2. Свс – сварка

Работа по получению неразъемных соединений с помощью СВС были начаты в 1975 г в СССР. В работе принимали участие ОИХФА, так же институты Ленинграда, Москвы и КПТИ.

СВС своркой – соединение металлов путем нагрева преимущественно за счет тепла СВС процесса. В отличие от термической сварки в этом процессе слой исх. СВС шихты всегда предварительно размещается между соединяемыми поверхностями. В этой связи сам СВС продукт в большей или меньшей степени участвует в образовании материала-шва.

Рассмотрим два наиболее распространенных варианта осуществления процесса.

В первом случае СВС пайка соединяемые материалы и помещенная в зазор между ними СВС шихта в исх. состоянии являются холодными или равномерно нагретыми. Затем высокотемпературным локальным воздействием в слой инициируют СВС реакцию после того, как фронт горения пройдет по всему объему слоя, превратив его в раскаленный СВС продукт, последний выдавливаем из зазора, максимально сближая поверхность материала. В некоторых случаях СВС сварка позволяет получать неразъемные материалы, когда продукт горения является твердым или гетерогенной смесью с малым содержанием жидкой фазы. На закономерности процесса и прочность получаемого соединения влияет ряд факторов:

- экзотермичность реакции

Например, в случае использования высокоэкзотермичной шихты обеспечивается заметное подплавление поверхностных слоев, получаемое соединение, аналогичное соединению сваркой плавлением. Напротив, если экзотермичность процесса не велика и после образования расплавленного СВС продукта температура на границах его контакта с основными материалами окажется ниже соответствующих температур плавления в зоне соединения как при обычной пайке остается более или менее тонкий слой закристаллизовавшегося СВС продукта (припоя) зачастую легированного компонентами соединяемого материала.

Во втором случае (стыковая СВС сварка) инициирование процесса осуществляется иначе. Электропроводная СВС шихта размещается между соединяемыми поверхностями (между торцами свариваемых цилиндров). Затем через эту сборку пропускают электрический ток (от сварочного агрегата) доводя процесс до объемного инициирования. Или как его принято называть электрической теплотой взрыва.

Для соединения ТСО должен быть сформулирован соответствующий шов (сварной или паянный) также из тугоплавкого материала.

Для пайки вольфрама и молибдена в качестве припоев рекомендуется борид молибдена.

Экспериментальная установка собранная на базе 100 киловатного понижающего трансформатора состоит из двух охлаждающих электродов со щитовыми зажимами для образцов, двух направляющих штанг, обеспечивающих соосность свариваемых деталей, пневмоцилиндра, которая осуществляет сжатие образцов, блок управления и система регистрации рабочих параметров процесса. На установке можно производить стыковую сварку образцов диаметром до 30 мм в инертной среде или на воздухе. Слой СВС шихты между деталями составляет то 0,5 до нескольких мм. Сборка сжимается пневмоцилиндром и через нее пропускается электрический ток до воспламенения шихты. В результате образуется СВС продукт, которая участвует в образовании сварного шва.

К системе подключен шлейфовый осциллограф, которая регистрирует технологический режим процесса СВС сварки.

В настоящее время подобраны составы и режимы СВС сварки для следующих материалов. Mo-W, Mo-графит, Ti-нержавеющая сталь, Nb-нержавеющая сталь, Zr-нержавеющая сталь, графит-графит, W-графит, сталь 30ХГСА-сплав ВК20, сталь 45-ВК8 и другие.