n="justify"> Термомеханічна зварювання заснована на зближенні зварювальних поверхонь до утворення міжатомних зв'язків шляхом схоплювання (адгезії) або шляхом дифузії. Для виникнення адгезійних зв'язків необхідні високі тиску, підвищені гомологические температури, а також відсутність оксидних плівок, наявність чистих поверхонь контактують металів (матеріалів). Оскільки для такого зближення контактируемих поверхонь і створення високих тисків необхідні великі питомі сили, в місці адгезійного з'єднання поверхонь зварюваних заготовок зазвичай відбувається пластична деформація.
Для легкоплавких пластичних металів (алюмінію, міді, кадмію, свинцю, золота, срібла, цинку) сприятливі для схоплювання умови можуть досягатися при пластичної деформації вже при кімнатній температурі навколишнього середовища. Тому зварювання деталей з цих матеріалів найчастіше виконують без попереднього нагрівання заготовок. Такий спосіб отримання нероз'ємних з'єднань місцевої пластичної деформацією без попереднього нагрівання заготовок називають холодною зваркою (рис. 1) або механічної зварюванням [12].
Високоміцні і тугоплавкі метали, в тому числі і стали, вимагають для створення сприятливих для схоплювання умов попереднього підігріву заготовок безпосередньо перед їх пластичним деформуванням (осаджуванням). Такі способи отримання нероз'ємних з'єднань відносять до термомеханічної зварюванні.
При зварюванні вибухом сприятливі для схоплювання зварювальних поверхонь умови створюються за допомогою енергії направленого вибуху.
Одна з з'єднуються заготовок (4) кладеться на жорстку основу, а інша (3) розташовується до неї на мінімальній відстані під кутом (рис.2) [12].
Рис. 1. Схема холодного зварювання: 1 - зварювані заготовкі4 2 - зачищення поверхні зварювальних заготовок; 3 - поверхні пуансонів; 4 - пуансони; 5 - виступи пуансонів
Рис. 2. Принципова схема зварювання вибухом
На заготівлю 3 наноситься шар вибухової речовини 2 товщиною H і скраю заготовки 3, віддаленого від заготівлі 4 на найменшій відстані, встановлюють детонатор 1 [12]. При спрацьовуванні детонатора детонація вибухової речовини повідомляє пластині 3 імпульс теплової і кінетичної енергії зі швидкістю кілька тисяч метрів в секунду. Край пластини 3 вдаряється об заготовку 4. Зіткнення пластин викликає нагрівання і пластичне протягом металу в поверхневих шарах заготовок, створюючи умови, сприятливі для схоплювання поверхонь. Внаслідок цього частина пластини 3 приварюється до пластині 4, а ділянка пластини безпосередньо перед привареної частиною вигинається під кутом?. По мірі згорання вибухової речовини деформований ділянку переміщається до другого краю заготовки 4 [11].
Тривалість зварювання вибухом не перевищує декількох мікросекунд. Під впливом великих швидкостей деформації відбувається значне підвищення межі текучості матеріалу заготовок в деформованої області. Тому міцність з'єднань, отриманих зварюванням вибухом, виявляється вище міцності з'єднуються матеріалів.
Дифузійна зварювання також відноситься до класу термомеханічних способів зварювання, але вона заснована на принципово іншому фізичному явищі: дифузії. Дифузія являє собою взаємне проникнення речовини зварювальних заготовок, обумовлене тепловим рухом іонів, атомів, молекул і різною концентрацією хімічних елементів. Перенесення речовини за допомогою дифузії відбувається в напрямку убування концентрації диффундирующих елементів.
Зварювані заготовки 3 (рис. 3) [12] попередньо нагрівають, наприклад індуктором ТВЧ 4, що живиться по проводах 6 від високочастотного генератора. Створення вакууму здійснюється за допомогою відсмоктування повітря по трубопроводу 5 вакуумним насосом. Нагрівання контактних поверхонь заготовок приблизно до температури рекристалізації більш легкоплавкого металу викликає випаровування адсорбованих і масляних плівок і сприяє очищенню контактируемих поверхонь і різко підвищує швидкість дифузійних процесів. Заготовки стискаються під невеликим тиском (від 1 до 20 МПа) під дією вантажу 1 і витримуються протягом деякого часу (зазвичай від 5 до 20 хвилин), достатнього для протікання дифузії.
Відсутність припоїв, електродів, флюсів дозволяє отримати якісне і чисте з'єднання без зміни фізико-механічних властивостей. Дифузійна зварювання пов'язана з використанням складної і дорогої апаратури і застосовується в космічній і авіаційній промисловості, для зварювання відповідальних деталей вакуумних приладів, інструментів та ін.
Основні способи термомеханічної зварювання: електрична контактна, тертям, ультразвукова.
Електрична контактне зварювання здійснюється за допомогою нагріву зварюваних заготовок в місці контакту і пластичної деформації контактируемих поверхонь, в ході якої формуєт...
