Принципиальными этапами формирования соединения при сварке с применением ЭВзПВ, по-видимому, следует считать:
- электрический взрыв токопроводящего прослоя;
- высокоэнергетическое воздействие материала взрывающейся фольги на свариваемые поверхности и формирование прослойки;
- формирование прослоя и взаимодействие соединяемых материалов.
Разработаны две основные схемы применения ЭВзПВ для соединения практически любых металлов и сплавов, металлов с неметаллическими материалами и неметаллических материалов друг с другом.
При первом способе соединяемые материалы контактируют друг с другом через взрывающиеся прослои.
На рисунке 1.56 показана схема получения соединения диэлектриков.
Сущность способа заключается в следующем: в вакуумную камеру (1) помещают оправку, в которой на рабочем столе (5) и пуансоне (2) закрепляют свариваемые изделия (3). Между ними закрепляют металлический проводник (4), который представляет собой металлическую фольгу толщиной до 150 мкм. При помощи пуансона (2) свариваемые детали нагружают давлением Р порядка 3 МПа. К концам фольги через электроды (6) подключают генератор импульсов тока. Камеру вакуумируют и производят нагрев деталей до 673 К. Затем на электроды подают высокое напряжение с энергией, соответствующей испарению фольги. После изотермической выдержки проводят охлаждение детали.
Этим методом получены соединения алюмооксидных, нитридных и бериллиевых керамик друг с другом и в различных сочетаниях. Получены соединения ферритов с керамиками, ситалла с кварцевым стеклом, рубина с рубином. Представляется возможным получать качественные соединения алмазов друг с другом.
По второй схеме металл с неметаллическими материалом помещают в вакуумную камеру. Соединение осуществляется через одновременно или последовательно взрывающиеся проводники.
На рисунке 1.57 показана схема способа сварки диэлектриков с металлами.
Сущность способа заключается в том, что в вакуумную камеру (7) в оправке на рабочем столе (12) и пуансоне (8) закрепляют через слюдяные прокладки (9, 11) свариваемые детали (1, 6). На высоковольтных электродах закрепляют металлические проводники (2, 3, 4, 5). Камеру вакуумируют, свариваемые детали разносят и производят нагрев до 673 К нагревателем (10). После чего металлический проводник испаряется за счет их электрического взрыва, и свариваемые детали приводятся в контакт и механически нагружаются давлением не менее 10 МПа.
Необходимость использования множества проводников вызвана тем, что в этом случае имеется возможность электрического взрыва проводников в режиме протравливания свариваемой поверхности с последующим формированием прослоя с заданными технологическими и теплофизическими свойствами за счет изменения расстояния между свариваемыми поверхностями и выбора материала проводников для прослоев.