2.4.3. Сварка и пайка

Сварку и пайку объединяет то, что для обоих процессов необходимо расплавление либо соединяемых материалов, либо третьего материала — припоя. А нельзя ли при сварке плавить только один из соединяемых материалов? Конечно, можно. Иногда этот процесс называют «сварка оплавлением», и техно­логически он больше похож на сварку, а физически — это пайка одного металла расплавленным другим. Практически так соединяют металлы, один из которых существенно более туго­плавок, чем другой, например молибден и медь, вольфрам и молибден. Если попробовать их сваривать, «как обычно», то когда мы расплавим один, второму будет чуть тепло, а когда мы расплавим второй, первого уже не останется — он закипит и испарится.

Но можно соединять материалы вообще без плавления. Если их плотно сжать и нагреть, то за счет диффузии молекулы jro проникнут в другой. Этот процесс называется диф­фузионной сваркой. Ее обычно производят в вакууме*), чтобы соединяемые поверхности были чистыми, и диффузия неми­нуемо соединяет очищенные, плотно сложенные, сдавленные и достаточно нагретые поверхности. Правда, в диффузионной зоне (зоне взаимного проникновения) могут образовываться непрочные соединения и шов рассыпется, но это может про­изойти и при любой другой сварке. Диффузионная сварка, как и пайка, применяется в основном не при изготовлении вакуумной аппаратуры, а в производстве электровакуумных приборов.

К категории неразъемных соединений относится большин­ство электроводов и окошек. В качестве диэлектрика в элект­ровводах и окнах применяют многочисленные сорта стекла и керамики, ситаллы, кварц, иногда слюду и даже такие экзоти­ческие для вакуумной техники материалы, как кремний, гер­маний и сапфир (монокристаллическая окись алюминия). Кварц и сапфир хорошо пропускают инфракрасное и ультрафиолетовое излучение, а кремний и германий — инфракрасное (про них говорят «прозрачный в инфракрасном диапазоне», «прозрачный в ультрафиолете»). Так что без этих материалов не обойтись, но если различные методы изготовления вакуумного спая стекло — металл разрабатываются с конца прошлого века, с первых ламп накаливания, то спаи кремния и германия со стеклом и сапфира с металлом и стеклом созданы относи­тельно недавно.