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真空擴(kuò)散焊接AMg3材料板
發(fā)布時(shí)間:2022-11-02

是由AMg3材料制成的板來真空擴(kuò)散焊接。中試研究中的擴(kuò)散焊接過程在溫度為550°C、持續(xù)時(shí)間為10分鐘的J-BAC真空爐中進(jìn)行。變形過程失控。通過這種技術(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(duì)焊縫變形和工件收縮程度的控制,這不可避免地導(dǎo)致精加工余量增加和待焊接零件之間冷卻的內(nèi)部通道(如果有)幾何形狀的變形。此外,采用上述技術(shù),對(duì)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(dá)0.05 mm,這導(dǎo)致制造零件的成本增加。

擴(kuò)散裝置是具有腔(側(cè))式裝料的真空電阻爐,設(shè)計(jì)用于在20°C至900°C的溫度范圍內(nèi)對(duì)鋁坯(板)進(jìn)行真空擴(kuò)散焊接。

該裝置實(shí)現(xiàn)了控制力(基于應(yīng)變片)和變形(基于電子測(cè)量尺)的方案,該方案提供了對(duì)零件進(jìn)行熱機(jī)械作用的可能性,根據(jù)給定的程序確定其變形并調(diào)整變形程度。來自應(yīng)變片的信號(hào)是壓力機(jī)液壓站的調(diào)節(jié)信號(hào),允許您以 0.1 噸的精度設(shè)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(cè)量。為了可視化,傳感器數(shù)據(jù)顯示在監(jiān)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(nèi)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(duì)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,并在考慮線性膨脹系數(shù)的情況下確定裝料的高度。上板的運(yùn)動(dòng)復(fù)位為零,之后軟件(以下簡(jiǎn)稱軟件)固定“零運(yùn)動(dòng)”,隨后過渡到工件變形的主動(dòng)控制。在頂板上放置100噸的負(fù)載并監(jiān)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(fù)載量,并在超過變形時(shí)調(diào)節(jié)工件上的壓力。同時(shí),控制運(yùn)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)過程中,為了減少工件的冷卻時(shí)間,使用氣態(tài)氮?dú)夂蜋C(jī)構(gòu)來打開熱鎖并使氣體運(yùn)動(dòng),而不會(huì)使真空爐減壓。氮?dú)獾氖褂每梢詫⒐に嚂r(shí)間減少4-5小時(shí),并提高工藝過程的生產(chǎn)率。因此,通過讓氮?dú)膺M(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(jié)果與實(shí)驗(yàn)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(kuò)散焊接的控制過程。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(diào)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(jù)上述技術(shù),工件的收縮率為0.4%。

這項(xiàng)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(jí):粗糙度Ra=1.25,平整度0.15mm;

2)減少機(jī)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(nèi)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(kuò)散焊接的其他優(yōu)點(diǎn)包括:能夠連接相似和不同的金屬,這是無法以任何其他方式獲得的;獲得與大面積焊接區(qū)域連接的可能性;接縫質(zhì)量高,連接牢固;非常高的連接強(qiáng)度和緊密性;創(chuàng)建復(fù)雜設(shè)計(jì)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(jié)構(gòu),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、開裂和殘余應(yīng)力相關(guān)的問題。同時(shí),結(jié)構(gòu)的質(zhì)量不會(huì)增加,這對(duì)于其他類型的焊接,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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