Известно, что при диффузионной сварке без промежуточных слоев физический контакт формируется в процессе пластической деформации и ползучести микронеровностей на свариваемых поверхностях. Сварка через промежуточный слой позволяет избежать макроскопической деформации приконтактной области блз годаря деформированию промежуточного слоя, вид которого (фоль- ' га, порошок, напыленное в вакууме или гальваническое покры- | тие) определяется не только технологическими возможностями производства, но и физико-химическими и механическими свойствами свариваемых материалов, параметрами режима сварки, условиями эксплуатации полученных соединений и т.д.

Выбор оптимального промежуточного слоя, обеспечивающего получение высококачественного соединения разнородных материалов, диктуется следующими требованиями к его свойствам:

•хорошая свариваемость при радиационном или индукционном нагреве в вакууме или контролируемой среде;

•благоприятные теплофизические характеристики для осуществления твердофазного соединения;

•отсутствие «диффузионного пробоя» в процессе формирования соединения;

•соответствие по КЛТР и модулю упругости основным материалам;

•определенный уровень стабильности механических свойств. ¡1 Только такой подход обеспечит оптимальное термодеформаци- 1

онное воздействие на свариваемые материалы и, главное, полно- : стью раскроет преимущества диффузионной сварки перед друга- ! ми методами соединения.

При диффузионном соединении разнородных материалов, учи- ; тывая их физико-химические свойства, условия эксплуатации сварного узла, требования к его прочности, стабильности электрофизических и специальных свойств материалов, допустимый уровень пластической деформации деталей и необходимость проведения последующей термомеханической обработки узла, следует выбрать | оптимальную технологию сварки (без промежуточного слоя или с его применением) и установить максимально допустимые параметры процесса.

Если необходим промежуточный слой, то нужно определить его вид и метод нанесения.

1.3. Свойства промежуточных слоев

Фольга, полученная прокаткой расплавленного металла, по ак-!:

тивности поверхности почти не уступает компактным сваривае-||

мым материалам. Поэтому она применяется в качестве промежу-' точного слоя в основном для предотвращения образования интер-

металлидов в зоне соединения. Толщина таких слоев составляет 0,05. 1,0 мм. Их подготовка под сварку аналогична подготовке соединяемых поверхностей деталей.

Примером, наиболее удачно характеризующим применение промежуточного слоя в виде фольги, является диффузионная сварка жаропрочных сталей и сплавов в двигателестроении. Наилучшие результаты получены при соединении материалов через фольгу на основе никеля. В ходе исследований установлено, что существенное влияние на качество соединений оказывает ее толщина.

В соединениях с промежуточным слоем толщиной 0,5 мм, выдерживаемых в течение 8 ч при температуре 1210 "С, глубина диффузии легирующих элементов жаропрочного материала в никелевую фольгу не превышает 10% ее толщины. Если относительная деформация такого промежуточного слоя составляет 50.60 %, то разрушение соединении при механических испытаниях носит вязкий характер и развивается на границе сплав — никелевая фольга. Дополнительная термообработка приводит к разрушению по середине слоя, где содержание никеля максимально. Таким образом, прочность всего соединения определяется прочностью фольги.

При сварке через промежуточный слой в виде никелевой фольги толщиной 0,25 мм и последующей термообработке разрушение по своему характеру становится в большей степени вязким, несмотря на то что и в этом случае легирование происходит не на всю толщину слоя (содержание никеля в его середине составляет 100 %).

У промежуточных слоев толщиной 0,1 мм после диффузионной сварки и термообработки повышается жаропрочность и преобладает вязкое разрушение. Такие слои достаточно полно насыщаются легирующими элементами из жаропрочных сплавов, В результате термообработки степень химической, структурной и механической неоднородности уменьшается настолько, что сварные соединения становятся более жаропрочными, чем при использовании промежуточных слоев другой толщины.

Качество соединений, получаемых через гальванические или напыленные покрытия, во многом зависит от их адгезии к основному материалу. В свою очередь, уровень адгезии определяется качеством подготовки поверхности под покрытие. Для обеспечения необходимого сцепления важным является сходство структур основного и осаждаемого металлов. Более того, взаимная диффузия металлов основы и покрытия способствует их надежному сцеплению как при нанесении слоя, так и в процессе сварки, если диффузия сопровождается образованием твердого раствора.

По электропроводности, твердости, наличию внутренних напряжений, магнитным и другим свойствам гальванические покрытия отличаются от металлов, получаемых кристаллизацией из расплавов. Слои, осажденные гальваническим методом, обычно имеют волокнистую, нитевидную или столбчатую структуру.