Технология пайки изделий в машиностроении - Лашко С.В.
ISBN 5-217-01456-3
Скачать (прямая ссылка):
С увеличением температурного интервала кристаллизации припоя или при значительной химической эрозии металла в жидком припое и расширении при этом интервала кристаллизации жидкой фазы до определенного предела последняя приобретает способность удерживаться в относительно широких зазорах (до 0,6 мм) и не требует точной сборки деталей перед пайкой. Поэтому припои часто легируют компонентами, позволяющими регулировать ширину их интервала кристаллизации.
Для предотвращения вытекания припоев из относительно широких капиллярных зазоров в них вводят компоненты, расширяющие их температурный интервал плавления. Например, в припой ПОС61 вводят 3-8 % Cu.
Наиболее широкий интервал плавления среди серебряных припоев имеет припой ПСр37,5. При пайке коррозионно-стойких» сталей он удерживается в зазорах до 0,5 мм, тогда как припой ПСр40 при пайке тех же сталей — в зазорах до 0,2 мм.
Уменьшение развития химической эрозии. При характере, диаграмм состояния, представленных на рис. 4,в—д, причинами
66
плохой совместимости может быть недопустимое развитие межзе-ренной и общей химической эрозии паяемого металла А в контакте с жидкоим припоем [11]. Развитие химической эрозии паяемого металла в контакте с жидким припоем при температуре пайки определяется растворимостью паяемого металла в жидком припое {Cx) и припоя в паяемом металле (C1) и их соотношением. При С? -»0 и Cx > 0 в паяемом металле развивается межзеренная эрозия, а при Ст > 0 и Сж > 0 — общая эрозияч
Особенно высокой химической эрозионной активностью характеризуются цинковые припои по отношению к меди и алюминию, олово и оловянные припои по отношению к золоту и другим металлам.
С повышением температуры пайки скорость развития общей химической эрозии может стать равной или большей скорости развития межзеренной эрозии. При этом ширина паяльного зазора может резко возрасти, что приведет к вытеканию из него жидкой фазы и появлению вследствие этого непропаев.
При резком изменении растворимости Cx в температурном интервале пайки в области более низких температур возможно развитие межзеренной химической эрозии паяемого металла, а в области более высоких температур — развитие общей химической эрозии.
Предотвратить развитие обоих видов химической эрозии можно при легировании припоя В паяемым металлом А в количестве, близком к предельной растворимости А в жидком В при температуре пайки.
Например, для уменьшения химической эрозии медного жала паяльника в жидких оловянно-свинцовых припоях в последние вводят добавки в количестве, близком к ее растворимости в припое при температуре пайки.
Склонность паяемого металла к химической эрозии в контакте с жидким припоем можно снизить введением в последний депрессантов, понижающих его температуру плавления (например, германий в припое Al-Ge) и (или) предельную растворимость паяемого металла в припое при температуре пайки.
Для предотвращения развития межзеренной эрозии основного металла припой можно легировать компонентами, образующими с металлом А широкую область твердых растворов. Так, никелевые припои с кремнием и марганцем химически менее активны по отношению к коррозионно-стойкой стали, чем припои с бором.
Химическая эрозия, как было показано в работах [9, 11], резко снижается в температурной области образования по границе шва и паяемого металла прослоек химических соединений. Отсюда был сДелан вывод, что при введении в припой достаточно малого
67
chipmaker. ru
количества компонента, образующего с паяемым металлом весьма тонкие (б < 1 мм) прослойки химического соединения, не снижающие прочности паяного соединения, должна резко снижаться склонность Мк к химической эрозии в Mn. Этот принцип был использован в последние годы для снижения склонности алюминиевых сплавов к химической эрозии при пайке силумином, содержащим 5—12 % Si и 1,5—€ % Mg при добавке в них 2—6 % Ni, образующего с алюминием тонкие прослойки химического соединения.
Установлено,что образование прослойки химического соединения AuPb при пайке золота свинцовыми припоями ограничивает развитие в нем химической эрозии в отличие от пайки оловянными припоями вследствие более высокой температуры плавления интерметаллида AuPb (418 °С), чем интерметаллида AuSn2 (309 °С). Для уменьшения химической эрозии серебросодержа-щих проводников при пайке оловянно-свинцовыми припоями (150—350 °С) в последние было введено 18—32 % Cd, имеющего более высокое химическое сродство к меди, чем олово, и снижающего температуру плавления припоя.
При высокой растворимости паяемого металла А в припое В состав жидкой фазы при пайке может существенно изменяться по сравнению с составом припоя. При этом может расширяться интервал ее кристаллизации и вследствие этого ухудшаться растекаемость и затекаемость жидкой фазы в тонкие капиллярные зазоры, увеличиваться дендритная ликвидация шва и усадочная пористость. В относительно широких капиллярных зазорах лучше удерживаются узкоинтервальные припои, эвтектики и чистые металлы.
Уменьшение пористости. Заполнение зазора между паяемыми деталями происходит в течение 0,5—50 с [11]. В условиях быстрого заполнения зазора и быстрого охлаждения шва, например при газопламенной пайке, образование неслошностей в шве может иметь место в результате "застревания" в жидкой фазе флюсов и газов, неравномерного смачивания паяемой поверхности жидким припоем, образования усадочной пористости в шве, испарения компонентов Мв и Mn с высокой упругостью пара (магний, цинк, марганец, кадмий), неравномерного нагрева паяемых деталей в области зазора.
