[go: up one dir, main page]

RU2516204C2 - Diffusion welding of metals with non-metals by electrically blasted interlayers - Google Patents

Diffusion welding of metals with non-metals by electrically blasted interlayers Download PDF

Info

Publication number
RU2516204C2
RU2516204C2 RU2012121979/02A RU2012121979A RU2516204C2 RU 2516204 C2 RU2516204 C2 RU 2516204C2 RU 2012121979/02 A RU2012121979/02 A RU 2012121979/02A RU 2012121979 A RU2012121979 A RU 2012121979A RU 2516204 C2 RU2516204 C2 RU 2516204C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
interlayer
parts
metals
temperature
vacuum
Prior art date
Application number
RU2012121979/02A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2012121979A (en
Inventor
Геннадий Владимирович Конюшков
Владимир Геннадьевич Конюшков
Дмитрий Константинович Милявский
Александр Яковлевич Зоркин
Original Assignee
Геннадий Владимирович Конюшков
Владимир Геннадьевич Конюшков
Дмитрий Константинович Милявский
Александр Яковлевич Зоркин
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Геннадий Владимирович Конюшков, Владимир Геннадьевич Конюшков, Дмитрий Константинович Милявский, Александр Яковлевич Зоркин filed Critical Геннадий Владимирович Конюшков
Priority to RU2012121979/02A priority Critical patent/RU2516204C2/en
Publication of RU2012121979A publication Critical patent/RU2012121979A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2516204C2 publication Critical patent/RU2516204C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)

Abstract

FIELD: process engineering.
SUBSTANCE: invention may be used in diffusion welding of metal and non-metal parts. Metal interlayer is arranged between parts to be welded and placed in vacuum chamber. Vacuum 0f 10-2-10-3 Pa is created in said chamber. Parts are heated to 200-300°C to pass pulse current through said interlayer produced by capacitor discharge to blast said interlayer. Power of said pulse current is selected to make 5-10 kJ so that interlayer is heated to temperature of fused cluster formation to produce nanostructure of layer of parts material and that of metal interlayer in area of their bonding. Compressive pressure is applied to said parts and cooled in vacuum to a room temperature.
EFFECT: high-quality joint.
5 dwg

Description

Способ диффузионной сварки применяется в основном для получения прочного соединения двух или нескольких металлических тел.The diffusion welding method is mainly used to obtain a strong connection of two or more metal bodies.

Тем не менее развитие и совершенствование современной электроники приборостроения, авиационной и других отраслей промышленности невозможно представить без применения новых конструкционных материалов на основе керамики, ситаллов, кварца, ферритов и других неметаллических материалов. Эти материалы созданы на основе оксидов различных элементов и обладают уникальными физико-химическими свойствами.Nevertheless, the development and improvement of modern electronics in instrumentation, aviation and other industries cannot be imagined without the use of new structural materials based on ceramics, ceramic, quartz, ferrite and other non-metallic materials. These materials are based on oxides of various elements and have unique physicochemical properties.

Соединения этих материалов с металлами и друг с другом широко применяются для крепления элементов высокочастотных систем, для смотровых и волноводных окон, оболочек и корпусов электронных и газоразрядных приборов, для фотокатодов в приборах ночного видения, корпусах лазерных гироскопов, в ускорительной технике, при изготовлении ювелирных изделий и др. Традиционные методы получения таких соединений - склеивание и пайка - далеко не всегда обеспечивают высокую прочность, вакуумную плотность, термостойкость, надежный тепловой и электрический контакт, сохранение свойств при длительном хранении.Compounds of these materials with metals and with each other are widely used for fastening elements of high-frequency systems, for viewing and waveguide windows, shells and cases of electronic and gas-discharge devices, for photocathodes in night-vision devices, cases of laser gyroscopes, in accelerator technology, and in the manufacture of jewelry etc. Traditional methods for producing such compounds — bonding and soldering — do not always provide high strength, vacuum density, heat resistance, reliable thermal and electrical contact, preservation of properties during long-term storage.

