SU1094708A1 - Method of diffusion welding of materials through porous intermediate spacer - Google Patents

Abstract

СПОСОБ ДИФФУЗИОННОЙ СВАРКИ МАТЕРИАЛОВ ЧЕРЕЗ ПОРИСТУЮ ПРОМЕЖУТОЧНУЮ ПРОКЛАДКУ, при котором собранные детали нагревают и сдавливают, о тл.ич ающий с   тем, что, с целью повьппени  качества сварки сверхпровод щих и тонкостенных элементов за счет снижени  температуры процесса путем использовани  энергии разрушени  пористой прокладки , использ.зпот прокладку, пористость каждой границы зерна которой, перпендикул рной к оси раст жени , составл ет 1-10%, а сдавливание осуществл ют до ее лавинообразного раз рушени . УA METHOD OF DIFFUSION WELDING MATERIALS THROUGH A POROUS INTERMEDIATE GASKET, in which the assembled parts are heated and squeezed, which means that, in order to improve the quality of welding of superconducting and thin-walled elements by reducing the temperature of the procedure, the body of the way. A gasket, the porosity of each grain boundary of which, perpendicular to the axis of expansion, is 1-10%, and is compressed before its avalanche-like collapse. Have

Description

Изобретение относитс  к технологии диффузионной сварки и может быт использовано в приборостроении дл  сварки материалов малых толщин и в электротехнической промышленности дл  сварки сверхпровод щих элементов и выводов обмоток трансформаторов .The invention relates to the technology of diffusion welding and can be used in instrument engineering for welding of materials of small thickness and in the electrical industry for welding of superconducting elements and leads of transformer windings.

Известен способ диффузионной сварки металлов с металлокерамикой, в котором порошок металлокерамического материала прессуют при температуре ниже температуры рекристаллизации до пористости 5-25%, затем нагревают и спекают 11.The known method of diffusion welding of metals with cermet, in which the powder of the cermet material is pressed at a temperature below the recrystallization temperature to a porosity of 5-25%, then heated and sintered 11.

Недостатком способа  вл етс  то, что он требует высоких температур нагрева - до 0,7-0,9 температуры плавлени  соедин емых материалов . Поэтому способ невозможно примен ть дл  сварки тонких материалов из-за их короблени  и поводок и дл  сварки сверхпровод щих элементов , так как после нагрева до высоких температур они тер ют свойства сверхпроводимости.The disadvantage of this method is that it requires high heating temperatures - up to 0.7-0.9 melting points of the materials being combined. Therefore, the method cannot be used for welding thin materials due to their warping and the leash and for welding superconducting elements, since after heating to high temperatures, they lose their superconductivity properties.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту  вл етс  способ диффузионной сварки материалов через пористую промежуточную прокладку, при котором собранные детали нагревают и сдавливаютf2.The closest to the invention in technical essence and the achieved effect is the method of diffusion welding of materials through a porous intermediate gasket, in which the assembled parts are heated and squeezed f2.

Недостатком известного способа  л етс  низкое качество соединени  п сварке сверхпровод щих и тонкостенных элементов.The disadvantage of the known method is the low quality of the joint in welding of superconducting and thin-walled elements.

Целью изобретени   вл етс  повышение качества сварки сверхпровод щих и тонкостенных элементов за сче снижени  температуры процесса путем использовани  энергии разрушени  пористой прокладкй.The aim of the invention is to improve the quality of welding of superconducting and thin-walled elements by reducing the process temperature by using the destruction energy of a porous gasket.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что согласно способу диффузион ной сварки материалов через пористу промежуточную прокладку, при котором собранные детали нагревают и сдавливают, используют прокладку, пористость каждой границы зерна которой , перпендикул рной к оси раст жени , составл ет 1-10%, а сдавливание осуществл ют до ее лавинообразного разрушени .The goal is achieved by the method of diffusion welding materials through a porous intermediate gasket, in which the assembled parts are heated and squeezed, a gasket is used, the porosity of each grain boundary of which is perpendicular to the axis of stretch is 1-10%, and the compression carried out before its avalanche-like destruction.

