Maddənin atomları daimi hərəkətdədir, buna görə də mayelər və qazlar qarışa bilir. Bərk maddələrin də mobil elementar hissəcikləri var, lakin onlar daha sərt kristal qəfəsə malikdirlər. Yenə də, əgər iki bərk cisim atom qüvvələrinin qarşılıqlı təsir məsafəsinə yaxınlaşırsa, təmas nöqtəsində bir maddənin hissəcikləri digərinə və əksinə nüfuz edəcəkdir. Maddələrin belə qarşılıqlı nüfuzuna diffuziya deyilirdi və təsir metalların birləşmə üsullarından birinin əsasını təşkil edirdi. Buna belə deyilir - metalların diffuziya qaynağı.
Diffuziya qaynağı ilə nə birləşdirilə bilər
Vakuumda diffuziya qaynaqının böyük texnoloji imkanları var. Bununla siz qoşula bilərsiniz:
- Bircins və qeyri-homogen strukturlu metallar, həmçinin onların ərintiləri. Tantal, niobium və volfram kimi odadavamlı metal maddələr.
- Metallarla birlikdə qeyri-metal maddələr: poladla qrafit, şüşə ilə mis.
- Metal, keramika, kvars, ferritlər, şüşə, yarımkeçirici konstruksiyalar (homogen və qeyri-homogen), qrafit və sapfirə əsaslanan tikinti materialları.
- Xassəsi və teksturasını qoruyub saxlayan məsaməli kompozit materiallar.
- Polimer maddələr.
Blankların konfiqurasiyasına və ölçüsünə gəldikdə - onlar fərqli ola bilər. İşçi kameranın ölçüsündən asılı olaraq, bir neçə mikrondan (yarımkeçirici elementlər) bir neçə metrə (mürəkkəb laylı strukturlar) qədər hissələrlə işləmək mümkündür.
Diffuziya qurğusu necə işləyir
Diffuziya qaynağı üçün kompleksə aşağıdakı əsas elementlər daxildir:
- İş kamerası. O, metaldan hazırlanıb və vakuumun yarandığı iş mühitini məhdudlaşdırmaq üçün nəzərdə tutulub.
- Stend - cilalanmış stend. İş kamerası onun üzərində dayanır və hərəkət edə bilər.
- Vakuum möhürləyicisi. Kamera və stend arasında boşluqdur.
- Roll mexanizmi və sıxma vinti. Onların köməyi ilə kamera relslər boyunca hərəkət edir və stenddə sabitlənir.
- Vakuum nasosu. İş sahəsində vakuum yaradır.
- İndüktörlü generator. Onlar qaynaq ediləcək hissələrin istilik sistemi rolunu oynayır.
- İstiliyədavamlı zımbalar, hidravlik silindrlər və yağ nasosu verilmiş təzyiq altında hissələrin sıxılması mexanizmini təmsil edir.
Modifikasiyadan asılı olaraq, diffuziya qaynaq qurğuları kameraların forması və üsulu ilə fərqlənə bilər.onların möhürlənməsi. Parçaların qızdırılması üsulları da fərqlidir. Radiasiya qızdırıcıları, yüksək cərəyan generatorları, parıltı boş altma qurğuları, elektron şüa qızdırıcıları istifadə edilə bilər.
Qaynaq zamanı diffuziya prosesləri
Cilalanmış metal lövhələri götürsəniz, onları birləşdirib yük altına qoysanız, bir neçə onillikdən sonra metalların bir-birinə qarşılıqlı nüfuz etməsinin təsiri nəzərə çarpacaqdır. Üstəlik, nüfuz dərinliyi bir millimetr daxilində olacaq. İş ondadır ki, diffuziya sürəti birləşdirilən materialların temperaturundan, maddələrin elementar hissəcikləri arasındakı məsafədən, həmçinin təmasda olan səthlərin vəziyyətindən (çirklənmənin və oksidləşmənin olmaması) asılıdır. Ona görə də onun təbii prosesi çox yavaşdır.
Sənayedə birləşməni tez əldə etmək üçün bütün bu şərtlər nəzərə alınmaqla diffuziya prosesi sürətləndirilir. İş kamerasında:
- 10-5 mm civə sütununa qədər qalıq təzyiq səviyyəsi ilə vakuum yaradın və ya mühiti inert qazla doldurun. Beləliklə, hissələr hər hansı metal üçün oksidləşdirici maddə olan oksigenə məruz qalmır.
- Materiallar iş parçalarının ərimə temperaturunun 50-70%-i temperaturda qızdırılır. Bu, elementar hissəciklərin daha mobil vəziyyətinə görə hissələrin plastikliyini artırmaq üçün edilir.
- Blankalar 0,30-10,00 kq/mm2 diapazonunda mexaniki təzyiqə məruz qalır, bu da atomlararası məsafələri ümumi bağlar qurmağa imkan verən ölçülərə yaxınlaşdırır vəyaxınlıqdakı təbəqələrə qarşılıqlı şəkildə nüfuz edin.
Materialların hazırlanmasına dair tələblər
Qaynaqlanacaq elementlərin boşluqlarını diffuziya qurğusuna yerləşdirməzdən əvvəl onlar ilkin emaldan keçirlər. Blankların təmasda olan hissələrinin işlənməsinin əsas məqsədi daha hamar, bərabər və vahid səthlərin əldə edilməsinə, həmçinin birləşmə sahəsindən görünməz yağlı birləşmələrin və kirlərin çıxarılmasına yönəldilmişdir. İş parçalarının emalı baş verir:
- kimyəvi;
- mexaniki;
- elektrolitik.
Oksid plyonkaları, bir qayda olaraq, diffuziya prosesinə təsir göstərmir, çünki onlar vakuum mühitində isitmə zamanı özünü məhv edirlər.
