ОСНОВИ ВИКОРИСТАННЯ ПОВЕРХНЕВИХ ФІЗИКО-ХІМІЧНИХ ПРОЦЕСІВ ДЛЯ ПРЕЦИЗІЙНОГО ЗВАРЮВАННЯ ТИСКОМ

УДК: 621.791.4

DOI:10.25140/2411-5363-2017-4(10)-54-66

Автор:

Фальченко Юрій В’ячеславович, Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України (вул. Боженка, 11, м. Київ, 03680, Україна)

Новомлинець Олег Олександрович, Чернігівський національний технологічний університет (вул. Шевченка, 95, м. Чернігів, 14027, Україна)

Петрушинець Лідія Вячеславівна, Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України (вул. Боженка, 11, м. Київ, 03680, Україна)

Нагорна Ірина В'ячеславівна, Чернігівський національний технологічний університет (вул. Шевченка, 95, м. Чернігів, 14027, Україна)

Мова статті: українська

Анотація:

Актуальність теми дослідження. Використання поверхневих фізико-хімічних процесів є перспективним засобом активації для прецизійного з'єднання металевих матеріалів.

Постановка проблеми. Сучасна теорія твердофазного з’єднання стосовно використання поверхневих процесів не може повною мірою визначати безпосередні критерії технології зварювання з мінімальним рівнем пластичної деформації.

Аналіз останніх досліджень і публікацій. При зварюванні у твердій фазі різних металів і сплавів використання попереднього підігріву деталей, що зварюються, у розведеному стані, може прискорити процес відновлення оксидних плівок та сублімації одного з матеріалів з наступною конденсацією на поверхню іншого.

Виділення не вирішених раніше частин загальної проблемиЗастосування сублімованих прошарків при зварюванні різнорідних матеріалів дозволяє отримати міцність на 15...20 % більше міцності з'єднань, зварених безпосередньо напряму. Однак у роботах не досліджено можливість використання таких прошарків для прецизійного зварювання тиском.

Постановка завдання. Дослідження впливу поверхневих фізико-хімічних процесів (самоочищення від оксидних плівок, сублімація та конденсація) на здатність до прецизійного зварювання тиском у вакуумі різнорідних металів.

Викладення основного матеріалу. Досліджено здатність до прецизійного зварювання тиском міді з молібденом та хромом через мідний сублімований прошарок та міді з титаном через сублімований прошарок з титану.

Висновки. Встановлено, що деформація основних матеріалів при зварюванні не перевищує 1 %, а міцність зварних з’єднань міді з молібденом та хромом становить 85…90 % від міцності основного матеріалу (міді), міцність з’єднань міді з титаном – 73…77 % міцності міді.

Запропоновано новий спосіб дифузійного зварювання у вакуумі через тонкі сублімовані активні прошарки. Розроблено новий технологічний процес ДЗВ міді з тугоплавкими металами та титаном з використанням спеціалізованої оснастки, яка дозволяє здійснювати дифузійне зварювання через сублімовані прошарки за один цикл в одній робочій камері.

Запропоновано модель формування нероз’ємних з’єднань при зварюванні тиском у твердій фазі з використанням поверхневих фізико-хімічних процесів.

Ключові слова:

дифузійне зварювання у вакуумі, поверхневі фізико-хімічні процеси, сублімовані прошарки, прецизійні нероз’ємні з’єднання

Список використаних джерел:

  1. Кочергин К. А. Сварка давлением / К. А. Кочергин. – Л. : Машиностроение, 1972. – 216 с.

  2. Окисление металлов / под ред. Ж. Бенара ; пер. с французского. – М. : Металлургия, 1967. – Т. 1. – 499 с.

  3. Стычинский В. Б. Предупреждение образования окалины и методы очистки деталей / В. Б. Стычинский, С. Д. Бешелев. – М. : Машиностроение, 1964. – 132 с.

  4. Савицкий Е. М. Металловедение сплавов тугоплавких металлов / Е. М. Савицкий, Г. С. Бурханов. – М. : Наука, 1971. – 356 с.

  5. Гуляев Б. Б. Литье из тугоплавких металлов / Б. Б. Гуляев, О. Н. Магницкий, А. А. Демидов. – М.-Л. : Машиностроение, 1964. – 192 с.

  6. Квасницкий В. Ф. О возгонке поверхностных пленок при соединении жаропрочных сплавов в твердом состоянии в вакууме / В. Ф. Квасницкий // Труды НКИ им. С. О. Макарова. – 1971. – Вып. 45.Технология судостроения и сварочного производства в судостроении.

  7. Шмыков А. А. Закономерности взаимодействия контролируемых атмосфер с металлами / А. А. Шмыков // Металловедение и термическая обработка металлов. – 1967. – № 5. – С. 5465.

