Atom jirim sentiasa bergerak, itulah sebabnya cecair dan gas boleh bercampur. Pepejal juga mempunyai zarah asas mudah alih, tetapi ia mempunyai kekisi kristal yang lebih tegar. Namun, jika dua jasad pepejal didekatkan kepada jarak interaksi daya atom, maka pada titik sentuhan, zarah satu bahan akan menembusi ke dalam yang lain dan sebaliknya. Penembusan bersama bahan sedemikian dipanggil penyebaran, dan kesannya adalah asas kepada salah satu kaedah penyambungan logam. Itulah yang dipanggil - kimpalan resapan logam.
Apa yang boleh dicantumkan dengan kimpalan resapan
Kimpalan resapan dalam vakum mempunyai kemungkinan teknologi yang besar. Dengan itu, anda boleh menyambung:
- Logam dengan struktur homogen dan tidak homogen, serta aloinya. Bahan logam refraktori seperti tantalum, niobium dan tungsten.
- Bahan bukan logam dengan logam: grafit dengan keluli, kuprum dengan kaca.
- Bahan binaan berasaskan logam, seramik, kuarza, ferit, kaca, struktur semikonduktor (homogen dan tidak homogen), grafit dan nilam.
- Bahan komposit, berliang dengan pemeliharaan sifat dan teksturnya.
- Bahan polimer.
Mengenai konfigurasi dan saiz kosong - ia mungkin berbeza. Bergantung pada saiz ruang kerja, adalah mungkin untuk bekerja dengan bahagian daripada beberapa mikron (elemen semikonduktor) hingga beberapa meter (struktur berlapis kompleks).
Cara loji resapan berfungsi
Kompleks untuk kimpalan resapan termasuk elemen utama berikut:
- Ruang kerja. Ia diperbuat daripada logam dan direka untuk mengehadkan persekitaran kerja di mana vakum dicipta.
- Pendirian - penyangga yang digilap. Ruang kerja terletak di atasnya, di mana ia boleh bergerak.
- Pemeterai vakum. Merupakan pengatur jarak antara kamera dan dirian.
- Mekanisme penggelek dan skru pengapit. Dengan bantuan mereka, kamera digerakkan di sepanjang rel dan dipasang pada dirian.
- Pam vakum. Mencipta vakum di kawasan kerja.
- Penjana dengan induktor. Ia bertindak sebagai sistem pemanasan untuk bahagian yang akan dikimpal.
- Penebuk tahan haba, silinder hidraulik dan pam minyak mewakili mekanisme untuk memampatkan bahagian di bawah tekanan tertentu.
Bergantung pada pengubahsuaian, pemasangan kimpalan resapan mungkin berbeza dalam bentuk ruang dan kaedahpengedap mereka. Juga berbeza adalah kaedah pemanasan bahagian. Pemanas sinaran, penjana arus tinggi, unit nyahcas cahaya, pemanas pancaran elektron boleh digunakan.
Proses resapan semasa mengimpal
Jika anda mengambil plat logam yang digilap, sambungkannya dan letakkan di bawah beban, maka dalam beberapa dekad kesan penembusan logam bersama antara satu sama lain akan ketara. Selain itu, kedalaman penembusan akan berada dalam satu milimeter. Masalahnya ialah kadar resapan bergantung pada suhu bahan yang dicantum, jarak antara zarah asas bahan, serta pada keadaan permukaan yang bersentuhan (ketiadaan pencemaran dan pengoksidaan). Itulah sebabnya proses semula jadinya sangat perlahan.
Dalam industri, untuk mendapatkan kompaun dengan cepat, proses resapan dipercepatkan, dengan mengambil kira semua syarat ini. Di ruang kerja:
- Buat vakum dengan tahap tekanan baki sehingga 10-5 mm Hg atau isikan medium dengan gas lengai. Oleh itu, bahagian tidak terdedah kepada oksigen, yang merupakan agen pengoksidaan untuk mana-mana logam.
- Bahan dipanaskan pada suhu 50-70% daripada suhu lebur bahan kerja. Ini dilakukan untuk meningkatkan keplastikan bahagian disebabkan oleh keadaan lebih mudah alih zarah asasnya.
- Kosong tertakluk kepada tekanan mekanikal dalam julat 0.30-10.00 kg/mm2, menjadikan jarak interatomik lebih dekat kepada saiz yang membolehkan mewujudkan ikatan sepunya dansaling menembusi ke lapisan berdekatan.
Keperluan untuk penyediaan bahan
Sebelum meletakkan kosong unsur-unsur yang akan dikimpal ke dalam unit resapan, ia tertakluk kepada pra-rawatan. Tujuan utama memproses bahagian-bahagian yang bersentuhan dengan kosong adalah bertujuan untuk mendapatkan permukaan yang lebih licin, rata dan seragam, serta menghilangkan pembentukan berminyak yang tidak kelihatan dan kotoran dari kawasan sendi. Pemprosesan bahan kerja berlaku:
- kimia;
- mekanikal;
- elektrolitik.
Filem oksida, sebagai peraturan, tidak menjejaskan proses resapan, kerana ia merosakkan sendiri semasa pemanasan dalam persekitaran vakum.
