შედუღების ძირითადი პრინციპები

შედუღება შეიძლება განისაზღვროს, როგორც ლითონების შერწყმა, რომელიც წარმოიქმნება შესაფერის ტემპერატურამდე გაცხელებით, წნევის გამოყენებით ან მის გარეშე, და შემავსებლის მასალის გამოყენებით ან მის გარეშე.

შედუღების დროს სითბოს წყარო წარმოქმნის საკმარის სითბოს საჭირო ზომის ლითონის გამდნარი აუზის შესაქმნელად და შესანარჩუნებლად. სითბოს მიწოდება შესაძლებელია ელექტროენერგიით ან გაზის ალით. ელექტრული რეზისტენტობის შედუღება შეიძლება ჩაითვალოს თერმული შედუღებად, რადგან იქმნება დნობის ლითონი.

---

მყარი ფაზის პროცესები წარმოქმნის შედუღებას საბაზისო მასალის დნობის გარეშე და შემავსებლის ლითონის დამატების გარეშე. ზეწოლა ყოველთვის არის დასაქმებული და, ზოგადად, გარკვეული სითბო უზრუნველყოფილია. ხახუნის სითბო ვითარდება ულტრაბგერითი და ხახუნის შეერთებისას, ხოლო ღუმელის გათბობა ჩვეულებრივ გამოიყენება დიფუზიურ შემაკავშირებელში.

შედუღებისას გამოყენებული ელექტრული რკალი არის მაღალი დენის, დაბალი ძაბვის გამონადენი, ზოგადად 10–2000 ამპერის დიაპაზონში 10–50 ვოლტზე. რკალის სვეტი რთულია, მაგრამ, ფართოდ რომ ვთქვათ, შედგება კათოდისგან, რომელიც გამოყოფს ელექტრონებს, გაზის პლაზმას დენის გამტარობისთვის და ანოდის რეგიონს, რომელიც შედარებით უფრო ცხელი ხდება, ვიდრე კათოდი ელექტრონული დაბომბვის გამო. ჩვეულებრივ გამოიყენება პირდაპირი დენის (DC) რკალი, მაგრამ ალტერნატიული დენის (AC) რკალი შეიძლება იყოს გამოყენებული.

შედუღების ყველა პროცესში შემავალი ენერგიის ჯამური შეყვანა აღემატება იმას, რაც საჭიროა სახსრის წარმოებისთვის, რადგან მთელი წარმოქმნილი სითბო არ შეიძლება ეფექტურად იქნას გამოყენებული. ეფექტურობა მერყეობს 60-დან 90 პროცენტამდე, პროცესის მიხედვით; ზოგიერთი სპეციალური პროცესი მნიშვნელოვნად განსხვავდება ამ მაჩვენებლიდან. სითბო იკარგება საბაზისო ლითონების გამტარობით და გარემოს გამოსხივებით.

მეტალების უმეტესობა, როდესაც თბება, რეაგირებს ატმოსფეროსთან ან სხვა ახლომდებარე ლითონებთან. ეს რეაქციები შეიძლება იყოს უკიდურესად საზიანო შედუღებული სახსრის თვისებებისთვის. მაგალითად, მეტალების უმეტესობა სწრაფად იჟანგება დნობისას. ოქსიდის ფენას შეუძლია ხელი შეუშალოს ლითონის სათანადო შეკავშირებას. ოქსიდით დაფარული მდნარი ლითონის წვეთები იჭედება შედუღებაში და ხდის სახსარს მტვრევად. სპეციფიკური თვისებებისთვის დამატებული ზოგიერთი ღირებული მასალა იმდენად სწრაფად რეაგირებს ჰაერზე ზემოქმედებისას, რომ დეპონირებულ ლითონს არ აქვს იგივე შემადგენლობა, როგორც თავდაპირველად. ამ პრობლემებმა გამოიწვია ნაკადების და ინერტული ატმოსფეროს გამოყენება.

დნობის შედუღებისას ნაკადს აქვს დამცავი როლი ლითონის კონტროლირებადი რეაქციის გასაადვილებლად და შემდეგ დაჟანგვის თავიდან აცილებაში გამდნარ მასალაზე საბანის ფორმირებით. Fluxes შეიძლება იყოს აქტიური და დაეხმაროს პროცესში ან არააქტიური და უბრალოდ დაიცვას ზედაპირები შეერთების დროს.

