Диффузионная сварка. 
Материаловедение и технология материалов

Диффузионная сварка деталей происходит в твердом состоянии вследствие возникновения связей на атомарном уровне, появившихся в результате максимального сближения контактных поверхностей благодаря локальной пластической деформации при повышенной температуре, обеспечивающей взаимную диффузию в приповерхностных слоях соединяемых материалов.

Свариваемые детали сдавливают с небольшим усилием и нагревают. Процесс сварки последовательно включает в себя возникновение и развитие физического контакта, активацию контактных поверхностей, взаимодействие атомов, в результате чего между ними устанавливаются связи, приводящие к образованию монолитного соединения.

К параметрам, определяющим режим диффузионной сварки, относятся температура нагрева, удельное давление при сварке, время выдержки, а также степень вакуумирования.

Повышение температуры сварки, как известно, способствует увеличению поверхности соприкосновения деталей из-за увеличения пластичности металла. Кроме того, с повышением температуры увеличивается скорость диффузии атомов, ускоряются процессы очистки поверхности металлов от оксидов.

Обычно температуру нагрева при диффузионной сварке выбирают в интервале (0,4-^0,8)Г_пл. Однако металлы, склонные к увеличению зерна при нагреве, сваривают при более низких температурах. Кроме того, стремятся снизить температуру сварки тонких деталей во избежание их деформаций. В таком случае необходимая прочность соединения достигается увеличением продолжительности нагрева. Сварка разнородных материалов производится при температуре, выбираемой в соответствии с температурой плавления наиболее легкоплавкого материала.

Удельное давление при диффузионной сварке не должно вызывать заметных пластических деформаций деталей. Максимальное усилие Р, с которым можно сдавливать детали, ориентировочно определяют, зная площадь соприкосновения деталей (F) и среднее значение предела текучести при температуре сварки:

Среда, в которой происходит диффузионная сварка, в значительной мерс влияет на сварное соединение, поэтому она чаще всего осуществляется в вакууме, имеющем хорошие защитные свойства: не только исключается окисление и взаимодействие с азотом при сварке, но и удаляются оксидные пленки.

Преимущества диффузионной сварки определяются отсутствием плавления металла при сварке, незначительными изменениями свойств основного металла, минимальными остаточными напряжениями и деформациями; большей точностью изготовления узлов, чем при сварке плавлением; малой вероятностью образования трещин; возможностью сварки разнородных металлов.

В качестве основных недостатков следует указать необходимость тщательной предварительной очистки свариваемых поверхностей, сложность достижения полноценного физического контакта при сварке деталей с большой площадью соприкосновения, длительность процесса сварки.