  8. Шмыков А. А. Термодинамика и кинетика процессов взаимодействия контролируемых атмосфер с поверхностью стали / А. А. Шмыков, В. Г. Хорошайлов, Е. Л. Гюлиханданов. – М. : Металлургия, 1991. –160 с.

  9. Взаимодействие марганца, хрома и титана с воздухом в условиях автовакуумного нагрева при пайке / В. И. Рымарь, С. Н. Лоцманов, В. М. Радзиевский, В. Ю. Чернов // Сварочное производство. – 1973. – №11. – С. 68.

  10. Слепуха В. Т. Образование поверхностей, свободных от оксидных пленок при диффузной сварке в вакууме / В. Т. Слепуха // Сварочное производство. – 1965. – № 5. – С. 3040.

  11. Соколова Г. В. Взаимодействие ниобия с газами при высоких температурах и низких давлениях (обзор литературы) / Г. В. Соколова, С. Ф. Юрьев // Металловедение. – 1970. –  14.

  12. Куликов И. С. Термическая диссоциация соединений / И. С. Куликов. – М. : Металлургия, 1966. – 250 с.

  13. Испарение и металлические свойства металлических материалов в вакууме (обзор литературы) / Н. Н. Грибов, Ю. И. Звездин, А. И. Мелькер, С. С. Шураков, В. А. Яковлев // Металловедение. – 1964. – № 8.

  14. Дэшман С. Научные основы вакуумной техники : пер. с англ. / С. Дэшман. – М. : Мир, 1964. – 715 с.

  15. Масс-спектрометрический анализ газов при прокате в вакууме / Н. А. Аникеев, Я. Б. Гуревич и др. // Известия Вузов. Черная металлургия. – 1969. – № 7. – С. 6167.

  16. Коллинз Д. Термическое обезгаживание электровакуумных материалов / Д. Коллинз, К. Тернбалл // Техника электронных ламп материалы V Национальной конференции по технике электронных ламп. – М.: Изд-во иностр. лит.1963. – С. 178–183.

  17. Гельман А. C. О взаимодействии сталей с газами в условиях автовакуумного нагрева при сварке / А. C. Гельман, М. С. Барышев // Сварочное производство. – 1971. – № 5. – С. 911.

  18. О кинетике выделения газов при прокатке в вакуум / Н. А. Аникеев, Я. Б. Гуревич и др. // Физика и химия обработки материалов. – 1970. – № 12. – С. 5261.

  19. Скибина Г. В. Исследование газоотделения нержавеющих сталей в динамическом высоком вакууме : автореф. дис. ... канд. техн. наук / Г. В. Скибина ; МВТУ им. Н. Е. Баумана. – М., 1970.

  20. Норман С. Усовершенствования в области сварки металлов. Английский Патент, кл. 83(ч). В23к, № 919031 (РЖМЕТ, № 11, 1963, 11Е327П).

  21. Семенов А. П. Схватывание металлов / А. П. Семенов. – М. : Машгиз, 1958. –280 с.

  22. Вадило П. С. Кристаллизация металлов / П. С. Вадило. – М. Металлургия1964. – 183 с.

  23. Борисов А. Я. Исследование испаряемости нержавеющих сталей и никелевых жаропрочных сплавов в вакууме при высоких температурах / А. Я. Борисов, Г. В. Ильина, Ю. В. Соломко // Металловедение. –1965. – № 9. – С. 124131.

  24. Methods for diffusion welding the superalloy Udimet 700 / Duvall D. S., Owszarski W. A., Paulonis D. F., King W. H. // Welding Journal». – 1972. – Issue 51, № 2. – Pp. 41–49.

  25. Самоочистка от оксидов стыкуемых поверхностей при сварке в твердой фазе с нагревом / С. И. Кучук-Яценко, Г. К. Харченко, Ю. В. Фальченко и др. // Автоматическая сварка. – 1998. – № 2. – С. 1623.

  26. Гельман А. С. Основы сварки давлением / А. С. Гельман. – М. : Машиностроение, 1970. – 312 с.

  27. Дослідження впливу сублімаційних процесів в стику на якість зварних хром-мідних з’єднань / Г. К. Харченко, О. О. Новомлинець, Д. М. Демиденко, Ю. В. Фальченко // Вісник ЧДТУ. – 2005. – № 22. – С. 91–93.

  28. Falchenko Y. Diffusion welding of titanium with copper using surface physical and chemical processes / Falchenko Y., Novomlynets O. // Collection of Scientific Papers: Information, Technologies, Management and Society. – Riga, Latvia, 2015. – № 4 (12). – Pр. 184–191.

Завантажити