ინერტული ატმოსფერო ასრულებს დამცავ როლს ნაკადების მსგავსი. გაზით დაცულ ლითონის რკალის და გაზდაფარული ვოლფრამის რკალის შედუღებისას ინერტული აირი - ჩვეულებრივ არგონი - მიედინება ჩირაღდნის მიმდებარე რგოლიდან უწყვეტი ნაკადით, ანაცვლებს ჰაერს რკალის გარშემო. გაზი არ ახდენს ქიმიურ რეაქციას მეტალთან, მაგრამ უბრალოდ იცავს მას ჰაერში ჟანგბადთან კონტაქტისგან.

ლითონის შეერთების მეტალურგია მნიშვნელოვანია სახსრის ფუნქციური შესაძლებლობებისთვის. რკალის შედუღება ასახავს სახსრის ყველა ძირითად მახასიათებელს. შედუღების რკალის გავლის შედეგად წარმოიქმნება სამი ზონა: (1) შედუღების ლითონი, ან შერწყმის ზონა, (2) სითბოს ზემოქმედების ზონა და (3) დაუცველი ზონა. შედუღების ლითონი არის სახსრის ის ნაწილი, რომელიც დნება შედუღების დროს. სითბოს ზემოქმედების ზონა არის შედუღების ლითონის მიმდებარე ტერიტორია, რომელიც არ არის შედუღებული, მაგრამ განიცადა მიკროსტრუქტურის ან მექანიკური თვისებების ცვლილება შედუღების სითბოს გამო. უცვლელი მასალა არის ის, რაც არ იყო საკმარისად გაცხელებული, რომ შეცვალოს მისი თვისებები.

შედუღების ლითონის შემადგენლობა და პირობები, რომლებშიც ის იყინება (მყარდება) მნიშვნელოვნად მოქმედებს შეერთების უნარზე, დააკმაყოფილოს მომსახურების მოთხოვნები. რკალის შედუღებისას, შედუღების ლითონი შეიცავს შემავსებელ მასალას პლუს საბაზისო ლითონს, რომელიც დნება. რკალის გავლის შემდეგ, ხდება შედუღების ლითონის სწრაფი გაგრილება. ერთგადასასვლელი შედუღება აქვს ჩამოსხმული სტრუქტურა სვეტოვანი მარცვლებით, რომელიც ვრცელდება მდნარი აუზის კიდიდან შედუღების ცენტრამდე. მრავალგადასასვლელი შედუღებისას, ეს ჩამოსხმული სტრუქტურა შეიძლება შეიცვალოს, დამოკიდებულია კონკრეტულ მეტალზე, რომელიც შედუღებულია.

შედუღების მიმდებარე ძირი ლითონი ან სითბოს ზემოქმედების ზონა ექვემდებარება ტემპერატურული ციკლების დიაპაზონს და მისი სტრუქტურის ცვლილება პირდაპირ კავშირშია პიკის ტემპერატურასთან ნებისმიერ მოცემულ მომენტში, ექსპოზიციის დროსა და გაგრილების სიჩქარესთან. ძირითადი ლითონის ტიპები ზედმეტად მრავალრიცხოვანია აქ განსახილველად, მაგრამ ისინი შეიძლება დაიყოს სამ კლასად: (1) მასალები შედუღების სითბოს გარეშე, (2) მასალები გამაგრებული სტრუქტურული ცვლილებებით, (3) მასალები გამაგრებული ნალექების პროცესებით.

შედუღება იწვევს მასალებში სტრესს. ეს ძალები გამოწვეულია შედუღების ლითონის შეკუმშვით და გაფართოებით და შემდეგ შეკუმშვით სითბოს ზემოქმედების ზონაში. გაუცხელებელი ლითონი აწესებს შეზღუდვას ზემოაღნიშნულზე და რადგან შეკუმშვა ჭარბობს, შედუღების ლითონი თავისუფლად ვერ იკუმშება და სახსარში ჩნდება ძაბვა. ეს საყოველთაოდ ცნობილია, როგორც ნარჩენი სტრესი და ზოგიერთი კრიტიკული აპლიკაციისთვის უნდა მოიხსნას მთელი წარმოების თერმული დამუშავებით. ნარჩენი სტრესი გარდაუვალია ყველა შედუღებულ კონსტრუქციაში და თუ ეს არ არის კონტროლირებადი, მოხდება შედუღების დახრა ან დამახინჯება. კონტროლი ხორციელდება შედუღების ტექნიკით, სამაგრები და მოწყობილობები, დამზადების პროცედურები და საბოლოო თერმული დამუშავება.