Перспективный методы соединения разнородных материалов со специальными физико-механическими свойствами при пониженных температуре и давлении - сварка с использованием электрически взрываемых прослоевPromising methods for joining dissimilar materials with special physical and mechanical properties at low temperature and pressure - welding using electrically exploded interlayers

Аналог - ударная сварка в вакууме разработки В.С. Патона. Соединение металлов осуществляется как в заявляемом способе - в вакуумной камере. Нагрузку также прикладывают однократно, но она импульсно воздействует на соединяемые металлы за счет специального ударника находящегося вне вакуумной камеры, поэтому импульсная нагрузка аналогична известному принципу подаваемой заявки. Температура в сварочной камере получается за счет радиационного нагрева или индукционного нагрева свариваемых деталей. В подаваемой заявке температура достигается за счет взрыва проводника.An analogue is shock welding in a vacuum developed by V.S. Paton. The connection of metals is carried out as in the present method - in a vacuum chamber. The load is also applied once, but it impulse acts on the metals being joined due to a special impactor located outside the vacuum chamber, therefore, the impulse load is similar to the well-known principle of the application filed. The temperature in the welding chamber is obtained due to radiation heating or induction heating of the parts to be welded. In the application filed, the temperature is reached due to the explosion of the conductor.

Наиболее близким аналогом заявляемого способа является способ сварки: сварка импульсным электрическим разрядом в жидкости (СИЭЖ) изобретение Юткина Л.А. А.А. Дерибас, В.М. Кудинов, Ф.И. Матвиенков. [авторское свидетельство SU №1309404, №1600101]. (Автор приводит выдержки из книги А.А. Юткина «Электрогидравлический эффект» 1955 год Москва-Ленинград «Машгиз». Тираж 6500.)The closest analogue of the proposed method is a welding method: welding by a pulsed electric discharge in a liquid (SIEC) invention Yutkina L.A. A.A. Deribas, V.M. Kudinov, F.I. Matvienkov. [copyright certificate SU No. 1309404, No. 1600101]. (The author cites extracts from the book by A. A. Yutkin “Electro-hydraulic effect” 1955 Moscow-Leningrad “Mashgiz.” Circulation 6500.)

(Отличие заявленного способа заключается в следующем: в качестве электрически взрываемого прослоя используется пластина, а не проволочка. Процесс осуществляется в вакууме. Технические параметры также отличаются от параметров возникающих в виде импульсных сверх высоких давлений ударной волны в жидкости.)(The difference of the claimed method consists in the following: a plate is used as an electrically exploded interlayer, not a wire. The process is carried out in vacuum. Technical parameters also differ from those arising in the form of pulsed ultra-high pressure shock waves in a liquid.)

Сущность электродинамического эффекта состоит в том, что при высоковольтным импульсном разряде в жидкости вокруг зоны разряда возникают импульсные сверхвысокие давления в виде ударной волны в жидкости, деформирующей пластичные и разрушающей хрупкие объекты вблизи зоны разряда.The essence of the electrodynamic effect is that during a high-voltage pulse discharge in a liquid around a discharge zone, pulsed ultrahigh pressures arise in the form of a shock wave in a liquid that deforms plastic and destroys brittle objects near the discharge zone.

Импульсный электрический разряд внутри объема жидкости осуществляется генератором импульсных токов, состоящим из высоковольтного трансформатора, выпрямителя, батареи конденсаторов и коммутатора. Межэлектронный промежуток в жидкости замкнут металлической проволокой. При пропускании через такую проволоку импульсного разрядного тока возникает явление, называемое электрическим взрывом проводника.A pulsed electrical discharge within the fluid volume is carried out by a pulsed current generator consisting of a high voltage transformer, a rectifier, a capacitor bank, and a switch. The interelectronic gap in the liquid is closed by a metal wire. When a pulsed discharge current is passed through such a wire, a phenomenon occurs called an electric explosion of the conductor.

Недостатком способа может служить значительная ширина слоя приводит к формированию дефектов в стыке, для получения готового переходника необходима механическая обработка.The disadvantage of this method can be a significant width of the layer leads to the formation of defects in the joint, to obtain the finished adapter requires mechanical processing.

