是由AMg3材料制成的板來(lái)真空擴散焊接。中試研究中的擴散焊接過(guò)程在溫度為550°C、持續時(shí)間為10分鐘的J-BAC真空爐中進(jìn)行。變形過(guò)程失控。通過(guò)這種技術(shù)方案,工件材料的收縮率從原始尺寸的4%提高到7%。該技術(shù)方案的主要缺點(diǎn)是缺乏對焊縫變形和工件收縮程度的控制,這不可避免地導致精加工余量增加和待焊接零件之間冷卻的內部通道(如果有)幾何形狀的變形。此外,采用上述技術(shù),對工件的要求很高:表面粗糙度Ra = 0.63,配合表面的平整度高達0.05 mm,這導致制造零件的成本增加。
擴散裝置是具有腔(側)式裝料的真空電阻爐,設計用于在20°C至900°C的溫度范圍內對鋁坯(板)進(jìn)行真空擴散焊接。
該裝置實(shí)現了控制力(基于應變片)和變形(基于電子測量尺)的方案,該方案提供了對零件進(jìn)行熱機械作用的可能性,根據給定的程序確定其變形并調整變形程度。來(lái)自應變片的信號是壓力機液壓站的調節信號,允許您以 0.1 噸的精度設置和保持 10 至 200 噸的力。零件的變形程度以100微米的精度測量。為了可視化,傳感器數據顯示在監視器屏幕上。
在初始階段,工件被移動(dòng)到爐中,熱電偶安裝在工件內部。創(chuàng )造真空環(huán)境,加熱工件,爐膛夾套中的溫度在530度,工件加熱到510度的溫度。工件的溫度使用熱電偶控制。工件在 1 度的溫度下保持 510 小時(shí)。
此外,對坯料施加等于一噸的壓力 - 以消除墊片和坯料之間的殘余間隙,并在考慮線(xiàn)性膨脹系數的情況下確定裝料的高度。上板的運動(dòng)復位為零,之后軟件(以下簡(jiǎn)稱(chēng)軟件)固定“零運動(dòng)”,隨后過(guò)渡到工件變形的主動(dòng)控制。在頂板上放置100噸的負載并監控收縮量。
該軟件包含的允許塑性變形量等于 0.4%。該軟件自動(dòng)控制負載量,并在超過(guò)變形時(shí)調節工件上的壓力。同時(shí),控制運動(dòng)量及其在塑性變形增加0.4%以上的情況下的關(guān)閉。在最后階段,在不釋放壓力的情況下關(guān)閉加熱。
在該技術(shù)過(guò)程中,為了減少工件的冷卻時(shí)間,使用氣態(tài)氮氣和機構來(lái)打開(kāi)熱鎖并使氣體運動(dòng),而不會(huì )使真空爐減壓。氮氣的使用可以將工藝時(shí)間減少4-5小時(shí),并提高工藝過(guò)程的生產(chǎn)率。因此,通過(guò)讓氮氣進(jìn)入腔室,工件被冷卻到 150-170 度,然后從工件上去除壓力并冷卻到 30 度。
為了將結果與實(shí)驗研究進(jìn)行比較,在相同的模式下(T = 550°C,t = 10分鐘)進(jìn)行了擴散焊接的控制過(guò)程。由 AMG3 合金制成的兩個(gè)尺寸為 28x500x500 的鋼坯。由于具有受控和可調變形的焊接,獲得了緊密的接頭,而焊縫幾何形狀的偏差最小。根據上述技術(shù),工件的收縮率為0.4%。
這項技術(shù)的引入允許:
1)降低被焊接工件表面處理的精度等級:粗糙度Ra=1.25,平整度0.15mm;
2)減少機加工(精加工)加工余量;
3)材料收縮率降低10倍;
4)允許減少焊接時(shí)間2倍;
5)保留工件和內部冷卻通道的幾何形狀;
6)提高工藝生產(chǎn)率;
7) 減少處理時(shí)間。
該技術(shù)的引入使得高精度地控制產(chǎn)品變形程度成為可能。擴散焊接的其他優(yōu)點(diǎn)包括:能夠連接相似和不同的金屬,這是無(wú)法以任何其他方式獲得的;獲得與大面積焊接區域連接的可能性;接縫質(zhì)量高,連接牢固;非常高的連接強度和緊密性;創(chuàng )建復雜設計和配置產(chǎn)品的能力;環(huán)境友好性;缺乏消耗品;創(chuàng )建精密連接;創(chuàng )建結構,其中連接具有原始材料的所有屬性;待連接材料不熔化,消除了與偏析、開(kāi)裂和殘余應力相關(guān)的問(wèn)題。同時(shí),結構的質(zhì)量不會(huì )增加,這對于其他類(lèi)型的焊接,焊接或膠合是不可避免的,并且使用真空可以獲得有害雜質(zhì)含量[敏感詞]的連接,即使在焊接高活性金屬時(shí)也是如此。
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