Данный способ сварки обладает следующими достоинствами:

•исключается расплавление соединяемых материалов;

•отсутствует необходимость в обязательном применении драгоценных металлов в виде припоев:

•прочность соединений может изменяться в широком диапазоне в зависимости от требований к сварному узлу, превышая при этом прочность клеевых и паяных соединений;

•возможно совмещение процессов сварки и термической обработки материалов с целью получения определенных свойств;

•соединение разнородных по физико-химическим свойствам материалов исключает дополнительные промежуточные операции, например вжигание паст, содержащих серебро;

•процесс диффузионной сварки легко поддается автоматизации.

Важным достоинством диффузионной сварки, как и других способов соединения в твердой фазе, является отсутствие плавления соединяемых материалов. Это исключает проблемы, связанные с ликвацией, растрескиванием и остаточными напряжениями. Материалы, упрочненные дисперсными частицами или волокнами, можно подвергать сварке, не нарушая структуры упрочняющей фазы и не снижая эффективности упрочнения, а также сохраняя структуру зерен. Кроме того, данный способ сварки позволяет получать соединения с большой площадью контактной поверхности.

В настоящее время отработана технология соединения свыше 800 видов пар различных материалов, в том числе металлов и сплавов, друг с другом и неметаллами — керамикой, стеклами и другими материалами.

Диффузионная сварка, реализуемая при температурах, составляющих 0,7.0,8 температуры плавления Тш, позволяет получать сварные конструкции законченных форм и размеров. При этом можно исключить изменение свойств свариваемых материалов, повысить качество и надежность изделий, увеличить срок их эксплуатации и оптимизировать технологический цикл изготовления промышленной продукции.

За время, прошедшее после получения этим способом первого сварного соединения, в России и за рубежом выполнено большое число научно-исследовательских работ теоретического и прикладного характера по диффузионной технологии. Данная технология применяется почти во всех отраслях хозяйства, а в ряде случаев именно благодаря наличию такого эффективного способа соединения материалов стало возможным создание принципиально новой промышленной продукции.

Значительный вклад в развитие теории твердофазного соединения и разработку соответствующей технологии внесли выдающиеся ученые М.X. Шоршоров, Ю.Л. Красулин, Э.С.Каракозов, P.A. Мусин, В. А. Бачин и др. Благодаря их усилиям это направле-

ние в сварочной науке и технике получило приоритетное развитие.1

Современное представление о процессах, протекающих при диффузионной сварке, базируется на достижениях в области физики и химии твердого тела, а также смежных отраслей науки.

Несмотря на очевидные значительные успехи в развитии диффузионной сварки, еще имеется множество нерешенных вопросов, которые сложно, а в ряде случаев и невозможно решить в рамках традиционных схем и подходов. Это относится, например, к соединению магнитных и аморфных сплавов, пьезо- и оптокера-мики, а также полупроводниковых структур, когда воздействие температур выше 0,77^, и сварочных давлений свыше 0,8 предела текучести от приводит к необратимым изменениям исходных свойств свариваемых материалов или их разрушению. Поэтому основным направлением исследований в области разработки технологий является поиск методов интенсификации процесса диффузионной сварки, которые позволили бы получать высококачественные сварные соединения при температурах (0,2.0,3)Тш и сварочных давлениях, исключающих макропластическую деформацию прикон-тактных областей.

В настоящем учебном пособии показана перспективность одного из наиболее простых способов интенсификации процесса диффузионной сварки, связанного с использованием промежуточных слоев на основе высокоактивных энергонасыщенных металлических порошков и их смесей. Благодаря таким слоям температура процесса не превышает 530 °С, макропластическая деформация деталей отсутствует, а прочность соединения не ниже, чем у соединяемых материалов.

Рассмотрены особенности получения материалов для промежуточных слоев, включая ультрадисперсные порошки (УДП) металлов и их двойные смеси, а также способы размещения их между свариваемыми поверхностями.

Представлена технология сварки через порошковые слои ме-таллоорганических солей, восстановленные, свободно насыпанные металлические слои и пористые прокатанные ленты. Изучена кинетика образования соединения, в том числе спекания промежуточных порошковых слоев различного состава и их припекания к поверхностям компактных материалов.

На примере соединения магнитотвердых материалов с магни-томягкими, а также твердых сплавов со сталями показаны возможности, преимущества и перспективы диффузионной сварки через УДП металлов.

Наряду с этим многолетняя практическая деятельность позволяет автору представить данные по технологии диффузионной сварки ряда материалов, используемых для создания промышленных изделий, с применением традиционных промежуточных слоев — гальванических покрытий и металлической фольги.