Известен способ диффузионной сварки в вакууме [авторское свидетельство SU №1303335 от 24.12.85 г.], позволяющий сваривать с подогревом диэлектриков и полупроводников с металлами или между собой. На поверхность свариваемых деталей из диэлектрика или полупроводника, противоположную свариваемой, устанавливают полупроводниковую пластину из материала с отрицательной дифференциальной проводимостью с металлизированными контактными поверхностями. Детали нагревают, сдавливают и подводят к ним через полупроводниковую пластину высокое напряжение, под действием которого полупроводниковая пластина начинает генерировать высокочастотные и ультразвуковые колебания, соизмеримые с частотой колебаний атомов в решетке свариваемых материалов, которые активизируют процесс.A known method of diffusion welding in vacuum [copyright certificate SU No. 1303335 dated 12.24.85], which allows to heat-weld dielectrics and semiconductors with metals or with each other. A semiconductor wafer made of a material with negative differential conductivity with metallized contact surfaces is mounted on the surface of the parts to be welded from a dielectric or semiconductor, opposite to the one being welded. The parts are heated, squeezed and high voltage is applied to them through the semiconductor wafer, under the influence of which the semiconductor wafer begins to generate high-frequency and ultrasonic vibrations commensurate with the frequency of atomic vibrations in the lattice of the materials being welded, which activate the process.

Недостатком способа является громоздкость установки и недостаточный уровень качества соединений.The disadvantage of this method is the bulkiness of the installation and the insufficient level of quality of the connections.

Известен способ диффузионной сварки пористых материалов через металлическую прослойку [авторское свидетельство SU №1750897 от 11.05.90 г.], позволяющий между охлажденными до минусовых температур свариваемым поверхностям пористых материалов прокачивать газообразное металлоорганическое вещество, в процессе пиролиза которого на свариваемых поверхностях образуется металлическая прослойка. Затем детали нагревают с наружной стороны и после прекращения выхода парогазовой смеси сдавливают и осуществляют изотермическую выдержку. В процессе сварки соединение деталей начинается с их периферии к центру.A known method of diffusion welding of porous materials through a metal interlayer [certificate of authorship SU No. 1750897 of 05/11/90], which allows a gaseous organometallic substance to be pumped between the surfaces of the porous materials cooled to minus temperatures, during which pyrolysis forms a metal interlayer on the surfaces to be welded. Then the parts are heated from the outside and, after the cessation of the vapor-gas mixture, is squeezed and isothermal exposure is performed. In the welding process, the connection of parts begins from their periphery to the center.

Недостатком способа является ограниченность применения. Значительные затраты по времени реализации.The disadvantage of this method is the limited application. Significant cost of implementation time.

Соединение материалов с использованием электрического взрыва прослоев в вакууме (СВзПВ) позволяет решить эти задачи.The combination of materials using an electric explosion of interlayers in vacuum (SVzPV) allows us to solve these problems.

Способ позволяет реализовать принцип, моделей и нанотехнологий соединения конструкционных неметаллов с металлами и с неметаллами через электрически взрываемые прослои в вакууме.The method allows to implement the principle of models and nanotechnologies for connecting structural non-metals with metals and non-metals through electrically exploded interlayers in a vacuum.

Анализ результатов электрического взрываAnalysis of the results of an electric explosion

Для электрического взрыва проводников используется схема колебательного контура с переменным сопротивлением. Схема взрыва прослоя в вакууме показана на фиг.1For an electric explosion of conductors, an oscillatory circuit with variable resistance is used. The explosion pattern of the interlayer in vacuum is shown in figure 1

Схема для сварки с использованием электрического взрыва проводников:Scheme for welding using an electric explosion of conductors:

1 - источник питания,1 - power source

2 - высоковольтный импульсный конденсатор,2 - high voltage pulse capacitor,

3 - замыкатель электрической цепи,3 - circuit breaker,

4 - зарядное сопротивление;4 - charging resistance;

5 - взрывающийся проводник,5 - exploding conductor,

6 - свариваемые детали,6 - welded parts,

7 - вакуумная камера,7 - vacuum chamber,

8 - откачная система,8 - pumping system,

9 - механизм давления.9 - pressure mechanism.

