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

04:02 Круг сталь 4Х5МФС (Поковка)

03:58 Поковка 4Х5МФС

03:49 Круг сталь 9Х2МФ (поковка)

03:48 Поковка сталь 9Х2МФ

11:37 Сетка для клеток, сварная оцинкованная

11:33 Сетка сварная кладочная с доставкой по Москве и области

04:29 Круг стальной Ст45 кованый

04:28 Круг стальной Ст20 кованый

17:45 Каталитический нейтрализатор для ДГУ

17:42 Глушители для генераторных установок

НОВОСТИ

17 Ноября 2017 18:46
Роботизированная ковка металла

18 Ноября 2017 15:39
Чилийский экспорт железной руды за 9 месяцев упал на 3,9%

18 Ноября 2017 14:42
”БМК” увеличил реализацию высокомаржинальной продукции

18 Ноября 2017 13:44
Экспорт черного лома из Гонконга за 9 месяцев вырос на 4,7%

18 Ноября 2017 12:51
Чистая прибыль ПАО ”Высочайший” за три квартала 2017 года составила 2,3 млрд. рублей

18 Ноября 2017 11:43
АО ”Уралхиммаш” изготовил скруббер для ”Омского НПЗ”

НОВЫЕ СТАТЬИ

Особенности и виды современных лотерей

Дорожная сетка: классификация и применение в строительстве

Инструментальные стали и сплавы

Основные типы экранов под ванны

Виды облицовочного кирпича и их применение

Покрытия для транспорта Автолюкс

Особенности отвердения однокомпонентных силиконовых герметиков

Печать этикеток для промышленной продукции

Перила из нержавеющей стали

Распространенные виды запчастей для погрузчиков

Контейнерные площадки в современном мегаполисе

Какие бывают онлайн-сервисы

Остекление при помощи алюминиевых витражей

Круг стальной - характеристики и применение

Профессиональные дноуглубительные работы: цели, этапы, разновидности

Лист нержавеющий AISI 409 - особенности марки и применение

Характеристики и общие особенности марки стали 40Х13

Свойства и особенности применения проката из нержавейки марки 20Х13

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

Компания "Русский металл" предлагает изготовление металлоконструкций.

Рейтинг@Mail.ru

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

2009-2017 © Любое копирование материалов без активной ссылки на metallicheckiy-portal.ru запрещено!
Использование материалов в печатных изданиях только с разрешения администрации портала.