Центральный металлический портал РФлучшие сервисы для Вашего бизнеса

 ГЛАВНАЯ   МЕТАЛЛОТОРГОВЛЯ   ОБЪЯВЛЕНИЯ   ПРАЙСЫ   КОМПАНИИ   СТАТЬИ   РАБОТА   ФОРУМ   ГОСТы   МАРОЧНИК   КАЛЬКУЛЯТОР   БИРЖЕВЫЕ ЦЕНЫ   ВЫСТАВКИ  

Полезные статьи -> Сварка, резка и пайка металлов -> Диффузионная сварка в вакууме -> Диффузионная сварка в вакууме

Диффузионная сварка в вакууме

Оглавление статьи Страницы статьи:  1  2  3  ...  30  31  32  ...  59  60  61 

В 20-х годах была выдвинута гипотеза об аморфном слое на полированных поверхностях. Более поздние рентгенографические и электроннографические исследования показали, что поверхностные слои состоят из сильно диспергированных, беспорядочно расположенных кристаллов. Поверхностные слои в этих условиях имеют развитую поверхность и являются активнейшими с точки зрения различных физико-химических процессов (окисление, дисперсионное твердение и др.). Поэтому особую важность приобретает физическая чистота поверхности. Только при полном отсутствии на поверхности металла чужеродных атомов поверхность можно считать ювенильной или физически чистой. Такую поверхность можно получить, например, путем скола кристалла или нагрева определенной грани кристалла в высоком вакууме (не ниже 1 • 10-7 мм рт. ст.). Такие поверхности обладают особыми химическими и каталитическими свойствами. Однако сохранить длительное время подобную поверхность можно только в условиях сверхвысокого вакуума. При соприкосновении юве-нильных поверхностей со средой или низким вакуумом начинается мгновенное химическое взаимодействие: окисление, адсорбция и другие процессы.

В качестве примера рассмотрим условия для образования адсорбированного мономолекулярного слоя при различных условиях. Из кинетической теории газов известно, что число молекул п, ударяющихся об 1 см2 поверхности в 1 сек, равно

I

где р — давление в мм рт. ст.;

М — молекулярный вес;

Т — температура в °К.

Отсюда легко показать, что при атмосферном давлении об 1 см2 поверхности каждую секунду ударяется 5,5-1022 молекул кислорода воздуха, что примерно в 108 раз больше, чем для мономолекулярного покрытия поверхности.

В табл. 5 приведен расчет времени, необходимого для образования мономолекулярного слоя на поверхности при 20° С и различных давлениях.

Из табл 5 следует, что соприкосновение металлической поверхности со средой при атмосферном давлении приводит к мгновенному образованию мономолекулярного слоя. В реальных условиях поверхность металла имеет сложную систему адсорбционных слоев (рис. 6). Обычно над ювенильной поверхностью находятся слои окислов, прочно связанные с металлом. Их толщина

достигает нескольких десятков ангстрем. Над слоями окислов в зависимости от конкретных условий могут присутствовать адсорбционные слои газов и воды. На внешней поверхности могут также присутствовать адсорбционные слои полярных и неполярных молекул органических веществ (смазка, масло). Жировые слои могут достигать значительных размеров. Например, после промывки металла с масляным покрытием керосином или бензином слой органических молекул составляет 1— 5 мкм и только при особо тщательной обработке растворителями жировая пленка сохраняется толщиной 10— 100 молекулярных слоев.

Практически масляные покрытия с металла полностью удалить невозможно никакими растворителями. Дело в том, что адсорбционная связь жировых молекул и металла осуществляется как чисто электрическая связь. В этом случае полярные жировые молекулы образуют с металлом двойной электрический слой, что и обеспечивает весьма прочную связь металла и пленки од-номолекулярной толщины. Собственные размеры жировых моле-

о

кул составляют 20—40 А. Жировые молекулы обладают еще одним важнейшим средством — глубоко проникать во все микротрещины на поверхности металла. Характерно, что холодная сварка металла, зачищенного, но захватанного руками, оказывается невозможной, поскольку на металле остается жировой слой толщиной более чем в одну молекулу.

