Самой главной отличительной чертой диффузионной сварки от прочих способов сварки с помощью давления являются высокие температуры при нагреве и относительно малые удельные давления сжатия в условиях изотермической выдержки от нескольких минут до часа.

Процесс формирования соединения

Образование диффузионного соединения осуществляется при таких физико-химических процессах, протекающих при сварке, как взаимодействие раскаленного металла с газами среды, очистка поверхностей соединения от оксидов, развитие ползучести при высокой температуре и рекристаллизации. Это, как правило, диффузионные и термические процессы, которые приводятся в действие за счет температуры.

Чтобы снизить скорость окисления соединяемых заготовок и создать условия очистки поверхностей контакта от окислов во время процесса сварки могут быть использованы восстанавливающие газы, флюсы, расплавы солей, но в большей части случаев применяются инертные газы и вакуум.

Как обеспечить оптимальные условия

Очистка заготовок от окисления может осуществиться при развитии процессов диссоциации и сублимации оксидных соединений, восстановления оксидов раскислителями, которые содержатся в сплаве и диффундируют во время нагрева. Расчетные и экспериментальные показатели свидетельствуют о том, что окислы, к примеру, на стали удаляются более интенсивно за счет их восстановления с помощью углерода, а вот на титане – благодаря растворению кислорода в самом металле.

Диффузионная сварка предусматривает сближение поверхностей за счет пластической деформации приповерхностных слоев и микровыступов, которая обусловлена приложением наружных сдавливающих напряжений и повышением температуры металлических изделий. Во время процесса деформации поверхностей при сваривании возникает активация оксидных соединений и во время развития физического контакта между этими поверхностями осуществляется их схватывание.

Если соединяются одноименные металлы, то сварное соединение является столь же прочным, как и основной материал, если при этом структура соединительной зоны не отличается от структуры всего материала. В зоне контакта для этого должны быть образованы зерна, общие для свариваемых материалов. Это может быть осуществлено посредством миграции границ таких зерен, которая происходит за счет первичной или собирательной рекристаллизации.