Procese de sudare

CURS 1.

SUDAREA PRIN DIFUZIE (45).

Sudarea prin difuzie face parte din categoria procedeelor de sudare prin presiune, fără metal de adaos, la care îmbinarea se realizează prin difuzia reciprocă a atomilor pieselor în contact, încălzite în vid, în atmosferă protectoare sau în lichid, sub acţiunea unei forţe de presare.

Deci, în anumite condiţii de presiune şi temperatură se produce interacţiunea la nivel atomic între cele două metale de sudat şi difuzia prin suprafaţa de separaţie.

Îmbinarea prin difuzie se poate executa principial în două moduri :

- Difuzia în fază solidă la care procesul de îmbinare se produce la o temperatură inferioară temperaturii de apariţie a fazei lichide.

- Difuzia eutectică la care procesul de îmbinare se produce la o temperatură egală sau chiar mai mare decât temperatura eutectică din diagrama sistemului considerat, fapt ce determină ca între piese, la limita de separaţie, să apară un strat subţire lichid cu concentraţie eutectică ce accelerează difuzia.

Un procedeu nou de sudare prin difuzie este reprezentat de sudarea prin difuzie activată, la care procesul este accelerat prin folosirea unui strat intermediar aşezat între cele două componente de îmbinat.

Instalaţiile la care se realizează sudarea prin difuzie trebuie să asigure parametrii tehnologici necesari efectuării îmbinării sudate. În figura 1 se prezintă schema unei instalaţii de sudare prin difuzie.

Fig. 1 Schema unei instalaţii de sudare prin difuzie.

Sudarea prin difuzie se foloseşte la îmbinarea materialelor metalice de aceleşi tip sau de tipuri deosebite. Se aplică in tehnica aerospaţială, nucleară, şi în alte domenii la care îmbinarea prin procedee convenţionale este greu sau imposibil de realizat. În figura 2 sunt prezentate combinaţiile posibile ale materialelor sudabile prin procedeul de sudare prin difuzie.

Fig. 2. Combinaţii de materiale sudabile prin procedeul de sudare prin difuzie.

În principiu este preferată îmbinarea cap la cap, iar încălzirea metalelor în vederea sudării se realizează de regulă prin încălzirea zonei sudurii prin rezistenţă cu stabilirea unui curent prin ansamblul pieselor, sau cu CIF prin inducţie.

Cei mai importanţi parametrii de sudare sunt :

- Temperatura de sudare

- Presiunea exercitată asupra îmbinării

- Timpul de sudare

- Deformarea la sudare

- Calitatea suprafeţei

- Atmosfera protectoare

Temperatura de sudare se află sub linia solidus (Ts) şi deasupra temperaturii de recristalizare (Tr) :

Tr  Tsud  Ts (1).

Aceasta favorizează difuzia atomilor şi favorizează curăţirea suprafeţelor sudate. Domeniile de temperatură orientative pentru sudare prin difuzie sunt prezentate în figura 3.

Presiunea de sudare este situată în domeniul 1 – 30 N/mm2, şi în combinaţie cu temperatura produce o deformaţie plastică a vârfurilor asperităţilor, iar contactul mărit dintre suprafeţe favorizează legăturile atomice dintre materiale, în cel mai simplu caz prin recristalizare.