Температурный и временной режим электрического взрыва определяет наноструктуру материалов в зоне соединения. Температура в разных точках взрывающегося проводника различна и может колебаться от комнатной до температуры испарения. Модель для определения средней температуры проводника представляет собой систему дифференциальных уравнений:The temperature and time regime of an electric explosion determines the nanostructure of materials in the joint zone. The temperature at different points of the exploding conductor is different and can range from room temperature to evaporation temperature. The model for determining the average temperature of the conductor is a system of differential equations:

d d t V ( t ) = Y ( t )

Figure 00000001
, d d t V ( t ) = Y ( t )
Figure 00000001
,

d d t Y ( t ) + R O + R n ( t , d ) L Y ( t ) + 1 L C V ( t ) = 0

Figure 00000002
, d d t Y ( t ) + R O + R n ( t , d ) L Y ( t ) + one L C V ( t ) = 0
Figure 00000002
,

c P ( t ) m ( d ) d d t T ( t ) = ( C Y ( t ) ) 2 R n ( t , d ) ε n σ c T ( t ) 4 S n S n λ O T ( t ) T O L X

Figure 00000003
, c P ( t ) m ( d ) d d t T ( t ) = ( C Y ( t ) ) 2 R n ( t , d ) - ε n σ c T ( t ) four S n - S n λ O T ( t ) - T O L X
Figure 00000003
,

cP(t)=a+10-3·b·T(t)+105·c·T(t)-2,c P (t) = a +10 -3 · b · T (t) +10 5 · c · T (t) -2 ,

где V(t) - напряжение на прослое; RO - сопротивление цепи; R(t,d) - сопротивление прослоя; L - индуктивность цепи; C - емкость цепи CP(t) - емкость прослоя; md - масса прослоя Sn - площадь прослоя σC - постоянная Стефана-Больцмана LX - характерная длина; λO - коэффициент теплопроводности деталей; TO - температура оснастки.where V (t) is the interlayer voltage; R O is the resistance of the circuit; R (t, d) is the interlayer resistance; L is the inductance of the circuit; C is the capacity of the circuit C P (t) is the capacity of the interlayer; m d - mass of the interlayer S n - interlayer area σ C - Stefan-Boltzmann constant L X - characteristic length; λ O is the coefficient of thermal conductivity of parts; T O - temperature snap.

Первые два уравнения описывают разряд последовательной RLC цепи. Третье представляет собой баланс энергии в проводнике: увеличение внутренней энергии проводника равно разности подводимой электрической мощности и расходу мощности на теплоотвод и тепловое излучение. Четвертое уравнение описывает зависимость теплоемкости прослоя от температуры. Из этой системы уравнений определяется напряжение на прослое, температура прослоя, производная напряжения по времени. Ток в проводнике и мощность определяются по формулам:The first two equations describe the discharge of a serial RLC circuit. The third is the balance of energy in the conductor: an increase in the internal energy of the conductor is equal to the difference between the supplied electric power and the power consumption for heat sink and thermal radiation. The fourth equation describes the temperature dependence of the heat capacity of the interlayer. From this system of equations, the interlayer stress, the interlayer temperature, and the time derivative of the voltage are determined. The current in the conductor and power are determined by the formulas:

I n ( t ) = C Y U ( t )

Figure 00000004
; W n ( t k ) = O t k I n ( t ) 2 R n ( t , d ) d t
Figure 00000005
I n ( t ) = C Y U ( t )
Figure 00000004
; W n ( t k ) = O t k I n ( t ) 2 R n ( t , d ) d t
Figure 00000005

Зависимости напряжения, тока и температуры прослоя от времени показаны на фиг.2. Зависимость сопротивления прослоя от времени определялась из перколяционной модели и аппроксимировалась формулойThe dependences of voltage, current, and interlayer temperature on time are shown in FIG. The dependence of the interlayer resistance on time was determined from the percolation model and approximated by the formula

R n ( t , d ) = R O n ( d ) exp ( t τ r )

Figure 00000006
, R n ( t , d ) = R O n ( d ) exp ( t τ r )
Figure 00000006
,

где τr=Kr(RO+ROn(d))·C - постоянная времени разрядаwhere τ r = K r (R O + R On (d)) · C is the discharge time constant

Зависимость тока, А (а), напряжения, В (б), и температуры прослоя, К (в) от времени.Dependence of current, A (a), voltage, V (b), and interlayer temperature, K (c) on time.

