені деталі ще залишаються при температурі зварювання для фіксації процесів, що кристалізуються.

Технологія дифузійного зварювання однорідних металів не залишає лінії розділу з'єднання, а коли різнорідні, зони з'єднання встановлюються по різниці їх структур. Поверхня ретельно зачищається для кращого з'єднання по 4-6 класу. Іноді використовують проміжний підшар, наприклад, порошок нікелю, що сприяє міцному зварюванню.

Нагрів використовують різний:

• радіаційний;
• індукційний
• проходить струмом;
• електронно-променевий;
• тліючим розрядом.

Технологія дифузійного зварювання протікає у дві стадії:

•  стиснення поверхонь металу;
•  процес формування структури зварної сполуки.

Переваги такого зварювання:

• не потребує припоїв;
• немає потреби у додатковій механічній обробці;
• Мінімальна витрата енергії.