拡散ボンディング：原理、動作、アプリケーション、長所と短所

今日は、拡散接合の原理、動作、アプリケーション、長所と短所について学びます。拡散接合は、液相または溶融相が関与せず、溶接接合部が純粋な固体状態で形成される固体溶接プロセスです。溶接材料を溶かすことはなく、ほとんどの場合、界面表面でわずかな塑性変形が発生し、分子間拡散により溶接が形成されます。この結合プロセスは、酸化を減らすために真空または不活性環境で行われます。これは、航空宇宙および原子力産業の食用材料に結合するために広く使用されています。このタイプの溶接 高圧と高温の助けを借りて、類似材料と非類似材料の両方を溶接するために使用できます。

拡散ボンディング：

原則と機能：

このプロセスは、拡散の基本原理に基づいて機能します。拡散とは、分子または原子が高濃度領域から低濃度領域に移動することを意味します。これが拡散溶接の基本原理です。この溶接プロセスでは、両方の溶接プレートを高圧および高温で長時間重ねて配置します。この高圧の力は、界面表面間の拡散を開始します。この拡散は、高温を加えることによって加速することができます。この温度では、溶接プレートは溶けません。温度範囲は溶融温度の約50〜60％です。このプロセス全体は、溶接プレートを酸化から保護する真空または不活性環境で行われます。

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拡散接合の働きは次のようにまとめることができます。

• 最初に、溶接用に準備された両方の溶接プレート表面。このプロセスでは、両方の界面が等しく平坦になります。これは、拡散プロセスの基本的な要件です。界面の表面は、表面からすべての化学的汚染物質を除去するように、機械加工、洗浄、および研磨する必要があります。汚染粒子は、溶接プレート間の拡散を減らすことができます。
• これで、両方のプレートがクランプされ、上下に配置されます。このアセンブリは、真空チャンバーまたは不活性環境に配置されます。これにより、溶接面が酸化から保護されます。
• 拡散を開始するためにこのアセンブリに高圧と高温が適用されます。炉加熱または電気抵抗加熱によって適用される温度。高圧は、油圧プレス、自重、またはガス差圧によって加えられます。この条件は、適切な拡散のために長期間維持されます。
• このプロセスの開始段階では、クリープと降伏による界面表面の局所的な変形が発生します。これで、界面境界を形成する拡散が発生します。
• 長期間後、両方のプレートが互いに適切に拡散し、強力な接合が行われました。境界面の境界がなくなり、きれいなジョイントが形成されます。この接合部は、母材と同じ特性または強度を持っています。

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長所と短所：

利点：

• ジョイントには、母材と同じ機械的および物理的特性があります。
• このプロセスにより、インターフェースの不連続性や多孔性のないクリーンなジョイントが生成されます。
• 類似材料と非類似材料の両方を、拡散ボンディングプロセスによって接合できます。
• 優れた寸法公差を提供します。そのため、精密部品の製造に使用されます。
• 低ランニングコスト。
• 作業は簡単です。
• アーク溶接で使用されるフィラー材料やフラックスなどは使用していません。 プロセス。
• 複雑な形状を溶接できます。

デメリット：

• 初期費用またはセットアップ費用が高い。
• 時間のかかるプロセスです。他の溶接プロセスに比べて時間がかかります。
• 溶接プレートの表面処理はより重要で困難です。
• 溶接のサイズは、使用可能な機器によって制限されます。
• このプロセスは大量生産には適していません。
• 表面仕上げ、溶接材料、温度、圧力などの溶接パラメータに大きく依存します。

アプリケーション：

• 主に、航空宇宙および原子力産業で使用される食用材料の溶接に使用されます。
• 拡散接合は、チタン、ジルコニウム、ベリリウムの金属とその合金を溶接するために使用されます。
• インコネル、鍛造ウディメットなどのニッケル合金を溶接できます。
• CuからTi、CuからAlなどの異種金属を溶接するために使用されます。

これはすべて、拡散溶接の原理、作業、用途、長所と短所に関するものです。この記事に関して質問がある場合は、コメントして質問してください。この記事が気に入ったら、ソーシャルネットワークで共有することを忘れないでください。より興味深い記事については、当社のWebサイトを購読してください。読んでくれてありがとう。