Atomet e materies janë në lëvizje të vazhdueshme, kjo është arsyeja pse lëngjet dhe gazrat mund të përzihen. Trupat e ngurtë kanë gjithashtu grimca elementare të lëvizshme, por ato kanë një rrjetë kristalore më të ngurtë. E megjithatë, nëse dy trupa të ngurtë afrohen më afër distancës së bashkëveprimit të forcave atomike, atëherë në pikën e kontaktit, grimcat e një lënde do të depërtojnë në një tjetër dhe anasjelltas. Një depërtim i tillë i ndërsjellë i substancave quhej difuzion, dhe efekti ishte baza e një prej metodave të bashkimit të metaleve. Kështu quhet - saldim me difuzion të metaleve.
Çfarë mund të bashkohet me saldim me difuzion
Saldimi me difuzion në vakum ka mundësi të mëdha teknologjike. Me të, ju mund të lidheni:
- Metalet me strukturë homogjene dhe johomogjene, si dhe lidhjet e tyre. Substancat metalike zjarrduruese si tantal, niob dhe tungsten.
- Substancat jo metalike me metale: grafit me çelik, bakër me xham.
- Materiale ndërtimi të bazuara në metal, qeramikë, kuarc, ferrite, qelq, struktura gjysmëpërçuese (homogjene dhe johomogjene), grafit dhe safir.
- Materiale të përbëra, poroze me ruajtjen e vetive dhe teksturës së tyre.
- Substancat polimer.
Për sa i përket konfigurimit dhe madhësisë së boshllëqeve - ato mund të jenë të ndryshme. Në varësi të madhësisë së dhomës së punës, është e mundur të punohet me pjesë nga disa mikronë (elementë gjysmëpërçues) deri në disa metra (struktura me shtresa komplekse).
Si funksionon impianti i difuzionit
Kompleksi për saldimin me difuzion përfshin elementët kryesorë të mëposhtëm:
- Dhoma e Punës. Është prej metali dhe është projektuar për të kufizuar mjedisin e punës në të cilin krijohet vakuumi.
- Stand - stendë e lëmuar. Dhoma e punës mbështetet mbi të, përgjatë së cilës mund të lëvizë.
- Mbytës me vakum. Është një ndarës ndërmjet kamerës dhe mbajtëses.
- Mekanizëm rul dhe vidë shtrënguese. Me ndihmën e tyre, kamera zhvendoset përgjatë shinave dhe fiksohet në stendë.
- Pompë vakum. Krijon një vakum në zonën e punës.
- Gjenerator me induktor. Ato veprojnë si një sistem ngrohjeje për pjesët që do të saldohen.
- Grushta rezistente ndaj nxehtësisë, cilindrat hidraulikë dhe një pompë vaji përfaqësojnë një mekanizëm për ngjeshjen e pjesëve nën një presion të caktuar.
Në varësi të modifikimit, instalimet e saldimit me difuzion mund të ndryshojnë në formën e dhomave dhe metodënvulosjen e tyre. Gjithashtu të ndryshme janë metodat e ngrohjes së pjesëve. Mund të përdoren ngrohje me rrezatim, gjeneratorë me rrymë të lartë, njësi shkarkimi shkëlqimi, ngrohës me rreze elektronike.
Proceset e difuzionit gjatë saldimit
Nëse merrni pllaka metalike të lëmuara, i lidhni dhe i vendosni nën një ngarkesë, atëherë në disa dekada do të jetë i dukshëm efekti i depërtimit të ndërsjellë të metaleve në njëri-tjetrin. Për më tepër, thellësia e depërtimit do të jetë brenda një milimetri. Gjë është se shkalla e difuzionit varet nga temperatura e materialeve që bashkohen, distanca midis grimcave elementare të substancave, si dhe nga gjendja e sipërfaqeve kontaktuese (mungesa e ndotjes dhe oksidimit). Kjo është arsyeja pse procesi i tij natyror është kaq i ngad altë.
Në industri, për të përftuar shpejt një përbërje, procesi i difuzionit përshpejtohet, duke marrë parasysh të gjitha këto kushte. Në dhomën e punës:
- Krijoni një vakum me një nivel presioni të mbetur deri në 10-5 mm Hg ose mbushni mjedisin me një gaz inert. Kështu, pjesët nuk ekspozohen ndaj oksigjenit, i cili është një agjent oksidues për çdo metal.
- Materialet ngrohen në një temperaturë prej 50-70% të temperaturës së shkrirjes së pjesëve të punës. Kjo është bërë për të rritur plasticitetin e pjesëve për shkak të gjendjes më të lëvizshme të grimcave të tyre elementare.
- Blloqet i nënshtrohen presionit mekanik në intervalin 0,30-10,00 kg/mm2, duke i afruar distancat ndëratomike me madhësitë që lejojnë vendosjen e lidhjeve të përbashkëta dhedepërtojnë reciprokisht në shtresat e afërta.
Kërkesat për përgatitjen e materialeve
Përpara vendosjes së boshllëqeve të elementeve që do të saldohen në njësinë e difuzionit, ato i nënshtrohen para-trajtimit. Qëllimi kryesor i përpunimit të pjesëve kontaktuese të boshllëqeve ka për qëllim marrjen e sipërfaqeve më të lëmuara, të njëtrajtshme dhe uniforme, si dhe heqjen e formacioneve të padukshme me vaj dhe papastërtitë nga zona e bashkimit. Përpunimi i pjesëve të punës ndodh:
- kimike;
- mekanike;
- elektrolitik.
