Соединение магнитных материалов посредством сварки плавлением (аргонно-дуговая, электронно-лучевая, лазерная) невозможно вследствие нарушения их химического состава, связанного с выгоранием некоторых компонентов и обильным газовыделением. Кроме того, расплавление соединяемых материалов приводит к необратимой потере магнитных свойств.

Анализ особенностей работы магнитных приборов, требований к технологии их изготовления и соединяемым материалам показывает, что технологический процесс соединения магнитных материалов должен быть:

•прецизионным (без накопления остаточной макроскопической деформации);

•осуществляемым при невысоких температурах (ниже точки Кюри) для предотвращения необратимого ухудшения магнитных свойств;

•окончательным (без последующей механической или термической обработки);

•обеспечивающим изготовление изделий высокого качества с заданными свойствами.

Как показывают результаты испытаний магнитных систем в промышленных масштабах, для решения данной задачи и разработки соответствующей технологии наиболее целесообразно и экономически оправданно использование диффузионной сварки.

Однако для разработки научно обоснованной технологии изготовления магнитных систем сваркой в твердой фазе необходимо определить принципиальные возможности обеспечения при этом способе соединения материалов требуемой прочности и ударной вязкости с учетом значений параметров процесса и накопленной деформации, ограничение которых может быть связано с необходимостью сохранения исходных электрофизических свойств маг-нитотвердых и магнитомягких материалов.

Помимо этого, важно понять роль и преимущества применения различных промежуточных слоев при диффузионной сварке магнитных материалов.

В процессе исследования возможностей диффузионной сварки создавали однородные соединения армко-железа и никеля НВК, а также соединения стали 30 со сталью 30X13. Выбор этих металлов обусловлен следующими соображениями. Они относятся к наиболее широко распространенным магнитомягким материалам. Кроме того, железо и никель входят в состав магнитотвердых материалов, поэтому изучение процесса формирования их однородных соединений позволяет определить наиболее благоприятные режимы сварки с точки зрения активации и схватывания контактных поверхностей, миграции границ и возникновения общих зерен.

Очевидно, что необходимо проведение отдельных исследований ползучести, образования физического контакта, условий фор-

мирования общих зерен в зоне соединения и повышения прочности сварных соединений. Изучение широко применяемых магнитных материалах позволит:

•получить экспериментальные зависимости их остаточной деформации от параметров сварки и для конкретных изделий оценить, при какой ее величине возможно ухудшение магнитных свойств;

•обоснованно выбрать температуру сварки, поскольку при температурах выше точки Кюри происходит потеря магнитных свойств, восстановление которых последующей термической обработкой допустимо не для всех изделий;

•установить характер зависимости площади физического контакта от параметров сварки при Т 0,577,,;

•определить нижний уровень параметров Т, Р и г, обеспечивающий образование достаточно полного физического контакта, — необходимое условие для формирования высококачественного соединения независимо от природы и механизма последующего процесса активации контактных поверхностей;

•выявить технологические возможности диффузионной сварки применительно к конкретному изделию с заданными свойствами;

•оценить возможную прочность и пластичность соединений при использовании диффузионной сварки;

•установить целесообразность применения промежуточных слоев с целью снижения значений параметров сварки, ограничения или предотвращения пластической деформации магнитомягких материалов и интенсивного развития пластической деформации промежуточных слоев.

Для построения моделей образования физического контакта необходимо знать вид зависимости скорости деформации от параметров режима сварки (Г, Р, t).

При разработке расчетной модели формирования физического контакта можно воспользоваться уравнением для скорости деформации с на стадии неустановившейся ползучести при непрерывно уменьшающихся механических напряжениях:

i = r\t ехр

(4.1)

где Г| = ví.0¿P; v — частота колебаний атомов; L0 — путь дислокаций до барьера; Ь — модуль вектора Бюргерса; (3, и — постоянные величины; Е— энергия активации процесса деформации; R — универсальная газовая постоянная; 7, — абсолютная температура.

Для довольно больших /, при которых относительная площадь физического контакта F — 100%,

RT.