Очистка и защита металлов в высоком вакууме. Рассмотренную выше сложную структуру поверхностных слоев можно нарушить различными физическими воздействиями. Например, невы-

соким нагревом можно освободить поверхность от адсорбционных слоев воды. Сильным нагревом в защитных средах или в тлеющем разряде можно испарить и оксидные пленки. При диффузионной сварке важно не только удалить, но и предотвратить последующее возникновение поверхностного загрязнения. С этих позиций большой интерес приобретает вакуум.

Свойства вакуума как защитной среды в первую очередь определяются количеством примеси в сварочной камере.

Представляет интерес сравнить количество примесей, присутствующих в единице объема технических защитных средств и в вакууме.

В табл. 6 приведены содержания кислорода и азота в зависимости от степени разрежения. Сопоставляя эти данные, можно сделать вывод, что низкий вакуум (около 1 мм рт. ст.) по своим защитным свойствам лучше, чем технически чистый аргон, содержащий 0,05% 02 и 0,23% N2. Сварка в вакууме 0,1 мм рт. ст. лучше, чем в особо чистом аргоне, содержащем 0,003% 02 и 0,03% N2.

Нагрев свариваемого изделия в вакууме сопровождается диссоциацией и испарением окислов, нитридов и гидридов. Особенно легко удаляется водород. Характерно, что удаление газов и их соединений происходит не только с поверхности. В определенных условиях (время и температура) уменьшается их содержание и во внутренних объемах металла. В результате улучшаются физико-механические свойства самого металла.

Из опыта известно, что при нагреве низколегированной или углеродистой стали выше 700—800° С видимое окисление полностью отсутствует уже при разрежении до 1 • 10-4 мм рт. ст.

В то же время при этом давлении и температуре на поверхности свариваемых деталей из стали, легированной 1—2% Сг, появляются видимые в микроскоп тонкие пленки окислов. Во избежание их возникновения следует уменьшить остаточное давление до 1 • 10-5 мм рт. ст. При большем содержании хрома требуется еще более низкое остаточное давление.

Необходимая степень разрежения в вакуумной камере для сварки данного металла или сплава может быть приближенно определена из следующих соображений. Растворимость двухатомных газов (кислорода, азота и водорода) в металлах при давлениях меньше тех, при которых образуется вторая фаза, может быть выражена известным уравнением

S = kp1/2 (15)

где S — растворимость газа в вес. %; k — константа;

р — давление газа в мм рт. ст.

Зная предельную растворимость газа в металле при атмосферном давлении и требуемую конечную концентрацию газа в металле, можно найти примерное парциальное давление данного газа в сварочной

камере, обеспечивающее заданную концентра

цию, из выражения

Рассмотрим, например, технический титан. Предельная растворимость кислорода в титане при атмосферном давлении 760 мм рт. ст. составляет 18 вес. %. Допустимое содержание кислорода в титане принимают не более 0,5 вес. %. Подставляя эти величины в выражение (16), получим критическое парциальное давление кислорода р2 = 5-10-2 мм рт. ст.

В пересчете на давление воздуха это будет соответствовать около 2,5-10-1 мм рт. ст. Однако степень вакуума, т. е. минимальное остаточное давление воздуха, при котором вообще не наблюдается образования пленки окислов на поверхностях свариваемых деталей, как было указано, устанавливается пока экспериментально.

Одновременно с разрушением и испарением пленок при нагреве в вакууме определенные части пленки могут быть удалены за счет диффузии окислов внутрь материала (растворяться в одном из металлов) либо превратиться в отдельные шаровидные частицы, обладающие значительно меньшей поверхностью.

