• нагрев деталей ионизирующим излучением в процессе сварки.

Облучение поверхности свариваемых деталей нейтронами, а-частицами, у-лучами и электронами приводит к образованию парных дефектов Френкеля, скоплению точечных дефектов, петель дислокаций и других искажений кристаллической решетки. Повышенная концентрация дефектов облегчает образование активных центров в условиях сварки, вызывает возрастание параметров диффузии взаимодействующих материалов и интенсифицирует другие физические процессы в контакте.

Согласно оценке изменений ряда параметров, обеспечивающих интенсификацию процессов диффузионной сварки под действием ионизирующих излучений, при условии, что основным механизмом активации поверхности является выход на нее избыточных вакансий, необходимую концентрацию таких вакансий можно получить при облучении поверхности потоком электронов энергией свыше 500 кэВ и интегральной плотностью более 10 см-2.

Сравнительные эксперименты показали, что образцы, предварительно облученные потоком электронов в указанном режиме и сваренные при Т= 450 °С и Г = 15 мин, имеют такую же прочность, что и образцы, не подвергавшиеся облучению и сваренные при Т= = 950'Си I = 30 мин.

Каждый из рассмотренных методов интенсификации процесса диффузионной сварки обладает одним или несколькими преимуществами перед другими, тем не менее они не позволяют решить поставленную задачу в комплексе по ряду причин, а именно: при снижении температуры процесса или уменьшении времени выдержки возникает необходимость увеличить пластическую деформацию свариваемых деталей, что не всегда допустимо; снизив температуру процесса, невозможно получить сварное соединение, равнопрочное исходному материалу, и т. п. Кроме того, эти методы требуют разработки технологий, создания высокоточного сварочного и специализированного оборудования и прецизионной оснастки, а также значительных материальных затрат.

Выход может быть найден благодаря существованию еще одного метода интенсификации процесса диффузионной сварки, обеспечивающего решение комплекса задач и основанного на применении промежуточных слоев, которые при сварке могут выполнять самые разнообразные функции:

•снижать химическую неоднородность в зоне соединения;

•снимать остаточные напряжения и устранять влияние различия в значениях коэффициента линейного теплового расширения (КЛТР) свариваемых материалов;

•предотвращать их пластическую деформацию;

•существенно снижать основные параметры режима диффузионной сварки (температура, сварочное давление, время выдержки)

при одновременном обеспечении высокой прочности соединений, что имеет наиболее важное значение.

1.2. Диффузионная сварка через промежуточные слои

Промежуточные слои могут быть расплавляющимися и нерас-плавляющимися.

В качестве материалов для расплавляющихся промежуточных слоев наиболее часто применяют припои разных марок и оксиды щелочных металлов, взаимодействующие с оксидной пленкой на поверхности основного металла. Выбор химического состава слоя зависит от вида свариваемых материалов и требований, предъявляемых к сварному соединению.

Сварку проводят при температурах, близких к температуре плавления припоя, с учетом того, что необходимо обеспечить протекание диффузионных процессов между свариваемыми материалами и компонентами промежуточного слоя. Жидкая фаза способствует отделению, диспергированию и растворению оксидных пленок, как при сварке плавлением или пайке. В большинстве случаев промежуточные слои обеспечивают очистку поверхностей и в процессе образования соединения выдавливаются из зоны контактирования.

Основной недостаток таких слоев — низкое качество сварных соединений, соответствующее по прочности паяным. Учитывая сходство этой технологии с процессом пайки, в дальнейшем рассматривать ее не будем.

Существует еше один способ создания соединения через жидкий промежуточный слой, образующийся при эвтектической температуре в результате сплавления материала, входящего в его состав, с приконтактными объемами свариваемых материалов. Подобно припою он смачивает соединяемые поверхности в течение довольно короткого промежутка времени и при охлаждении формирует неразъемное соединение. Например, титан с никелем образуют эвтектику при массовой доле N17 % (что соответствует 5,8 % атомов этого компонента) и Г= 765 "С.

Преимущество этого способа диффузионной сварки перед способом, основанным на использовании припоя, состоит в том, что в системе основной материал — эвтектический промежуточный слой — основной материал нет явной границы раздела и резкого изменения физико-химических и механических свойств, характерных для системы основной материал — припой — основной материал. Эвтектический сплав основного материала с промежуточным слоем обладает свойствами обоих материалов.

В качестве материалов для нерасплавляющихся промежуточных слоев применяют, как правило, пластичные металлы (золото, се-