Построенная модель позволяет определить среднюю температуру прослоя в процессе взрыва в зависимости от материала прослоя и параметров разрядной цепи: емкости конденсатора, индуктивности цепи, размеров прослоя. Высокие температуры (до 30000 К) и малые времена процессы (микросекунды) обеспечивают образование в зоне соединения наноструктуры из материалов соединяемых деталей и взрываемого проводника.The constructed model allows us to determine the average temperature of the interlayer during the explosion, depending on the material of the interlayer and the parameters of the discharge circuit: capacitor capacitance, circuit inductance, interlayer dimensions. High temperatures (up to 30000 K) and short time processes (microseconds) ensure the formation of a nanostructure from the materials of the parts to be connected and the exploding conductor in the joint zone.

Локальные температуры в зоне контакта определялись из перколяционной модели. Плоский проводник представлен в виде сетки сопротивлений со случайным или регулярным разбросом номиналов сопротивлений. В предложенной качественной модели цепь рассчитывается матрично-топологическим методом по следующему алгоритму. Вначале задаются характеристики материала прослоя в твердом и жидком состояниях (проводимость, плотность, удельная теплоемкость, температура плавления, температура кипения, температурные коэффициенты, коэффициент теплопроводности, молярные массы), начальная температура, напряжение, сопротивления элементов и размеры прослоя. Далее на каждом шаге по времени рассчитываются в каждой ветви сетки токи, электрические мощности, температура, определяемая по уравнению баланса внутренней и электрической энергии. Если в ветви достигается температура испарения, принимается, что сопротивление перегорело. Перегоревшие сопротивления образуют кластеры, которые, объединяясь, образуют разрывной кластер, разрушающий прослой и прекращающий протекание тока. Зависимость сопротивления прослоя от времени Rn(t) использовалась для расчета параметров электрической цепи колебательного контура. Эта зависимость аппроксимировалась экспонентой.Local temperatures in the contact zone were determined from the percolation model. The flat conductor is presented in the form of a grid of resistances with random or regular scatter of resistance values. In the proposed qualitative model, the circuit is calculated by the matrix-topological method according to the following algorithm. Initially, the characteristics of the interlayer material in the solid and liquid states (conductivity, density, specific heat, melting point, boiling point, temperature coefficients, thermal conductivity, molar masses), initial temperature, voltage, element resistances, and interlayer dimensions are set. Further, at each time step, currents, electric capacities, temperature, calculated by the equation of balance of internal and electric energy, are calculated in each branch of the grid. If the evaporation temperature is reached in the branch, it is assumed that the resistance has burned out. Blown resistances form clusters, which, when combined, form a discontinuous cluster that destroys the interlayer and stops the flow of current. The dependence of the interlayer resistance on time R n (t) was used to calculate the parameters of the electric circuit of the oscillatory circuit. This dependence was approximated by the exponent.

Температура ветвей для трех моментов времени показана на фиг.3. Отчетливо видны «пики» температур на границах зерен.The temperature of the branches for three points in time is shown in figure 3. The "peaks" of temperatures at the grain boundaries are clearly visible.

Согласно предложенной перколяционной модели и экспериментальных результатов представляется следующая физическая картина взрыва проводника. Так как сопротивление границ зерен значительно больше сопротивления в объеме, то плавление начинается с границы зерен и распространяется в их глубь.According to the proposed percolation model and experimental results, the following physical picture of a conductor explosion is presented. Since the resistance of the grain boundaries is much larger than the resistance in the bulk, melting starts from the grain boundary and extends into their depths.