Apabila kimpalan resapan tidak cukup berkesan antara bahan yang mempunyai pekali pengembangan haba yang tidak sama, atau jahitan rapuh terbentuk, apa yang dipanggil pad penimbal digunakan. Mereka boleh berfungsi sebagai kerajang pelbagai logam. Jadi, kerajang kuprum digunakan dalam kimpalan resapan kosong kuarza.
Ciri-ciri sebatian yang terhasil
Tidak seperti kaedah kimpalan gabungan tradisional, di mana logam tambahan ditambahkan pada logam asas dalam jahitan, kimpalan resapan memungkinkan untuk mendapatkan jahitan seragam tanpa perubahan besar dalam komposisi fizikal dan mekanikal sendi. Sambungan siap mempunyai ciri-ciri berikut:
- kehadiran jahitan berterusan tanpa liang dan pembentukan cengkerang;
- tiada kemasukan oksida dalam sebatian;
- kestabilan mekanikalhartanah.
Disebabkan fakta bahawa resapan ialah proses semula jadi penembusan satu bahan ke bahan lain, kekisi kristal bahan tidak terganggu dalam zon sentuhan, dan oleh itu tidak ada kerapuhan jahitan.
Sambungan bahagian titanium
Kimpalan resapan titanium dan aloinya dicirikan dengan mendapatkan sambungan berkualiti tinggi dengan kecekapan ekonomi yang tinggi. Ia digunakan secara meluas dalam perubatan untuk pembuatan bahagian prostesis, serta dalam bidang lain.
Bahagian dipanaskan pada suhu 50º - 100º lebih rendah daripada suhu di mana penjelmaan polimorfik berlaku. Pada masa yang sama, sedikit tekanan 0.05–0.15 kgf/mm² dikenakan pada bahan.
Komposisi kimia aloi titanium tidak menjejaskan kekuatan sambungan unsur dalam cara kimpalan ini.
Kelebihan kaedah
Apabila kimpalan resapan boleh dilakukan:
- gabungkan pepejal homogen dan heterogen;
- elakkan ubah bentuk bahagian;
- jangan gunakan bahan habis pakai dalam bentuk pateri dan fluks;
- menerima pengeluaran bukan sisa;
- jangan gunakan sistem bekalan dan pengudaraan ekzos yang kompleks, kerana tiada asap berbahaya terhasil dalam proses;
- terima mana-mana kawasan zon sambungan kenalan, terhad hanya oleh kemungkinan peralatan;
- pastikan sentuhan elektrik yang boleh dipercayai.
Ditambah pada ini ialah penampilan estetik yang sangat baik dari bahagian siap,yang tidak memerlukan penggunaan operasi pemprosesan tambahan, seperti penyingkiran skala kimpalan, sebagai contoh.
Kecacatan teknologi
Kimpalan resapan ialah proses teknologi yang kompleks, kelemahan utamanya termasuk:
- perlu menggunakan peralatan mahal tertentu;
- keperluan untuk ruang pengeluaran, pemasangan mempunyai dimensi yang besar;
- keperluan untuk memiliki pengetahuan khusus, kemahiran dan pemahaman tentang proses kerja;
- masa yang diluangkan untuk pra-pemprosesan bahan kerja yang teliti;
- pastikan unit vakum sebersih mungkin, jika tidak, habuk yang tidak kelihatan boleh mendap pada bahagian yang dikimpal dan membawa kepada kecacatan sendi;
- kesukaran memeriksa kualiti jahitan tanpa perlu memusnahkannya.
Memandangkan semua ini, serta spesifikasi penggunaan pemasangan vakum, kimpalan resapan hanya diperlukan dalam keadaan perusahaan, dan bukan untuk kegunaan peribadi.
Peralatan kimpalan resapan industri
Terdapat beberapa jenis peralatan industri yang direka untuk kimpalan resapan. Ia terutamanya berbeza antara satu sama lain dalam spesifikasi bahan yang dikimpal dan penggunaan sistem yang berbeza untuk bahagian pemanasan.
Jenis pemasangan MDVS direka untuk pengeluaran bar bas kuprum fleksibel, kumpulan sesentuh suis voltan tinggi yang diperbuat daripada kuprum dan kerrite, bahagian injap angkat gas untuk pam lubang gerudi yang diperbuat daripada keluli tahan karat dan aloi logam keras. Sistem ini menggunakan kesan pemanasan sentuhan elektrik.
Jenis kompleks kimpalan UDVM-201. Melakukan penyambungan melalui kimpalan resapan bahan daripada kaca gred yang berbeza. Pemanasan permukaan kerja dilakukan dengan kaedah sinaran sinaran.
Peralatan kimpalan USDV-630. Pemasangan pemanasan aruhan untuk mengimpal bahan komposit berasaskan titanium dan kuprum. Sistem sedemikian membolehkan memanaskan bahagian yang besar.
Mesin MDVS-302 untuk kimpalan resapan menggunakan pemanasan bahagian frekuensi tinggi. Ia dicirikan oleh kehadiran penjana bersaiz kecil pada litar transistor.
