Рис. 4.57. Схема приспособления для диффузионной сварки: / — рабочий столик; 2 — внутренняя оправка; 3 — наружная оправка; Р — приложенное давление; Н — ширина паза; аь а2 — углы скоса боковых стенок оправок

ся конструкция приспособления для сварки, представленная на рис. 4.57 (первоначальная конструкция узла, который изготавливался пайкой, показана на рис. 4.33).

Устройство содержит внутреннюю 2 и наружную поправки конической формы, характеризуемые углами скоса боковых стенок 10.30" и 15.35" соответственно. Внутренняя оправка представляет собой разрезную цангу. Рабочая часть лепестков цанги выполнена в виде полуцилиндра, что позволяет при перемещении цанш внутрь наружной оправки равномерно передавать давление на свариваемые детали. Число нажимных лепестков в цанге соответствует числу точек приложения давления к деталям. Внутри разрезной цанги (на ее внутреннем основании) симметрично относительно ее оси расположен рабочий столик /. На этом столике собирают детали пол сварку, и с его помощью передают сварочное давление на цангу, в результате чего она перемещается по внутреннему конусу наружной оправки.

Угол скоса стенки наружной оправки всегда меньше, чем у внутренней, а ширина пазов Н между лепестками цанги определяется по формуле

2пА

где А — расстояние, на которое перемешается внутренняя оправка; и — число пазов между лепестками.

Детали, подлежащие сварке, помещают на столике. В зазоры между деталями устанавливают пуансон для передачи им сварочного давления от механизма нагружения. Сварочное давление через столик передается на внутреннюю оправку, которая благодаря наличию наружного конуса начинает перемещаться по поверхности внутреннего конуса наружной оправки. При этом лепестки цанги равномерно сжимаются, оказывая всестороннее давление на свариваемые детали.

При определенном положении внутренней оправки относительно наружной углы скоса их стенок становятся одинаковыми, взаимное перемещение оправок прекращается, и сварочное давление на детали ограничивается заданной величиной. Выбирая определенные значения этих углов, можно регулировать сварочное давление и скорость его нарастания, зависящую от скорости перемещения внутренней оправки относительно внешней.

В то же время ограничить величину сварочного давления можно путем выбора заданной ширины паза Нмежду рабочими лепестками. По мере перемещения цанги внутрь внешней оправки ее лепестки сжимаются, и пазы между ними уменьшаются. При заранее выбранном максимальном значении сварочного давления ширина пазов между лепестками равна нулю, и дальнейшего нагружения свариваемых деталей не происходит.

При указанных значениях углов скоса передача расчетного сварочного давления обеспечивается с наименьшей погрешностью. Кроме того, именно в этом диапазоне углов возможен обратный ход цанги в случае необходимости уменьшить давление, что важно для регулирования и поддержания необходимого сварочного усилия.

Технология сборки деталей, изготовленных диффузионной сваркой в этом приспособлении, упростилась, стал возможным их массовый выпуск, значительно снизилась металлоемкость и повысился коэффициент использования материалов, а эксплуатационная надежность и рабочие характеристики возросли.

4.8. Оптимизация процесса диффузионной сварки с использованием статистического моделирования

Разнообразные процессы, связанные с обработкой материалов, могут быть охарактеризованы с помощью математических моделей. Такое моделирование положено в основу метода математического планирования экспериментов. Применяя его, можно значительно сократить объем экспериментальных работ, необходимых для оптимизации основных параметров процесса обработки и Установления зависимости конечных свойств продукции от этих параметров.

Диффузионная сварка представляет собой совокупность сложных физико-химических процессов: взаимной диффузии большого числа элементов свариваемых материалов, микро- и макропла-стической деформации деталей, процессов массообмена между свариваемыми материалами и промежуточными слоями, по-разному протекающих при изменении параметров сварки (температура, сварочное давление, время выдержки и др.).