Для определения механизма взаимодействия материалов при СВзПВ исследованы кристаллографические аспекты образования соединений разнородных материалов в твердом состоянии при невысоких температурах, когда гетеродиффузия или диффузия на поверхности сварки не имеет ощутимого развития. По аналогии с диффузионной сваркой такое соединение может быть классифицировано как соединение адгезионного типа.In order to determine the mechanism of interaction of materials during UHFW, the crystallographic aspects of the formation of compounds of dissimilar materials in the solid state at low temperatures, when heterodiffusion or diffusion on the welding surface does not have a noticeable development, are studied. By analogy with diffusion welding, such a joint can be classified as an adhesive type joint.

Исследования дифрактограмм металлической фольги после сварки с использованием СВзПВ представлены на фиг.4, а исходной фольги из материала 47НД на фиг.5, векторами предпочтительной ориентации кристаллографических плоскостей, ограничивающих фольгу.Studies of diffraction patterns of a metal foil after welding using SVZPV are presented in Fig. 4, and the initial foil from material 47ND in Fig. 5, with vectors of the preferred orientation of the crystallographic planes bounding the foil.

Таким образом, плавление и кристаллизация привели к переориентации предпочтительных кристаллографических направлений в металлической прослойке.Thus, melting and crystallization have led to a reorientation of the preferred crystallographic directions in the metal interlayer.

Проведенные рентгеноструктурные исследования поверхности никелевой прослойки после разрушения соединения по границе контакта показали существенное изменение интенсивностей рефлексов от плоскостей с малыми индексами Миллера.The X-ray diffraction studies of the surface of the nickel interlayer after the destruction of the compound along the contact boundary showed a significant change in the intensities of reflections from planes with small Miller indices.

Это обеспечивает возможность при использовании СВзПВ получать качественные соединения металлов и неметаллов, а также неметаллов с неметаллами (керамика + ферриты, ситалл + кварцевое стекло, рубин + рубин и др.). Сварку проводили при остаточном давлении в вакуумной камере 10-4 Па, сварочном давлении 20…30 МПа и температуре деталей 500…600 К.This makes it possible, when using SVzPV, to obtain high-quality compounds of metals and non-metals, as well as non-metals with non-metals (ceramics + ferrites, glass + quartz glass, ruby + ruby, etc.). Welding was carried out at a residual pressure in a vacuum chamber of 10 -4 Pa, a welding pressure of 20 ... 30 MPa and a temperature of parts of 500 ... 600 K.

Предложенный способ соединения материалов (металлов с металлами, металлов с не металлами и не металлических материалов друг с другом) включающий нагрев свариваемых материалов в вакууме 10-2-10-3 Па (паскаль), первичный нагрев до 200-500°C в вакууме с последующим пропусканием через металлическую прослойку, избранную по физико-химическим свойствам близким к соединяемым материалам (материал выбирается при сварке металлов из взаимной растворимости материалов, например: при соединении меди с молибденом - это взаимно растворимые материалы, прослойка выбирается из никеля, который взаимно растворим с медью и молибденом; при соединении с неметаллическими материалами, если материал прослойки образует новое химическое соединение с неметаллом, например: вакуум плотная керамика ВК-1, ВК-2 с алюминием или титаном). Импульсного тока с мощностью 5-10 кило джоулей за счет разряда конденсатора, отличающийся тем, что импульсный ток обеспечивает нагрев прослоя до температуры образования расплавленных кластеров, которые используя эффект электропроводимости объединяясь образуют разрывной кластер, разрушающий прослой, с образованием соединения наноструктуры из материалов соединяемых деталей и взрываемого прослоя с характерным звуковым сигналом (типа взрыва), и прекращающим протеканием тока, сразу после этого к соединяемым деталям прикладывается сжимающее давление, детали в камере охлаждаются до комнатной температуры, такое протекание процесса обеспечивает формирование качественного соединения за счет подстройки кристаллических решеток соединяемых деталей.The proposed method of joining materials (metals with metals, metals with non-metals and non-metallic materials with each other) comprising heating the materials to be welded in a vacuum of 10 -2 -10 -3 Pa (Pascal), primary heating to 200-500 ° C in a vacuum with then passing through a metal interlayer selected by the physicochemical properties close to the materials to be joined (the material is selected when welding metals from the mutual solubility of materials, for example: when connecting copper with molybdenum, these are mutually soluble materials, the interlayer it is selected from nickel, which is mutually soluble with copper and molybdenum; when combined with non-metallic materials, if the interlayer material forms a new chemical compound with non-metal, for example: vacuum dense ceramic VK-1, VK-2 with aluminum or titanium). A pulsed current with a power of 5-10 kilo joules due to the discharge of a capacitor, characterized in that the pulsed current provides heating of the interlayer to the temperature of formation of molten clusters, which, using the electrical conductivity effect, combine to form a discontinuous cluster, destroying the interlayer, with the formation of a nanostructure from materials of joined parts and of an exploding interlayer with a characteristic sound signal (such as an explosion), and stopping the flow of current, immediately after that I compress its pressure, the items in the chamber are cooled to room temperature, this flow process provides forming secure connections by adjusting the crystal lattices of the parts.

