3.2. Диффузионная сварка в вакууме

Д иффузионная сварка (рис. 66) основана на взаимной диффузии атомов в поверхностных слоях контактирующих материалов, находящихся в вакууме при 133  10^3…133  10^5 Па или в атмосфере инертных защитных газов, нагретых до 400…1300 С и сжатых до 10…20 МПа.

Нагреваются изделия индукционными токами высокой частоты, электронным лучом, контактным и другими способами.

Диффузионной сваркой соединяют однородные и разнородные металлы и их сплавы, а также неметаллические материалы (керамика, стекло, ситаллы, ферриты и т.п.) между собой и с металлами. Основное преимущество этого способа – получение равнопрочного соединения без заметных изменений физико-механических свойств свариваемых соединений в зоне сварки.

3.3. Сварка трением

Сварка трением основана на преобразовании механической энергии в тепловую в процессе взаимного трения свариваемых поверхностей.

Свариваемые детали нагреваются до пластического состояния, после чего их сжимают осевыми усилиями. Так в большинстве случаев сваривают встык детали круглого сечения, например трубы, стержни, некоторые режущие инструменты (сверла, метчики, развертки, концевые фрезы и пр.), изготовляемые из однородных и разнородных металлов, а также из различных пластмасс.

Трение поверхностей осуществляют вращением или возвратно-поступательным перемещением свариваемых деталей. Давление осадки не превышает 25 МПа при сварке легких и пластичных металлов и 250 МПа при сварке наиболее твердых металлов.

По производительности сварка трением не уступает контактной сварке оплавлением, а экономически она даже выгоднее ее, так как в этом случае потребляемая мощность в 5…10 раз меньше, чем при контактной сварке. Способ сварки трением прост, легко поддается автоматизации и программному управлению.

3.4. Холодная сварка

Холодная сварка давлением осуществляется без нагрева, лишь за счет больших усилий сжатия. Этим методом сваривают такие высокопластичные металлы, как свинец, алюминий, медь, кадмий, серебро, никель и др.

Перед сваркой тщательно очищают соединяемые поверхности от оксидов и загрязнений.

При холодной сварке необходима интенсивная пластическая деформация, заставляющая металл течь вдоль поверхности раздела и удаляющая оксиды и адсорбированные газы из поверхностного слоя. Очищенные ювенильные поверхности под действием высокого давления соединяются в одно целое за счет межатомных сил.

В настоящее время холодную сварку давлением применяют преимущественно для соединения встык или внахлестку некоторых алюминиевых и медных проводов, шин и ряда других деталей. Давление при сварке этих металлов составляет 150…1000 МПа. Для стыковой холодной сварки выпускают специализированные установки.

3.5. Ультразвуковая сварка

Ультразвуковой сваркой соединяют тонкие пленки с проводниками, присоединяют листы фольги к заготовкам неограниченной толщины, соединяют пластмассы с металлами. При ультразвуковой сварке неразъемное соединение образуется путем совместного воздействия на заготовки упругих колебаний ультразвуковой частоты и небольшого сдавливающего усилия от сварочного штифта.

Ультразвуковой сваркой пользуются в микроэлектронике и приборостроении при монтаже транзисторов, интегральных схем, герметизации приборов и т.д.

Ультразвуковую сварку применяют в приборостроении, радиоэлектронике, авиационной промышленности. Способ позволяет получать соединения разнородных материалов, например алюминия с медью, меди со сталью и т.п. Хорошо свариваются этим методом медь, алюминий и его сплавы, титан, цирконий, тантал, никель и много других высокопластичных металлов и их сплавов; хуже свариваются малоуглеродистые, жаропрочные и инструментальные стали, а также магниевые сплавы.

Ультразвуком успешно сваривают не только металлы, но и различные неметаллические материалы, например хлорвинил, полиэтилен, капрон, нейлон, органическое стекло и т.п.