ТЕХНОЛОГИИ СОЕДИНЕНИЯ

В нашем производстве используются различные способы соединения компонентов и комплексов. Соединения используются, к примеру, при производстве элементов HIP, скрепляя заготовки между собой сваркой для формирования конечного продукта.

Этими же способами соединения можно воспользоваться и при соединении элементов, изготовленных горячим изостатическим прессованием (ГИП) с литыми или коваными элементами, а также для различных соединений металлов.

Узкощелевая сварка

Повышение стойкости к коррозии и усталости сварного шва достигается за счет применения технологии узкощелевой сварки вольфрамовым электродом в газовой среде, что в свою очередь, повышает в значительной степени и экономическую эффективность. данном методе сварки используется небольшое число наплавленных валиков, низкий общий приток тепла, в результате формируется профиль с подходящим уровнем остаточного напряжения в зоне теплового воздействия.

Применение специальной горелки для узкощелевой сварки позволяет использовать преимущество узкой канавки без скоса. На изображении поперечного сечения видно сравнение канавки при использовании обычной и узкощелевой сварки. Узкую канавку можно использовать, начиная с толщины стенки 10 мм.

Преимущества уменьшения сварного шва:

• Возрастание темпа производства в целом
• Низкий приток тепла
• Меньшее количество дефектов наплавленного металла
• Малый расход присадочного материала
• Малый расход защитного газа
• Низкие остаточные напряжения
• Простота автоматизации процесса сварки

Требования для получения преимуществ:

• Более современное сварочное оборудование
• Точная подготовка соединения под сварку (например, геометрия канавки)
• Применение более дорогого защитного газа

Диффузионное соединение ГИП

Диффузионное соединение — это жесткое соединение, которым можно объединять широкий ряд комбинаций металла и керамики для создания как небольших, так и крупных компонентов.

Самая простая форма диффузного соединения задействует удерживающие предварительно обработанные на машинном оборудовании компоненты под нагрузкой при высокой температуре, обычно в защитной среде или вакууме.

Используемые нагрузки обычно ниже тех, которые могут вызвать крупные деформации родительского материала. В данном процессе используется температура 0,5[1} {2][3}–{4]0,8 x Tm (где Tm = температура плавления, выраженная в K).

Продолжительность при температуре может лежать в диапазоне от 1[1} {2][3} до{4] 60 минут, но это зависит от соединяемых материалов, требуемых свойств соединения и остальных параметров. Хотя большинство соединительных операций выполняются в вакууме или в среде инертного газа, определенные соединения можно создавать в воздухе.

Два этапа работы

Сначала деформация приводит к разрушению неровностей на поверхности, так как начальная область соприкосновения между двумя поверхностями мала; это приводит к тому, что поверхности входят в тесный контакт и облегчается последующее образование соединения. Процессы деформации приводят к появлению сетки закрытых пор в месте стыковки.

Установка соединения затем продолжается диффузионными механизмами, такими как диффузией межзеренной границы и медленным изменением по экспоненциальному закону.

Диффузионные соединения очень легко гнутся, оставаясь прочными, и при этом способны выдерживать предельные температуры. Даже там, где соединяемые материалы не согласованы по коэффициентам температурного расширения, они в общем надежны. Поэтому диффузионное соединение хорошо подходит для применения в областях, где может произойти температурный удар при высоких рабочих температурах.

В соединении твердофазной диффузии также могут использоваться эластичные межслоевые материалы с низкими скоростями выхода газов для соединения металлических, керамических и кристаллических материалов. Результирующее соединение не содержит примесей.

При горячем изостатическом прессовании возможны высокие давления (100–200 МПа), и поэтому качество поверхности не так важно, может применяться чистота обработки 0,8 мкм RA и выше. Дополнительное преимущество этого процесса — нагнетание однородного газа, позволяющее связывать сложные геометрии: с помощью подачи давления по одной оси возможны соединения, не похожие на общий простой стык или внахлест.