На чертеже показана схема реализации способа.The drawing shows a diagram of the implementation of the method.

Способ сварки осуществл ют следующим образом.The welding method is carried out as follows.

Между свариваемыми детал ми 1 устанавливают пористую прокладку 2, в которой поры 3 занимают 1-10% поверхности поперечных границ зерен, перпендикул рных к оси раст жени  у. Затем свариваемые детали 1 нагревают до температуры сварки и сдавливают до тех пор, пока в зоне сварки не произойдет лавинообразное разрушение, которое фиксируют с помощью акустикоэмиссионного прибора РАЭС-3. Лавинообразное разрушение сопровождаетс  сигналами акустической эмисии, величина которых достигает значени  (5-ь)10 импульсов в секунду.Between the parts to be welded 1, a porous gasket 2 is installed in which the pores 3 occupy 1-10% of the surface of transverse grain boundaries perpendicular to the axis of extension. Then the parts to be welded 1 are heated to the welding temperature and squeezed until an avalanche-like destruction occurs in the welding zone, which is fixed with the aid of the acoustic emission emission device RAES-3. The avalanche destruction is accompanied by acoustic emission signals, the magnitude of which reaches the value of (5-s) 10 pulses per second.

Прокладки с такой пористостью могут быть изготовлены либо спеканием порошка с последующей прокаткой полученной заготовки, либо вакуумным напьшением или гальваническим способом нанесени  на свариваемые поверхности.Gaskets with such porosity can be made either by sintering the powder, followed by rolling the resulting billet, or by vacuum coating or by electroplating on the surfaces to be welded.

Благодар  использованию промежуточной прокладки, пористость каждой границы зерна которой, перпендикул рной к оси раст жени , составл ет 1-10%, и сдавливанию до ее лавинообразного разрушени  улучшаетс  качество сварки сверхпровод щих материалов малых толщин за счет снижени  температуры нагрева, так как используетс  дл  соединени  дополнительна  энерги , вьщел ема  при лавинообразном разрушении пористой промежуточной прокладки. А уменьшение температуры сварки приводит к снижению термических напр жений в зоне соединени .Due to the use of an intermediate gasket, the porosity of each grain boundary of which is perpendicular to the axis of stretch is 1-10%, and squeezing until it is avalanche-like, the welding quality of superconducting materials of small thickness is improved by reducing the heating temperature. additional energy caused by the avalanche-like destruction of a porous intermediate gasket. A decrease in welding temperature leads to a decrease in thermal stresses in the joint zone.

Что же касаетс  сварки сверхпровод щих элементов, то соединение элементов происходит не только через прокладку, но и непосредствен-г но между свариваемыми поверхност ми -Т.е. получаетс  высокое качество сварки при низкой температуре и давлении , а это снижает и энергетические затраты.As for the welding of superconducting elements, the connection of elements occurs not only through the gasket, but also directly between the surfaces being welded —T.e. A high welding quality is obtained at low temperature and pressure, and this reduces energy costs.

