Introducció: 4 paràmetres principals del procés: 1. Temperatura; 2. Pressió; 3. Temps de difusió; 4. Atmosfera protectora.
1.Temperatura
- La temperatura és el paràmetre rector en la soldadura per difusió. ModernEquips de soldadura per difusióPer tant, està dissenyat amb sistemes de calefacció de precisió per garantir una difusió atòmica òptima sense danyar el material base. Els canvis menors de temperatura afecten significativament les taxes de difusió. Dins dels límits raonables, les temperatures més altes acceleren el procés de difusió i milloren la resistència de la junta. Per tant, s'han de seleccionar temperatures més altes sempre que sigui possible.
- Tanmateix, la temperatura d'escalfament està limitada per l'alta-resistència a la temperatura de les peces de treball i els accessoris, així com per les característiques metal·lúrgiques, com ara la transformació de la fase del material i la recristal·lització. Quan la temperatura supera un cert valor, la millora de la qualitat de la junta es limita i fins i tot es pot deteriorar.
- Per a la majoria de metalls i aliatges, la temperatura de soldadura per difusió oscil·la entre 0,6 i 0,8 vegades el punt de fusió del material base (Tm, unitat K). Per a la soldadura per difusió que impliquen fases líquides, la temperatura d'escalfament ha de ser lleugerament superior al punt de fusió del material de la capa intermèdia o a la temperatura de reacció eutèctica, amb un refredament posterior adequat durant les etapes de solidificació isotèrmica i homogeneïtzació. Si les màquines de soldadura per difusió de polímers estan equipades amb termòmetres infrarojos, faciliten un control precís de la temperatura.
2. Pressió
- Quan altres paràmetres es mantenen constants, una pressió més alta afavoreix la formació d'unions{0}}d'alta qualitat. El límit de pressió superior està limitat per les limitacions de deformació de la peça i la capacitat de tonatge de l'equip. Per a la soldadura per difusió de metalls diferents, una pressió més alta ajuda a reduir o evitar els buits de difusió.
- La pressió de soldadura per difusió convencional oscil·la entre 0,5 i 50 MPa (excloent la pressió isostàtica en calent). Es poden utilitzar pressions més baixes per a la soldadura de difusió líquida-参与的; tanmateix, una pressió excessiva pot provocar que el metall líquid s'extreu, provocant problemes de control de la composició.
- Com que la pressió de difusió té menys impacte durant les etapes de difusió posteriors, la soldadura per difusió d'estat sòlid-pode reduir la pressió en fases posteriors per minimitzar la deformació de la peça.
3.Temps de difusió
- El temps de difusió es refereix a la durada que les peces de treball es mantenen a la temperatura de soldadura, la qual cosa ha d'assegurar que el procés de difusió s'hagi completat completament per aconseguir la força de la junta necessària. El temps insuficient impedeix que la força de la junta assoleixi de manera estable els nivells de material base.
- Les durades d'alta-temperatura i d'alta-pressió excessivament llargues proporcionen una millora limitada de la qualitat de la junta i, en canvi, poden provocar l'engruiximent del gra del material base. Per a les juntes propenses a formar compostos intermetàl·lics fràgils, el temps de difusió s'ha de controlar per limitar el gruix de la capa fràgil i garantir el rendiment de les juntes.
- El temps de difusió no és una variable independent sinó molt relacionada amb la temperatura i la pressió: temperatures més altes o pressions més grans requereixen temps més curts.
- Per a la soldadura per difusió amb capes intermèdies, el temps de soldadura depèn del gruix de la capa intermèdia i dels requisits per a la uniformitat de l'estructura de la junta (incloent el contingut de fase fràgil admissible). En aplicacions pràctiques, el temps de soldadura pot variar des de diversos minuts fins a diverses hores, depenent de la combinació de paràmetres del procés.
4.Ambient protector
- La puresa, el cabal, la pressió o el nivell de buit i la taxa de fuites de l'atmosfera protectora afecten directament la qualitat de la junta. El gas protector que s'utilitza habitualment és l'argó, amb nivells de buit típics de (1-20)×10⁻³ Pa. Alguns materials també poden utilitzar nitrogen, hidrogen o heli d'alta puresa.
- En els processos compostos de conformació i soldadura per difusió superplàstica, la pressió negativa d'argó (baix buit) s'utilitza sovint per protegir les superfícies metàl·liques. Per als materials que experimenten una transformació de fase durant el refredament i els materials trencadissos com la ceràmica, cal controlar les velocitats de calefacció i refrigeració.
- En la soldadura per difusió de reacció eutèctica, les velocitats d'escalfament excessivament lentes poden provocar canvis en la composició de la superfície de contacte a causa de la difusió, afectant l'efectivitat de la fusió eutèctica.
Conclusió
Dominar els paràmetres de soldadura per difusió requereix comprendre tant els efectes individuals com les seves complexes interaccions. Mitjançant l'optimització controlada de temperatura, pressió, temps i atmosfera, els fabricants poden produir juntes amb propietats mecàniques que s'aproximen a les capacitats del material base. ComEquips de soldadura per difusió cada cop més sofisticat, la implementació de paràmetres optimitzats i robusts es fa més accessible, ampliant les possibilitats d'aplicació als sectors aeroespacial, energètic i de fabricació avançada.