Сжимающее усилие соединяемых поверхностей. Основное назначение усилия — вызвать микропластическую деформацию, создать максимальный контакт между поверхностями соприкосновения, необходимый для образования физического контакта и развития взаимной диффузии. Рассмотрим, например, какова будет истинная площадь контакта между поверхностями, если после их касания произвести осадку на величину, равную максимальной величине шероховатости Rz. При этом каждая поверхность должна переместиться от линии соприкосновения. Гребешки неровностей имеют различную высоту.

Оглавление статьи Страницы статьи:  1  2  3  ...  30  31  32  ...  59  60  61 

Автор: Администрация   Общая оценка статьи:    Опубликовано: 2011.06.02   

_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

ЛИЧНЫЙ КАБИНЕТ:



запомнить  Регистрация

Металлоторговля:
Объявления
Прайсы (по торг. позициям)
Прайсы (в файлах)

Марки металлов
Калькулятор веса металла

Новости

НОВЫЕ ОБЪЯВЛЕНИЯ

16:52 Круг 32НКД 60мм

14:54 Гильотинные ножницы НА3222

14:52 Универсальный вертикально-фрезерный станок SFS 132

14:42 Вертикально сверлильный станок 2RS50

14:40 Токарный станок CTS 400B

12:30 Уголки для стекла, зеркал и других материалов

12:28 Пакеры для инъектирования оптом от производителя

12:28 Изготовление пресс-форм для литья под давлением

07:41 Гидронасос a11vo90, a11vo130, a11vo145, a11vo190, a11vo260.

07:36 Насос a8vo55, a8vo80, a8vo107, a8vo200.

НОВОСТИ

9 Декабря 2018 17:18
Самодельная струбцина для сварки труб под прямым углом

9 Декабря 2018 17:36
Индийский выпуск готовой стали в октябре вырос на 6,1%

9 Декабря 2018 16:50
Рост погрузки угля в Кузбасском регионе ЗСЖД в январе-ноябре составил 1,6%

9 Декабря 2018 15:17
Американский импорт холоднокатаных рулонов в октябре вырос на 6,4%

9 Декабря 2018 14:27
Новую обогатительную фабрику построит инвестор в Якутии

9 Декабря 2018 13:33
Алюминиевая Ассоциация инициировала более 10 перспективных проектов в сфере строительства

НОВЫЕ СТАТЬИ

На что обращать внимание при выборе входной двери

Промышленные комплектующие для водоснабжения

Промышленные химические реагенты для гальваники

Особенности выкупа грузовиков и грузовой техники

Латунь: особенности и стоимость приема сплава

Особенности применения алюминиевых плит и листов

Поиск и выбор квартир с использованием мобильных приложений

Значимые аспекты в деле выбора жилья

Заклёпочники - выбор и особенности инструмента

Некоторые аспекты процесса купли/продажи квартир

Промышленные подшипники - основные сферы применения, особенности

Откатные ворота: разновидности и комплектация

Керамическая черепица: специфические особенности

Основные разновидности лазеров для металла, стекла и фанеры

Светильники LED светодиодные

Сталь конструкционная углеродистая

Сталь конструкционная низколегированная

Лист нержавеющий AISI 409 - особенности марки и применение

ПАРТНЕРЫ

Рекомендуем приобрести металлопрокат в СПб от компании РДМ.

 ГЛАВНАЯ   МЕТАЛЛОТОРГОВЛЯ   ОБЪЯВЛЕНИЯ   ПРАЙСЫ   КОМПАНИИ   СТАТЬИ   РАБОТА   ФОРУМ   ГОСТы   МАРОЧНИК   КАЛЬКУЛЯТОР   БИРЖЕВЫЕ ЦЕНЫ   ВЫСТАВКИ  

Рейтинг@Mail.ru

О портале : Информация и правила : Реклама : Тарифы для компаний : Наши контакты : Связаться : Личный кабинет : Регистрация

2009-2018 © Любое копирование материалов без активной ссылки на metallicheckiy-portal.ru запрещено!
Использование материалов в печатных изданиях только с разрешения администрации портала.