Qeyri-bərabər istilik genişlənmə əmsalı olan maddələr arasında diffuziya qaynağı kifayət qədər təsirli olmadıqda və ya kövrək tikiş əmələ gəldikdə, tampon yastıqları adlanan vasitələrdən istifadə olunur. Onlar müxtəlif metalların folqa kimi xidmət edə bilərlər. Beləliklə, mis folqa kvars blanklarının diffuziya qaynaqında istifadə olunur.
Nəticədə birləşmələrin xüsusiyyətləri
Tikişdə əsas metala əlavə metalın əlavə edildiyi ənənəvi ərimə qaynaq üsullarından fərqli olaraq, diffuziya qaynağı birləşmənin fiziki və mexaniki tərkibində əsaslı dəyişikliklər olmadan vahid tikiş əldə etməyə imkan verir. Hazır birləşmə aşağıdakı xüsusiyyətlərə malikdir:
- məsamələri və qabıq əmələgəlmələri olmayan davamlı tikişin olması;
- birləşmədə oksid daxilolmaları yoxdur;
- mexaniki sabitlikxassələri.
Diffuziya bir maddənin digərinə daxil olmasının təbii prosesi olduğundan materialların kristal şəbəkəsi təmas zonasında pozulmur və buna görə də tikişdə kövrəklik olmur.
Titan hissələrinin birləşdirilməsi
Titanın və onun ərintilərinin diffuziya qaynağı yüksək iqtisadi effektivliyə malik yüksək keyfiyyətli birləşmənin əldə edilməsi ilə xarakterizə olunur. O, tibbdə protez hissələrinin istehsalı üçün, eləcə də digər sahələrdə geniş istifadə olunur.
Hissələr polimorfik çevrilmənin baş verdiyi temperaturdan 50º - 100º aşağı temperaturlara qədər qızdırılır. Eyni zamanda, materiallara 0,05–0,15 kqf/mm² cüzi təzyiq edilir.
Titan ərintinin kimyəvi tərkibi bu qaynaq üsulu ilə elementlərin birləşmə gücünə təsir göstərmir.
Metodun üstünlükləri
Diffuziya qaynağı mümkün olduqda:
- homogen və heterojen bərk maddələri birləşdirin;
- hissələrin deformasiyasından qaçın;
- lehimlər və fluxlar şəklində istehlak materiallarından istifadə etməyin;
- tullantısız istehsal alın;
- mürəkkəb təchizat və işlənmiş ventilyasiya sistemlərindən istifadə etməyin, çünki proses zamanı zərərli buxar əmələ gəlmir;
- təmas əlaqə zonasının istənilən sahəsini qəbul edin, yalnız avadanlıq imkanları ilə məhdudlaşır;
- etibarlı elektrik əlaqəsini təmin edin.
Buna bitmiş hissənin əla estetik görünüşü əlavə olunur,bu, məsələn, qaynaq şkalasının çıxarılması kimi əlavə emal əməliyyatlarının tətbiqini tələb etmir.
Texnologiyanın qüsurları
Diffuzion qaynaq mürəkkəb texnoloji prosesdir, onun əsas çatışmazlıqlarına aşağıdakılar daxildir:
- xüsusi bahalı avadanlıqdan istifadə etmək lazımdır;
- istehsal sahəsi üçün tələb, quraşdırma əhəmiyyətli ölçülərə malikdir;
- iş prosesi haqqında xüsusi bilik, bacarıq və anlayışa malik olmaq tələbi;
- iş hissələrinin diqqətli ilkin emalına sərf olunan vaxt;
- vakuum qurğusunu mümkün qədər təmiz saxlayın, əks halda görünməz toz qaynaqlanmış hissələrin üzərinə çökə və oynaq qüsurlarına səbəb ola bilər;
- tikişi məhv etmədən onun keyfiyyətini yoxlamaqda çətinlik.
Bütün bunları, həmçinin vakuum qurğularının istifadəsinin xüsusiyyətlərini nəzərə alaraq, diffuziya qaynaqına şəxsi istifadə üçün deyil, yalnız müəssisələrin şəraitində tələb olunur.
Sənaye diffuziya qaynaq avadanlığı
Diffuziya qaynağı üçün nəzərdə tutulmuş bir neçə növ sənaye avadanlığı var. Onlar bir-birindən əsasən qaynaqlanan materialların xüsusiyyətlərinə və hissələrin qızdırılması üçün müxtəlif sistemlərin istifadəsinə görə fərqlənirlər.
Quraşdırma növü MDVS çevik mis şinlərin, mis və kerritdən hazırlanmış yüksək gərginlikli açarların kontakt qruplarının, paslanmayan poladdan və bərk metal ərintilərindən hazırlanmış quyu nasosları üçün qaz qaldırıcı klapan hissələrinin istehsalı üçün nəzərdə tutulmuşdur. Sistem elektrik kontaktlı isitmə effektini tətbiq edir.
Qaynaq kompleksi növü UDVM-201. Müxtəlif dərəcəli şüşələrdən materialların diffuziya qaynağı ilə əlaqəni həyata keçirir. İşçi səthin qızdırılması radiasiya şüalanması üsulu ilə həyata keçirilir.
Qaynaq avadanlığı USDV-630. Titan və mis əsaslı kompozit materialların qaynaqlanması üçün induksiya qızdırıcısının quraşdırılması. Belə sistemlər böyük hissələri qızdırmağa imkan verir.
MDVS-302 hissələrin yüksək tezlikli qızdırılması ilə diffuziya qaynağı üçün maşın. O, tranzistor dövrəsində kiçik ölçülü generatorun olması ilə xarakterizə olunur.