Claims (1)

Способ диффузионной сварки деталей из металлических и неметаллических материалов, включающий размещение между свариваемыми деталями, установленными в вакуумной камере, металлической прослойки, их нагрев, пропускание через прослойку импульсного тока, полученного за счет разряда конденсатора, мощностью, достаточной для ее взрыва, приложение к свариваемым деталям сжимающего давления и охлаждение деталей в вакуумной камере до комнатной температуры, отличающийся тем, что в вакуумной камере создают вакуум 10-2-10-3 Па, нагрев деталей осуществляют до температуры 200-300°C, а мощность импульсного тока выбирают 5-10 кДж из условия нагрева прослойки до температуры образования расплавленных кластеров, обеспечивающей получение наноструктуры слоя из материалов свариваемых деталей и металлической прослойки в зоне их соединения. A method for diffusion welding of parts from metallic and nonmetallic materials, including placing between a welded part installed in a vacuum chamber a metal interlayer, heating them, passing a pulsed current through the interlayer obtained by discharging a capacitor with a power sufficient to explode it, applying to the welded parts compression pressure and cooling the parts in the vacuum chamber to ambient temperature, characterized in that in the vacuum chamber a vacuum of 10 -2 to 10 -3 Pa, the heating parts osuschest They are added to a temperature of 200-300 ° C, and the pulse current power is chosen to be 5-10 kJ from the condition of heating the interlayer to the temperature of formation of molten clusters, which provides a nanostructure of the layer from materials of the welded parts and the metal interlayer in the zone of their connection.
RU2012121979/02A 2012-05-28 2012-05-28 Diffusion welding of metals with non-metals by electrically blasted interlayers RU2516204C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012121979/02A RU2516204C2 (en) 2012-05-28 2012-05-28 Diffusion welding of metals with non-metals by electrically blasted interlayers

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012121979/02A RU2516204C2 (en) 2012-05-28 2012-05-28 Diffusion welding of metals with non-metals by electrically blasted interlayers

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2012121979A RU2012121979A (en) 2013-12-10
RU2516204C2 true RU2516204C2 (en) 2014-05-20

Family

ID=49682559

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012121979/02A RU2516204C2 (en) 2012-05-28 2012-05-28 Diffusion welding of metals with non-metals by electrically blasted interlayers

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2516204C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2804900C1 (en) * 2023-06-16 2023-10-09 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВО "КубГТУ") Method for producing coating on inner surface of hollow part using electrical explosion of conductor.

