Рассмотрены специализированное оборудование и технологическая оснастка, необходимые для предварительной сборки деталей и реализации разработанных процессов диффузионной сварки, а также способы контроля качества сварных соединений.

Автор выражает искреннюю благодарность коллегам и руководству ФНПЦ «Раменское приборостроительное конструкторское бюро», где выполнен основной объем научно-исследовательской и внедренческой работы. Автор признателен научным сотрудникам МАТИ — РГТУ им. К. Э. Циолковского, МИСиС (ТУ), а также других вузов и научно-исследовательских институтов за творческую помощь и поддержку при проведении исследований, обработке полученных данных и подготовке рукописи.

ГЛАВА 1

НАПРАВЛЕНИЯ РАЗВИТИЯ ДИФФУЗИОННОЙ

1.1. Теория диффузионного соединения. Методы интенсификации процесса диффузионной сварки

На всем протяжении развития диффузионной сварки механизму образования соединения в твердой фазе уделялось особое внимание. Современный этап развития теоретических представлений о соединении материалов характеризуется изучением физической природы явлений, разработкой расчетных моделей и получением аналитических зависимостей для определения оптимальных параметров режима диффузионной сварки.

При всех способах сварки без расплавления соединение образуется в результате деформационного воздействия на соединяемые материалы. В существующих гипотезах по-разному объясняется процесс формирования соединения, в частности придается неодинаковое значение влиянию реальной структуры соединяемых поверхностей.

Ученые, развивавшие пленочную гипотезу холодной сварки, полагали, что для образования соединения в процессе совместной пластической деформации необходимо лишь сблизить соединяемые поверхности, свободные от оксидных и жировых пленок, на расстояние действия межатомных сил. Они считали, что свариваемость не является свойством металла, а зависит от условий на поверхности и ею можно управлять, изменяя механические свойства поверхностных пленок в желаемом направлении.

Такой подход к схватыванию металлов в твердой фазе исключает необходимость определения термодинамических характеристик процесса образования межатомных связей и основывается на представлении о том, что возрастание термодинамической вероятности схватывания обусловлено уменьшением свободной энергии системы при исчезновении двух свободных поверхностей. Этот подход не учитывает также природу соединяемых материалов, роль структурных дефектов, энергетическое состояние атомов в процессе пластического деформирования и другие факторы.

Влияние природы соединяемых материалов на схватывание изучалось в вакууме при остаточном давлении 10"9. Ю-7 Па. Опыты показали, что наиболее существенное влияние на схватывание металлов оказывает различие в их атомных радиусах; различие только в форме и строении кристаллических решеток не сказывается на способности металлов к схватыванию.