ZGRZEWANIE DYFUZYJNE

Zgrzewanie dyfuzyjne jest procesem łączenia w stanie stałym,

w podwyższonej temperaturze i pod działaniem docisku

. Proces

zgrzewania nie powoduje odkształcenia makroskopowego i
przesunięcia wzajemnego zgrzewanych przedmiotów. Zgrzewanie
dyfuzyjne jest prowadzone w komorach próżniowych lub
zawierających osłonę gazową redukującą lub obojętną. Typowe
urządzenie do zgrzewania dyfuzyjnego zawiera jedną lub kilka
komór roboczych, układ grzewczy, układ docisku, układ
pompowania lub osłony gazowej i układ sterowania

Przygotowane do zgrzewania przedmioty są ustawione w
komorze. Włączane jest odpompowanie próżni i układ
nagrzewania bezpośredniego: oporowego lub indukcyjnego bądź
pośredniego: radiacyjnego oporowego lub lampami jodowymi,
wiązką elektronów, laserem lub w polu wyładowań jonizujących.

Po osiągnięciu wymaganej próżni komory roboczej i

temperatury zgrzewania na zgrzewane przedmioty jest wywierany
stały docisk układem mechanicznym lub pneumatycznym. Po
upływie ustalonego czasu zgrzewania jest wyłączany układ
grzewczy i następuje schładzanie zgrzanej konstrukcji do
temperatury pokojowej, po czym odejmuje się docisk zgrzewania,
likwiduje próżnię i konstrukcję wyjmuje się z komory

1

Zgrzewanie dyfuzyjne przebiega w dwóch etapach

:

zapewnienie odpowiedniego styku czystych metalicznie łączonych
powierzchni i następnie stymulowanie dyfuzji atomów, jonów i
wakansów poprzez powierzchnię międzyfazową zapewniające jej
czyste metaliczne połączenie.

⇐

złącze doczołowe

prętów ze stopu Ni-
Co, temp.1170

0

C,

nacisk 7 MPA, czas
4h. Pow. 250

×

Mechanizm:

a) faza wstępna – tlenki i zanieczyszczenia pokrywają

powierzchnię,

b) odkształcenie i pełzanie – maleje grubość warstwy tlenków

tworzą się międzyfazowe granice ziaren,

c) migracja granic ziaren i eliminacja pustek z obszaru granic,
d) eliminacja pustek wewnątrz ziaren - drobne pozostałości

tlenków

.

Przygotowanie powierzchni:

Powierzchnie stykowe zgrzewanych

przedmiotów muszą być bardzo starannie przygotowane do
zgrzewania. Operacje przygotowawcze zawierać muszą: dokładne
wyrównanie powierzchni przez obróbkę mechaniczną lub
chemiczną, usunięcie tlenków, smarów i innych zanieczyszczeń
oraz zaadsorbowanych gazów i wilgoci. Poprawnie przygotowane
powierzchnie powinny być płaskie lub dokładnie odpowiadać
wymaganej krzywiźnie.

Przedmioty czyszczone fizycznie

wymagają magazynowania w próżni lub w atmosferach
ochronnych, aby nie utracić efektu czyszczenia.

2

Parametry:

¾ temperatura zgrzewania w oC,
¾ czas zgrzewania w min,
¾ siła docisku zgrzewania w kN,
¾ rodzaj warstwy pośredniej

Rodzaje połączeń:

Połączenie może być wykonane bezpośrednio między łączonymi
przedmiotami lub za pomocą warstwy pośredniej. Możliwych jest
kilka rodzajów połączeń:

*

Materiały o podobnych własnościach mogą być połączone

bezpośrednio i tworzą złącze w stanie stałym.

*

Materiały o podobnych własnościach mogą być połączone przy

użyciu warstwy pośredniej, z metalu o wyraźnie różnych
własnościach. W tym przypadku warstwa pośrednia może
przyśpieszać procesy dyfuzyjne.

*

Materiały wyraźnie różniące się własnościami mogą być

połączone ze sobą za pomocą warstwy pośredniej.

W połączeniach tych mogą występować różne struktury:

a) z warstwą pośrednią,
b) o liniowej granicy styku,
c) przy zaniku granic podziału

Przykłady struktur:

stal

3

Zastosowania:

4