Спосіб зварювання міді графітом

Реферат: Спосіб зварювання міді графітом включає розміщення міді та графіту у камері, нагрівання графіту джерелом тепла. Розміщують мідь та графіт у камері на певній відстані один від одного, що є достатньою для виникнення іскрового розряду, здійснюють електроіскрову обробку міді графітом, а як джерело тепла використовують електричну іскру. UA 91354 U (54) СПОСІБ ЗВАРЮВАННЯ МІДІ ГРАФІТОМ UA 91354 U UA 91354 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до зварювання, зокрема до технологій отримання з'єднань типу метал-неметал, в тому числі за відсутності їх взаємодії за стаціонарних умов, та може бути застосована у машинобудівній, приладобудівній галузях. Одним з способів з'єднання деталей у твердому стані є паяння (Петрунин И.Е. Справочник по пайке. - Москва: Машиностроение, 2003. - 433 с). Однак при паянні металів з неметалами практично відсутня хімічна взаємодія між ними внаслідок значної різниці фізико-хімічних властивостей. Тому в процесі паяння використовують спеціальні проміжні прошарки та припої, які містять метали (титан, цирконій, зокрема нікель при паянні графіту з міддю), поверхневоактивні до неметалу, що значно збільшує трудомісткість проведення процесу. Найбільш близьким за технічною суттю та результатом, що досягається, до способу, що заявляється, є спосіб зварювання міді графітом через проміжний метал (Авторське свідоцтво СРСР № 186580 МПК Η 05 В 30/10, опубл. 03.10.1966, Бюл. № 19), в якому розміщують мідь та графіт у камері, щільно їх притискаючи один до одного, графіт нагрівають, використовуючи джерело тепла, після чого вказане джерело (дугу, електронний промінь) направляють безпосередньо на стик з'єднання, а в процесі зварювання вводять проміжний металічний прошарок, який, розплавляючись, з'єднує графіт та мідь. Недоліком відомого способу є необхідність використання проміжного металічного прошарку, що значно підвищує трудомісткість процесу зварювання. До того ж даний спосіб не забезпечує необхідні показники міцності зварного з'єднання при його експлуатації в умовах агресивних середовищ. У роботі (Михайлюк А.И., Гитлевич А.Е. Применение графита в электроискровых технологиях // Электронная обработка материалов, 2010, № 5. - С. 37-44) розглянуто можливості використання графіту як електродного матеріалу для електроіскрової обробки (далі - ЕІО) з метою покращення фізико-механічних властивостей деталей різного призначення. В основу корисної моделі поставлена задача розробити спосіб зварювання міді графітом шляхом нагрівання графіту електричною іскрою без застосування проміжного металічного прошарку за рахунок чого зменшується трудомісткість процесу зварювання та покращується міцність зварного з'єднання. Поставлена задача вирішується тим, що в способі зварювання міді графітом, що включає розміщення міді та графіту у камері, нагрівання графіту джерелом тепла, згідно з корисною моделлю, розміщують мідь та графіт у камері на певній відстані один від одного, що є достатньою для виникнення іскрового розряду, здійснюють електроіскрову обробку міді графітом, а як джерело тепла використовують електричну іскру. Запропонований спосіб реалізується наступним чином. Мідь та графіт розміщували у камері на відстані, що є достатньою для виникнення іскрового -4 розряду, наприклад 10 см. Проводили процес електроіскрової обробки міді графітом на стандартній установці «ЕЛІТРОН-22» (робочий струм - 3 А, напруга - 50 В, міжелектродне середовище - повітря). Елементний склад поверхні міді після електроіскрової обробки вивчали методом Оже - електронної спектроскопії як з поверхні міді, так і після протравлення її іонним пучком (1 хвилина травлення відповідала видаленню шару завтовшки 3,3 нм). На фігурах 1, 2 представлено Оже-спектри, зняті від поверхні міді після електроіскрової обробки графітом та з глибини 150, 400 і 650 нм від поверхні, аналіз яких свідчить, що внаслідок ЕІО на поверхні міді формується поверхневий шар, легований азотом і киснем, які можуть потрапляти до нього з повітря, при іонізації молекул N2 й СО2 у плазмі іскрового розряду, а також вуглецем, наявність якого зумовлена використанням при ЕІО графіту. Товщина шару, який містить вуглець, не перевищує 150 нм, а із збільшенням глибини проникнення іонного пучка вміст вуглецю різко знижується. Ймовірно, вуглець знаходиться на поверхні та у міжзеренних границях міді, крізь які він дифундує в процесі ЕІО. На користь цього може свідчити той факт, що кількість вуглецю залишається практично незмінною після подальших сеансів протравлювання поверхні міді (7 ат. % на глибині 400 нм). Вочевидь, внаслідок електроіскрової обробки міді графітом утворюється метастабільний твердий розчин вуглецю в міді, що є можливим, зважаючи на не рівноважні умови процесу ЕІО (температурні градієнти, високі тиски). Таким чином, запропонований спосіб зварювання може бути використаний для отримання нероз'ємних з'єднань типу метал-неметал, навіть якщо вони не взаємодіють між собою за стаціонарних умов. Запропонований спосіб може бути реалізований як у лабораторних, так і у виробничих умовах. 1 UA 91354 U ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 5 Спосіб зварювання міді графітом, що включає розміщення міді та графіту у камері, нагрівання графіту джерелом тепла, який відрізняється тим, що розміщують мідь та графіт у камері на певній відстані один від одного, що є достатньою для виникнення іскрового розряду, здійснюють електроіскрову обробку міді графітом, а як джерело тепла використовують електричну іскру. Комп’ютерна верстка Д. Шеверун Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2