Справочник работника механического цеха - Каценеленбоген М.Е.
Скачать (прямая ссылка):
3. Обязательно следует оставлять зазор между металлическими деталями, особенно если внутри находится материал с более высоким коэффициентом расширения (см. Зазор в паяных соединениях).
4. Следует выбирать припой, хорошо «смачивающий» ковар.
189
5. Припой, применяемый для первого соединения, должен иметь достаточно высокую точку плавления, чтобы шов не деформировался и не подвергался действию термических напряжений, обусловленных операциями нагрева при изготовлении последующих спаев или любых других циклах термической обработки.
6. Конструкция деталей должна обеспечивать возможность равномерного нагрева, например, в высокочастотной печи.
7. Если ковар окружает деталь с более высоким коэффициентом расширения, то сужение поперечного сечения ковара в месте соединения сводит к минимуму передачу эффектов расширения стеклянным или керамическим спаям.
8. Пайка медью обычно предпочтительнее других типов соединения, если позволяют условия. (Равномерная высокая температура обеспечивает снятие напряжений, поэтому данный метод менее критичен, чем сварка.)
9. В любом случае, если возможно, следует избегать соединений встык.
10. Керамические оправки лучше угольных вследствие более высокого сопротивления истиранию, большей долговечности в печи и отсутствия загрязнений на поверхности пайки.
Зазор в паяных соединениях
1. При соединениях ковара с коваром или ковара, находящегося внутри металла, с более высоким температурным 'коэффициентом линейного расширения максимальный зазор должен составлять:
0,005 см — для пайки медью;
0,0075 см — для более легкоплавких припоев.
2. Если в паянном в печи соединении ковар находится с наружной стороны детали с более высоким температурным коэффициентом линейного расширения, то используют следующую формулу для определения величины минимального зазора между диаметрами:
D(Ei—Е2) +0,0075, см,
где D — диаметр соединения, см;
Е1 — фактическое расширение (см!см) детали с более высоким температурным коэффициентом линейного расширения от комнатной температуры до температуры пайки;
Е2 — то же самое для ковара (см. кривую температурного расширения) .
Пр и мер. Требуется найти минимальный зазор для соединения диаметром 2 см меди с коваром (ковар находится снаружи) путем пайки эвтектическим припоем 72% серебра, 28% меди (780°С) в печи
Минимальный зазор между диаметрами будет равен 5Х (0,0152— —0,0077) +0,0075 = 0,045 см.
3. Высокочастотную катушку (концентратор) (см. стр. 418) можно использовать для кратковременного нагрева зоны спая; это позволяет уменьшить зазор между деталями.
Расчеты величины зазора для такого типа нагрева очень сложны, что обусловливается различными вариантами конструкции катушки, величиной тока и времени, теплопроводностью металлов и т. д. Вследствие этого оптимальный зазор лучше всего определять экспериментально, по возможности начиная с величины зазора, на 10% меньшей рассчитанной для печной пайки.
4. Допуски на согласование различных деталей должны быть как можно уже во избежание образования слишком большого зазора, который может ослабить соединение, либо малого зазора, приводящего 190
к появлению растягивающих напряжений (если деталь с более высоким коэффициентом расширения находится внутри узла). После того как определены допуски на металлические детали, следует рассмотреть вариант, при котором одна деталь может иметь максимальный положительный допуск, а другая — минимальный отрицательный. В общем случае допуск ±0,0025 см на обе металлические детали допустим.
Пайка ковара твердым припоем
1. Выбор твердого припоя.
В дополнение к информации, приведенной в предыдущем разделе, нужно отметить следующее:
серебряными твердыми припоями можно выполнять удовлетворительные соединения с коваром, однако при этом следует выполнять ряд предосторожностей;
в любых условиях предпочтительна пайка бескислородной высоко-проводящей OFHC медью;
в тех случаях, когда последующие температурные условия требуют более высокой точки плавления спая, лучше применять припои, содержащие золото, чем серебряные. Эти припои вследствие более высокотемпературной пайки обеспечивают также более тщательное снятие возникающих напряжений.
2. Пайка ковара серебряными припоями.
Чтобы понять причины предосторожностей, соблюдаемых при пайке ковара серебряным припоем, следует рассмотреть причины разрушения спаев.
Эксперименты по пайке ковара различными припоями указывают на то, что межзеренное разрушение происходит только в том случаег когда ковар в процессе плавления подвергается растягивающим напряжениям или когда припой находится в жидком состоянии. Разрушение начинается в точке максимальной концентрации растягивающих напряжений и является постепенным (прогрессирующим). Разрушение происходит в тех случаях, когда приложенные внешние или остаточные напряжения являются растягивающими. Кроме того, последующая термообработка выявляет коррозию под действием напряжений. На практике бывали случаи, когда паяные соединения с коваром подвергались действию растягивающих напряжений, но с недостаточным проникновением припоя, чтобы вызвать разрушение спая непосредственно после охлаждения. Однако последующие периодические нагревы и охлаждения приводили к образованию течей вдоль трещин по границам зерен; эти течи начинались на площадках, куда первоначально попадал припой.
