ذرات المادة في حركة ثابتة ، ولهذا السبب يمكن أن تمتزج السوائل والغازات. تحتوي المواد الصلبة أيضًا على جسيمات أولية متحركة ، لكن لها شبكة بلورية أكثر صلابة. ومع ذلك ، إذا تم تقريب جسمين صلبين من مسافة تفاعل القوى الذرية ، فعند نقطة التلامس ، سوف تخترق جسيمات مادة ما إلى أخرى والعكس صحيح. كان يسمى هذا الاختراق المتبادل للمواد بالانتشار ، وكان التأثير هو أساس إحدى طرق الانضمام إلى المعادن. هذا ما يسمى لحام المعادن بالانتشار
ما يمكن ربطه بلحام الانتشار
اللحام بالانتشار في الفراغ له إمكانيات تكنولوجية ضخمة. باستخدامه ، يمكنك الاتصال:
- معادن ذات بنية متجانسة وغير متجانسة ، وكذلك سبائكها. المواد المعدنية المقاومة للصهر مثل التنتالوم والنيوبيوم والتنغستن.
- المواد غير المعدنية مع المعادن: الجرافيت مع الفولاذ والنحاس والزجاج.
- مواد البناء على أساس المعادن والسيراميك والكوارتز والفريت والزجاج وهياكل أشباه الموصلات (متجانسة وغير متجانسة) والجرافيت والياقوت.
- مواد مركبة ، مسامية مع الحفاظ على خصائصها وملمسها.
- مواد البوليمر.
فيما يتعلق بتكوين وحجم الفراغات - قد تكون مختلفة. اعتمادًا على حجم غرفة العمل ، من الممكن العمل بأجزاء من بضعة ميكرونات (عناصر أشباه الموصلات) إلى عدة أمتار (هياكل ذات طبقات معقدة).
كيف يعمل مصنع الانتشار
يشتمل مجمع اللحام بالانتشار على العناصر الرئيسية التالية:
- غرفة العمل. إنه مصنوع من المعدن ومصمم للحد من بيئة العمل التي يتم فيها إنشاء الفراغ.
- Stand - حامل مصقول. وتستند عليها غرفة العمل ، ويمكنها أن تتحرك على طولها.
- فراغ السداده. هو فاصل بين الكاميرا والحامل
- آلية الأسطوانة و لقط المسمار. بمساعدتهم ، يتم تحريك الكاميرا على طول القضبان وتثبيتها على الحامل.
- مضخة فراغ. يخلق فراغ في منطقة العمل.
- مولد مع مغو. إنها بمثابة نظام تدفئة للأجزاء المراد لحامها.
- اللكمات المقاومة للحرارة والأسطوانات الهيدروليكية ومضخة الزيت تمثل آلية لضغط الأجزاء تحت ضغط معين.
اعتمادًا على التعديل ، قد تختلف تركيبات اللحام بالانتشار في شكل الغرف والطريقةالختم. تختلف أيضًا طرق تسخين الأجزاء. يمكن استخدام سخانات الإشعاع ، ومولدات التيار العالي ، ووحدات تفريغ التوهج ، وسخانات شعاع الإلكترون.
عمليات الانتشار أثناء اللحام
إذا كنت تأخذ ألواحًا معدنية مصقولة ، وقم بتوصيلها ووضعها تحت الحمل ، فسيكون تأثير الاختراق المتبادل للمعادن في بعضها البعض ملحوظًا في غضون بضعة عقود. علاوة على ذلك ، سيكون عمق الاختراق في حدود ملليمتر. الشيء هو أن معدل الانتشار يعتمد على درجة حرارة المواد الملتصقة ، والمسافة بين الجسيمات الأولية للمواد ، وكذلك على حالة الأسطح الملامسة (غياب التلوث والأكسدة). هذا هو السبب في أن عمليتها الطبيعية بطيئة للغاية.
في الصناعة ، من أجل الحصول على المركب بسرعة ، يتم تسريع عملية الانتشار ، مع مراعاة كل هذه الشروط. في غرفة العمل:
- قم بإنشاء فراغ بمستوى ضغط متبقي يصل إلى 10-5 مم زئبق أو املأ الوسط بغاز خامل. وبالتالي فإن الأجزاء غير معرضة للأكسجين وهو عامل مؤكسد لأي معدن.
- يتم تسخين المواد عند درجة حرارة 50-70٪ من درجة حرارة انصهار قطع العمل. يتم ذلك لزيادة مرونة الأجزاء بسبب الحالة الأكثر قدرة على الحركة لجزيئاتها الأولية.
- تخضع الفراغات لضغط ميكانيكي في حدود 0.30-10.00 كجم / مم2، مما يجعل المسافات بين الذرية أقرب إلى الأحجام التي تسمح بإنشاء روابط مشتركة وتخترق الطبقات المجاورة بشكل متبادل.
متطلبات تحضير المواد
قبل وضع فراغات العناصر المراد لحامها في وحدة الانتشار ، فإنها تخضع للمعالجة المسبقة. الهدف الرئيسي من معالجة الأجزاء الملامسة للفراغات هو الحصول على أسطح أكثر نعومة وموحدة ، وكذلك إزالة التكوينات الزيتية غير المرئية والأوساخ من منطقة المفصل. يحدث تجهيز قطع العمل:
- مادة كيميائية ؛
- ميكانيكي
- كهربائيا.