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1556847A1 (en) * 1988-07-19 1990-04-15 Саратовский политехнический институт Method of pressure welding
SU1586880A1 (en) * 1984-08-08 1990-08-23 Саратовский политехнический институт Apparatus for diffusion welding
US5294242A (en) * 1991-09-30 1994-03-15 Air Products And Chemicals Method for making metal powders
RU2021851C1 (en) * 1992-05-19 1994-10-30 Международная ассоциация "Земля и космонавтика" Method of producing dispersed materials
SU1073961A1 (en) * 1982-06-07 1996-06-27 Проектно-конструкторское бюро электрогидравлики АН УССР Apparatus for pressure welding of tubes with pulse loading

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1073961A1 (en) * 1982-06-07 1996-06-27 Проектно-конструкторское бюро электрогидравлики АН УССР Apparatus for pressure welding of tubes with pulse loading
SU1586880A1 (en) * 1984-08-08 1990-08-23 Саратовский политехнический институт Apparatus for diffusion welding
SU1556847A1 (en) * 1988-07-19 1990-04-15 Саратовский политехнический институт Method of pressure welding
US5294242A (en) * 1991-09-30 1994-03-15 Air Products And Chemicals Method for making metal powders
RU2021851C1 (en) * 1992-05-19 1994-10-30 Международная ассоциация "Земля и космонавтика" Method of producing dispersed materials

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2804900C1 (en) * 2023-06-16 2023-10-09 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВО "КубГТУ") Method for producing coating on inner surface of hollow part using electrical explosion of conductor.
RU2805093C1 (en) * 2023-06-16 2023-10-11 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВО "КубГТУ") Method for producing coating on inner surface of hollow part using electrical explosion of conductor
RU236674U1 (en) * 2025-03-17 2025-08-18 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А." Diffusion welding device

Also Published As

Publication number Publication date
RU2012121979A (en) 2013-12-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Olevsky et al. Field-assisted sintering
Mahdy et al. Analytical solutions of time-fractional heat order for a magneto-photothermal semiconductor medium with Thomson effects and initial stress
US8207478B2 (en) Method and apparatus for rapid thermal processing and bonding of materials using RF and microwaves
Murphy et al. Dynamical simulations of an electronically induced solid-solid phase transformation in tungsten
Lanin et al. Induction devices for assembly soldering in electronics
Rawat et al. A comparative study of interface material through selective microwave hybrid heating for joining metal plates
Kabeer et al. Road of warm dense noble metals to the plasma state: Ab initio theory of the ultrafast structural dynamics in warm dense matter
CN105254296B (en) A kind of unleaded high energy storage ferroelectric material and its application
Iabbaden et al. Molecular dynamics simulation of structural evolution in crystalline and amorphous CuZr alloys upon ultrafast laser irradiation
Logan et al. Calculation of heating and burst phenomena in electrically exploded foils
Joo et al. Analysis of temperature rise for piezoelectric transformer using finite-element method
RU2516204C2 (en) Diffusion welding of metals with non-metals by electrically blasted interlayers
Chen et al. Research on low-temperature anodic bonding using induction heating
Savvatimskiy Liquid carbon density and resistivity
Hou et al. Dimension Influence on the Interface Fatigue Characteristics of Three-Dimensional TSV Array: A Fully Coupled Thermal-Electrical-Structural Analysis
RU128541U1 (en) DEVICE FOR DIFFUSION WELDING OF METALS WITH NON-METALS BY METHOD OF ELECTRICALLY EXPLOSABLE INTERMEDIATES IN VACUUM
Hock et al. Low-temperature caloric behavior of a free sodium nanoparticle
Belyavin et al. Modeling of the Process of Electric‐Discharge Sintering of Metal Powders
Wang et al. Measuring the electrical resistivity of vanadium across the shock-induced phase transformation
Reddy et al. Numerical Simulation on Microwave Melting of Hastelloy C-276
Bulat et al. Targeted use of SPS method for improvement of thermoelectrics
Lian et al. THE INDUCTION HEATING BEHAVIOR ON METALLIC POWDER COMPACT: AN EXPERIMENTAL STUDY AND FINITE ELEMENT ANALYSIS
Mohammed et al. Influence of a silver epoxy dopant on the performance of broken piezoelectric ceramic transducer based on an analytical model
Hefford et al. Monitoring changes in microwave absorption of Ti64 powder during microwave sintering
Muffoletto et al. Effects of Inductance on the Pressure Produced From Exploding Aluminum Metallized Capacitor Grade Polypropylene Films

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20150529