Технология пайки изделий в машиностроении - Лашко С.В.
ISBN 5-217-01456-3
Скачать (прямая ссылка):
Такая химическая неоднородность должна быть устранена при последующей гомогенизации паяного соединения.
Особенности процесса диффузии через прослойку химического соединения проявляются не только в увеличении времени диффузионной пайки, но и в развитии так называемой диффузионной пористости в прослойке или рядом с ней, возникающей при большом различии скоростей диффузии компонентов паяемого металла и припоя через эту прослойку. Интенсивное развитие диффузионной пористости обнаружено авторами в соединениях из коррозионно-стойкой стали 12Х18Н9Т, паяемых алюминиевыми припоями, и
124
после диффузионной пайки меди оловом и низкоуглеродистой стали медно-фосфористыми припоями.
Время диффузионной пайки при прочих равных условиях зависит от толщины паяного шва и относительного содержания в нем депрессанта или легкоплавкой основы припоя. С их возврастанием продолжительность диффузионной пайки увеличивается. Сокращение времени диффузионной пайки может быть достигнуто при термоциклировании, особенно при температуре полиморфного превращения паяемого металла. Действие термоциклирования обусловлено интенсификацией диффузионных процессов при этом. В файле 4-16 приведены припои для диффузионной пайки.
Файл 4-16. Припои для диффузионной пайки
мк Депрессант припоя Температура пайки, °С Максимальная растворимость депрессанта в Мк, %
Никель Cu 1083 Неограниченна
п Ni-Mn 980 п
П Ni -11 % Si 1150 9.3
Медь Ga 930 -1030 18,0
Sn 800 13,5
Титан Ni 942 12,3
я Cu 975 17,0
Tt Ag 1000 14,5
г* Ga 930 -1030 18,0
Алюминии Zn 400 82,2
125
ker.ru
Мк Депрессант припоя Температура пайки, °С Максимальная растворимость депрессанта в М„, %
Алюминий Zn 400-580 18,0
Железо Si 1200 18,5
Цирконий Cu 1000 5,3
В работе [9] приведены сведения о возможности диффузионной пайки некоторых металлов в зависимости от характера их диаграммы состояния.
5. Выбор давления при контактно-реактивной пайке
Небольшое давление на соединяемые детали необходимо при капиллярной пайке для фиксации зазора, а при нефиксированном зазоре — для удаления из него избытка жидкой фазы. Обычно такое давление в зависимости от конструкции паяемого изделия или физических свойств паяемого материала создается одним из следующих способов: воздействием вспомогательного груза или массы одной из деталей, расположенной сверху; в результате различия температурных коэффициентов линейного расширения (сжатия) паяемых деталей в разнородном соединении (при замкнутой форме пая) или паяемых деталей из материала прижимного приспособления (при незамкнутой форме спая), а также в результате обеспечения температурного градиента между наружной и внутренней деталями при телескопическом типе соединения при интенсивном нагреве наружной детали; вследствие разности давлений снаружи и внутри обжимного тонкостенного контейнера и т.п. При всех этих способах усилие прижима на паяемые детали перпендикулярно к поверхности спая.
Во многих случаях давление при пайке является важнейшим параметром процесса, определяющим механические свойства паяных соединений. Например, обнаружено, что при флюсовой индукционной пайке железных или медных сплавов легкоплавкими припоями
1) Cd - (5 + 25) % Zn - (1 * 2) % Ag, tnn - 269 . 295 'С;
2) Sn - (3,5 + 10) % Ag, *п_ - 221 + 300 'С; 3) Sn - (9 + 24) % Zn, іпл - 198 + 300 *С; 4) Sn, Єпл - 232 *С под давлением 29,4 МПа с последующим снятием давления после нагрева припоя до 500 'С
126
временное сопротивление паяных стыковых соединений повышается до 170 МПа. Предел ползучести после 1000 ч составляет 137 —148 МПа. То же наблюдается при пайке сталей, никелевых и кобальтовых сплавов припоями на никелевой или кобальтовой основе после нагрева их до температуры пайки ( > 900 'C) и сжатия паяемых деталей под давлением до 500 МПа. При этом пайка возможна с перегревом припоя всего на 30 — 50 *С выше температуры его ликвидуса (вместо 80 — 100 *С при пайке без повышенного давления). Длительность пайки сокращается до 0,5—10 мин (вместо 10 - 20 мин) [9].
Прилагаемое при пайке давление во избежание хрупкого разрушения паяемого металла в контакте с жидкой фазой должно быть сравнительно небольшим.
С увеличением сжимающего давления на соединяемые детали большое значение приобретает скорость его нарастания. При медленном нарастании давления в изотермических условиях жидкая фаза постепенно и в большей степени, чем при большой скорости нарастания давления, удаляется из зазора. Использование слишком больших скоростей нарастания давления, особенно при значительной шероховатости паяемой поверхности соединяемых деталей, может привести к образованию "мостиков схватывания" в отдельных местах соединения, с расположением между ними затвердевшего ликвата, присутствие которого может ослабить соединение и удлинить процесс выравнивающей диффузии.
Наиболее целесообразна укладка припоя перед пайкой под давлением в зазор. Вероятно, существует оптимальная толщина слоя жидкой фазы, которая должна быть не слишком велика, чтобы при выдавливании этой фазы детали не скользили относительно друг друга или не развивалась недопустимая химическая эрозия, но и не слишком мала, чтобы зазор и все пустоты, образованные вследствие шероховатости паяемой поверхности, были заполнены жидкой фазой.