Filmat e oksidit, si rregull, nuk ndikojnë në procesin e difuzionit, pasi ato vetëshkatërrohen gjatë ngrohjes në një mjedis vakum.
Kur saldimi me difuzion nuk është mjaft efektiv midis substancave që kanë një koeficient të pabarabartë të zgjerimit termik, ose kur krijohet një shtresë e brishtë, përdoren të ashtuquajturat tampon. Mund të shërbejnë si fletë metalike të ndryshme. Pra, folia e bakrit përdoret në saldimin me difuzion të boshllëqeve kuarci.
Karakteristikat e përbërjeve që rezultojnë
Ndryshe nga metodat tradicionale të saldimit me shkrirje, ku metalit bazë në tegel i shtohet metal shtesë, saldimi me difuzion bën të mundur marrjen e një tegel uniforme pa ndryshime të mëdha në përbërjen fizike dhe mekanike të bashkimit. Lidhja e përfunduar ka karakteristikat e mëposhtme:
- prania e një tegeli të vazhdueshëm pa pore dhe formacione predhash;
- pa përfshirje oksidi në përbërje;
- qëndrueshmëri mekanikepronat.
Për shkak të faktit se difuzioni është një proces natyror i depërtimit të një lënde në një tjetër, rrjeta kristalore e materialeve nuk shqetësohet në zonën e kontaktit dhe për këtë arsye nuk ka brishtësi të tegelit.
Lidhja e pjesëve të titanit
Saldimi me difuzion i titanit dhe lidhjeve të tij karakterizohet nga fitimi i një bashkimi cilësor me efikasitet të lartë ekonomik. Përdoret gjerësisht në mjekësi për prodhimin e pjesëve të protezave, si dhe në fusha të tjera.
Pjesët nxehen në temperatura 50º - 100º më të ulëta se temperatura në të cilën ndodh transformimi polimorfik. Në të njëjtën kohë, mbi materialet ushtrohet një presion i lehtë prej 0,05–0,15 kgf/mm².
Përbërja kimike e lidhjes së titanit nuk ndikon në forcën e lidhjes së elementeve në këtë mënyrë saldimi.
Përparësitë e metodës
Kur saldimi me difuzion është i mundur:
- kombinoni trupat e ngurtë homogjenë dhe heterogjenë;
- shmangni deformimin e pjesëve;
- mos përdorni materiale harxhuese në formën e saldimeve dhe flukseve;
- merr prodhim jo-mbeturinash;
- mos përdorni sisteme komplekse të furnizimit dhe ventilimit të shkarkimit, pasi gjatë procesit nuk krijohen tymra të dëmshëm;
- merr çdo zonë të zonës së lidhjes së kontaktit, e kufizuar vetëm nga mundësia e pajisjeve;
- siguro kontakt elektrik të besueshëm.
Kësaj i shtohet pamja e shkëlqyer estetike e pjesës së përfunduar,e cila nuk kërkon aplikimin e operacioneve shtesë të përpunimit, të tilla si heqja e shkallës së saldimit, për shembull.
Difekte të teknologjisë
Saldimi me difuzion është një proces teknologjik kompleks, disavantazhet e tij kryesore përfshijnë:
- duhet të përdorni pajisje specifike të shtrenjta;
- kërkesë për hapësirën e prodhimit, instalimi ka dimensione të konsiderueshme;
- kërkesë për të pasur njohuri të specializuara, aftësi dhe të kuptuarit e procesit të punës;
- koha e shpenzuar për përpunimin e kujdesshëm paraprak të pjesëve të punës;
- mbajeni njësinë e vakumit sa më të pastër që të jetë e mundur, përndryshe pluhuri i padukshëm mund të vendoset në pjesët e salduara dhe të çojë në defekte të nyjeve;
- vështirësi në kontrollimin e cilësisë së shtresës pa pasur nevojë ta shkatërroni atë.
Duke pasur parasysh të gjitha këto, si dhe specifikat e përdorimit të instalimeve me vakum, saldimi me difuzion kërkohet vetëm në kushtet e ndërmarrjeve, dhe jo për përdorim privat.
Pajisje saldimi me difuzion industrial
Ekzistojnë disa lloje të pajisjeve industriale të dizajnuara për saldim me difuzion. Ato kryesisht ndryshojnë nga njëri-tjetri në specifikat e materialeve që saldohen dhe përdorimin e sistemeve të ndryshme për ngrohjen e pjesëve.
Lloji i instalimit MDVS është projektuar për prodhimin e zbarrave fleksibël të bakrit, grupeve të kontaktit të çelsave të tensionit të lartë prej bakri dhe kerritit, pjesëve të valvulave ngritëse të gazit për pompat e puseve të bëra prej çeliku inox dhe lidhjeve të metaleve të forta. Sistemi aplikon efektin e ngrohjes me kontakt elektrik.
Kompleksi saldimi i tipit UDVM-201. Kryen një lidhje me saldim me difuzion të materialeve nga xhami të klasave të ndryshme. Ngrohja e sipërfaqes së punës kryhet me metodën e rrezatimit të rrezatimit.
Pajisje saldimi USDV-630. Instalimi i ngrohjes me induksion për saldimin e materialeve të përbëra me bazë titani dhe bakri. Sisteme të tilla lejojnë ngrohjen e pjesëve të mëdha.
Makinë MDVS-302 për saldim me difuzion duke përdorur ngrohjen e pjesëve me frekuencë të lartë. Karakterizohet nga prania e një gjeneratori të vogël në një qark transistor.
