Sissejuhatus: 4 peamist protsessi parameetrit: 1. Temperatuur; 2. Rõhk; 3. Difusiooniaeg; 4. Kaitsev atmosfäär.
1. Temperatuur
- Temperatuur on difusioonkeevituse juhtiv parameeter. KaasaegneDifusioonkeevitusseadmedon seetõttu konstrueeritud täppisküttesüsteemidega, et tagada optimaalne aatomi difusioon ilma alusmaterjali kahjustamata. Väiksed temperatuurimuutused mõjutavad oluliselt difusioonikiirust. Mõistlikes piirides kiirendavad kõrgemad temperatuurid difusiooniprotsessi ja parandavad liigeste tugevust. Seetõttu tuleks võimalusel valida kõrgemad temperatuurid.
- Kuumutamistemperatuuri piiravad aga töödeldavate detailide ja kinnitusdetailide kõrgel temperatuuril-tugevus ning metallurgilised omadused, nagu materjali faasi muundumine ja ümberkristallimine. Kui temperatuur ületab teatud väärtuse, muutub liigeste kvaliteedi paranemine piiratud ja võib isegi halveneda.
- Enamiku metallide ja sulamite puhul jääb difusioonkeevitustemperatuur vahemikku 0,6–0,8 korda põhimaterjali sulamistemperatuurist (Tm, mõõtühik K). Vedelfaase hõlmava difusioonkeevituse korral peaks kuumutamistemperatuur olema veidi kõrgem kui vahekihi materjali sulamistemperatuur või eutektilise reaktsiooni temperatuur, millele järgneb sobiv jahutamine isotermilise tahkestumise ja homogeniseerimise etapis. Kui polümeeride difusioonkeevitusmasinad on varustatud infrapunatermomeetritega, hõlbustavad need temperatuuri täpset reguleerimist.
2.Rõhk
- Kui muud parameetrid jäävad konstantseks, soodustab kõrgem rõhk kvaliteetsete{0}}vuukide teket. Ülemist rõhupiiri piiravad tooriku deformatsioonipiirangud ja seadmete tonnaaživõime. Erinevate metallide difusioonkeevituse puhul aitab kõrgem rõhk difusioonitühimeid vähendada või vältida.
- Tavaline difusioonkeevitusrõhk jääb vahemikku 0,5–50 MPa (välja arvatud kuumisostaatpressimine). Madalamaid rõhku saab kasutada vedela{3}}faasilise difusioonkeevituse jaoks; liigne rõhk võib aga põhjustada vedela metalli väljapressimist, mis põhjustab koostise kontrolli probleeme.
- Kuna difusioonirõhul on hilisematel difusioonietappidel väiksem mõju, võib tahkis{0}}difusioonkeevitus vähendada rõhku hilisemates faasides, et minimeerida tooriku deformatsiooni.
3. Difusiooniaeg
- Difusiooniaeg viitab kestusele, mida toorikuid hoitakse keevitustemperatuuril, mis peab tagama difusiooniprotsessi täieliku lõpuleviimise, et saavutada vajalik liite tugevus. Ebapiisav aeg ei lase vuugi tugevusel stabiilselt alusmaterjali tasemeni jõuda.
- Liiga pikk kõrge{0}}temperatuur ja kõrge{1}rõhu kestus parandavad vuugi kvaliteeti piiratud määral ja võivad selle asemel põhjustada alusmaterjali tera jämedust. Liigete puhul, mis kalduvad moodustama rabedaid intermetallilisi ühendeid, tuleb hapra kihi paksuse piiramiseks ja liite toimivuse tagamiseks difusiooniaega kontrollida.
- Difusiooniaeg ei ole iseseisev muutuja, vaid on tihedalt seotud temperatuuri ja rõhuga: kõrgem temperatuur või suurem rõhk nõuab lühemaid aegu.
- Vahekihtidega difusioonkeevituse korral sõltub keevitusaeg vahekihi paksusest ja nõuetest vuugistruktuuri ühtlusele (sh lubatava rabeduse faasi sisaldus). Praktilistes rakendustes võib keevitusaeg sõltuvalt protsessi parameetrite kombinatsioonist ulatuda mõnest minutist mitme tunnini.
4. Kaitsev atmosfäär
- Kaitsekeskkonna puhtus, voolukiirus, rõhu või vaakumi tase ja lekkekiirus mõjutavad otseselt vuugi kvaliteeti. Tavaliselt kasutatav kaitsegaas on argoon, mille tüüpiline vaakum on (1-20) × 10⁻³ Pa. Mõned materjalid võivad kasutada ka kõrge puhtusastmega lämmastikku, vesinikku või heeliumi.
- Superplastilise vormimise ja difusioonkeevituse komposiitprotsessides kasutatakse metallpindade kaitsmiseks sageli argooni negatiivset rõhku (madal vaakum). Jahutamise ajal faasimuutuse läbivate materjalide ja rabedate materjalide (nt keraamika) puhul tuleb kütte- ja jahutuskiirust kontrollida.
- Eutektilise reaktsiooniga difusioonkeevituse korral võivad liiga aeglased kuumenemiskiirused põhjustada difusiooni tõttu kontaktpinna koostise muutusi, mis mõjutavad eutektilise sulatamise efektiivsust.
Järeldus
Difusioonkeevitusparameetrite valdamine nõuab nii üksikute mõjude kui ka nende keerukate vastastikmõjude mõistmist. Temperatuuri, rõhu, aja ja atmosfääri kontrollitud optimeerimise kaudu saavad tootjad toota liitekohti, mille mehaanilised omadused lähenevad põhimaterjali võimetele. NaguDifusioonkeevitusseadmed muutub üha keerukamaks, jõuliste optimeeritud parameetrite rakendamine muutub kättesaadavamaks, laiendades rakendusvõimalusi kosmose-, energeetika- ja arenenud tootmissektorites.