أفلام أكسيد ، كقاعدة عامة ، لا تؤثر على عملية الانتشار ، لأنها تدمر نفسها أثناء التسخين في بيئة فراغ.
عندما لا يكون اللحام بالانتشار فعالًا بدرجة كافية بين المواد التي لها معامل تمدد حراري غير متكافئ ، أو يتم تشكيل خط التماس هش ، يتم استخدام ما يسمى بالبطانات العازلة. يمكن أن تكون بمثابة رقائق معدنية من مختلف المعادن. لذلك ، يتم استخدام رقائق النحاس في اللحام المنتشر لفراغات الكوارتز.
خصائص المركبات الناتجة
على عكس الطرق التقليدية للحام الانصهار ، حيث يضاف معدن إضافي إلى المعدن الأساسي في خط اللحام ، يتيح اللحام بالانتشار الحصول على خط موحد دون تغييرات كبيرة في التركيب الفيزيائي والميكانيكي للمفصل. المفصل النهائي له الخصائص التالية:
- وجود درز مستمر بدون مسام وتشكيلات قشور ؛
- لا شوائب أكسيد في المركب ؛
- الاستقرار الميكانيكيالخصائص.
نظرًا لحقيقة أن الانتشار هو عملية طبيعية لاختراق مادة إلى أخرى ، فإن الشبكة البلورية للمواد لا تتأثر في منطقة التلامس ، وبالتالي لا توجد هشاشة في التماس.
توصيل أجزاء التيتانيوم
اللحام المنتشر للتيتانيوم وسبائكه يتميز بالحصول على وصلة عالية الجودة ذات كفاءة اقتصادية عالية. يستخدم على نطاق واسع في الطب لتصنيع الأجزاء الاصطناعية ، وكذلك في مجالات أخرى.
يتم تسخين الأجزاء إلى درجات حرارة أقل من 50 درجة إلى 100 درجة مئوية عن درجة الحرارة التي يحدث عندها التحول متعدد الأشكال. في نفس الوقت ضغط خفيف من 0.05–0.15 kgf / mm² على المواد.
التركيب الكيميائي لسبائك التيتانيوم لا يؤثر على قوة اتصال العناصر بهذه الطريقة في اللحام.
مزايا الطريقة
عندما يكون اللحام بالانتشار ممكنًا:
- الجمع بين المواد الصلبة المتجانسة وغير المتجانسة ؛
- تجنب تشوه الأجزاء ؛
- لا تستخدم المواد الاستهلاكية في شكل جنود وتدفق ؛
- تلقي الإنتاج غير النفايات ؛
- لا تستخدم أنظمة معقدة لتهوية الإمداد والعادم ، حيث لا تتولد أبخرة ضارة في هذه العملية ؛
- استقبال أي منطقة من منطقة اتصال جهة الاتصال ، محدودة فقط بإمكانية المعدات ؛
- ضمان اتصال كهربائي موثوق.
يضاف إلى ذلك المظهر الجمالي الممتاز للجزء النهائي ،التي لا تتطلب تطبيق عمليات معالجة إضافية ، مثل إزالة مقياس اللحام ، على سبيل المثال.
عيوب التكنولوجيا
اللحام بالانتشار عملية تكنولوجية معقدة ، تشمل عيوبها الرئيسية:
- بحاجة إلى استخدام معدات معينة باهظة الثمن ؛
- متطلبات مساحة الإنتاج ، التثبيت له أبعاد كبيرة ؛
- شرط أن يكون لديك معرفة متخصصة ومهارات وفهم لعملية العمل ؛
- الوقت المستغرق في المعالجة المسبقة الدقيقة لقطع العمل ؛
- حافظ على وحدة التفريغ نظيفة قدر الإمكان ، وإلا فإن الغبار غير المرئي يمكن أن يستقر على الأجزاء الملحومة ويؤدي إلى عيوب في المفصل ؛
- صعوبة في فحص جودة التماس دون الحاجة إلى إتلافه.
نظرًا لكل هذا ، بالإضافة إلى تفاصيل استخدام التركيبات الفراغية ، فإن اللحام بالانتشار مطلوب فقط في ظروف الشركات ، وليس للاستخدام الخاص.
معدات اللحام بالانتشار الصناعي
هناك عدة أنواع من المعدات الصناعية المصممة للحام بالانتشار. إنها تختلف بشكل أساسي عن بعضها البعض في تفاصيل المواد التي يتم لحامها واستخدام أنظمة مختلفة لأجزاء التسخين.
نوع التثبيت تم تصميم MDVS لإنتاج قضبان التوصيل النحاسية المرنة ، ومجموعات التلامس لمفاتيح الجهد العالي المصنوعة من النحاس والكريت ، وأجزاء من صمامات رفع الغاز لمضخات الآبار المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ والسبائك المعدنية الصلبة.يطبق النظام تأثير التسخين بالتلامس الكهربائي.
نوع مجمع اللحام UDVM-201. يتم التوصيل عن طريق اللحام المنتشر للمواد من الزجاج بدرجات مختلفة. يتم تسخين سطح العمل بطريقة الإشعاع الإشعاعي
معدات اللحام USDV-630. تركيب التدفئة التعريفي للمواد المركبة اللحام على أساس التيتانيوم والنحاس. تسمح هذه الأنظمة بتسخين أجزاء كبيرة.
MDVS-302 آلة لحام الانتشار باستخدام تسخين عالي التردد للأجزاء. يتميز بوجود مولد صغير الحجم على دائرة ترانزستور.