Лавинообразное разрушение прокладки наблюдаетс  в процессе сварки только в том случае, когда пористость каждой границы зерна, перпендикул рной к оси раст жени  у, составл ет 1-10%. При увеличении этой пористости свыше 10% снижаетс  количество энергии, вьщел емой при разрушении промезкуточной прокладки, вследствие того, что скорость распространени  трещин не достигает значений, при которых происходит лавинообразное разрушение. Лавиио™ образное разрушение наблюдаетс  при скорост х распространени  трещин, равных 8-10 м/с. Т.е. при пористости выше 10% разрушение прокладки в зоне сварки происходит раньше, чем достигаютс  услови  лавинообразного разрушени . При пористости ниже 1% не происходит разрыва достаточно прот женных перемычек между порами, сли ни  цепочек пор в трещины и лавинообразного разрушени  прокладки. Независимо от условий сварки разрушение прокладки наблюдаетс  после образовани  определенного числа пор на единице поверхности , которые  вл ютс  очагами разрушени .The avalanche destruction of the gasket is observed in the welding process only when the porosity of each grain boundary, perpendicular to the extension axis y, is 1-10%. With an increase in this porosity of over 10%, the amount of energy released during the destruction of the promecate strip decreases, due to the fact that the rate of propagation of cracks does not reach the values at which the avalanche-like destruction occurs. Laihio ™ shaped destruction is observed at rates of propagation of cracks equal to 8-10 m / s. Those. with a porosity higher than 10%, the destruction of the gasket in the weld zone occurs before the conditions of avalanche-like destruction are reached. With a porosity below 1%, sufficiently extended bridges between the pores do not break, merging the chains of pores into cracks and the avalanche-like destruction of the gasket. Regardless of the welding conditions, the destruction of the gasket is observed after the formation of a certain number of pores on a unit of surface, which are foci of destruction.

Пример . Производ т сварку сверхпровод щего элемента МТ50 системы 50Ti-50Nb через промежуточную пористую прокладку из никел An example. The superconducting MT50 element of the 50Ti-50Nb system is welded through an intermediate porous nickel gasket.

толщиной 5 мк, в которой поры занимают 5% поверхности поперечных границ зерен, перпендикул рных к оси раст жени . Сварку провод т на установке типа А306.08 дл  диффузионной сварки при 350 С и удельном давлении 150-170 МПа. Лавинообразное разрушение фиксируют и контролируют методом акустической эмиссии.5 microns thick, in which the pores occupy 5% of the surface of transverse grain boundaries perpendicular to the axis of extension. The welding is carried out on an A306.08 type plant for diffusion welding at 350 ° C and a specific pressure of 150-170 MPa. Avalanche damage is fixed and controlled by acoustic emission method.

Использование изобретени , по сравнению с базовым объектом - изготовлением опытно-промьшшенной партии соединений сверхпровод щего кабел  МТ50, позвол ет повысить качество сварных соединений за счет уменьшени  неисправимого брака на 35%, сокращени  времени сварки в 10 раз, -так как в результате лавинообразного разрушени  прокладкиThe use of the invention, compared with the base object - the manufacture of a pilot batch of MT50 superconducting cable joints, improves the quality of welded joints by reducing the unrecoverable defect by 35%, reducing the welding time by 10 times, as a result of avalanche-like destruction of the gasket

в зоне соединени  происходит локальное повьппение температуры нагрева на 100-150 С от исходной температуры сварки, при этом энергозатраты снижаютс  на 20%.in the joint zone, local heating of the heating temperature is 100-150 ° C from the initial welding temperature, while energy consumption is reduced by 20%.

Claims (1)

СПОСОБ ДИФФУЗИОННОЙ СВАРКИ МАТЕРИАЛОВ ЧЕРЕЗ ПОРИСТУЮ ПРОМЕЖУ-METHOD FOR DIFFUSION WELDING OF MATERIALS THROUGH A POROUS INTERMEDIATE- ТОЧНУЮ ПРОКЛАДКУ, при котором собранные детали нагревают и сдавливают, отличающийся тем, что, с целью повышения качества сварки сверхпроводящих и тонкостенных элементов за счет снижения температуры процесса путем использования энергии разрушения пористой прокладки, используют прокладку, пористость каждой границы зерна которой, перпендикулярной к оси растяжения, составляет 1-10%, а сдавливание осуществляют до ее лавинообразного раз рушения.EXACT GASKET, in which the assembled parts are heated and squeezed, characterized in that, in order to improve the quality of welding of superconducting and thin-walled elements by lowering the process temperature by using the fracture energy of the porous gasket, a gasket is used, the porosity of each grain boundary of which is perpendicular to the tensile axis is 1-10%, and the compression is carried out until its avalanche-like destruction. 1094708 21094708 2