Сущность и применение пайки металлов

4.6. Пайка металлов и сплавов

Пайкой называется процесс получения неразъемного сое­динения заготовок с нагревом  ниже температуры   их  автономного расплавления путем смачивания, растекания и заполнения зазора между ними расплавленным припоем и сцепления их при кристалли­зации шва. Образование соединения без расплавления основного металла обеспечивает возможность распая изделия.

По прочности паяные соединения уступают сварным. Паять можно углеродистые и легированные стали всех марок, твердые сплавы, цветные металлы, серые и ковкие чугуны.

При пайке ме­таллы соединяются в результате смачивания и растекания жидкого припоя по нагретым поверхностям и затвердевания его после охла­ждения.

Обратите внимание

Прочность сцепления припоя с соединяемыми поверхностями зависит от физико-химических и диффузионных процессов, протека­ющих между припоем и основным металлом.

По условию заполнения зазора пайку можно разделить на ка­пиллярную и некапиллярную. По механизму образования шва капиллярная пайка подразделяется на пайку с готовым припоем, когда затвердевание шва происходит при охлаждении; контактно-реактивную пайку; реактивно-флюсовую; диффузионную. К не­капиллярным способам относятся пайка-сварка и сварка-пайка.

При капиллярной пайке припой заполняет зазор между соединяемыми поверхностями и удерживается в нем за счет капил­лярных сил (рис. 4.3). Соединение образуется за счет растворения основы в жидком припое и последующей кристаллизации раствора. Капиллярную пайку используют при соединении внахлестку.

При диффузионной пайке соединение образуется за счет вза­имной диффузии компонентов припоя и паяемых материалов, причем возможно образование в шве твердого раствора или тугоплавких хрупких интерметаллидов. Для диффузионной пайки необходима  продолжительная  выдержка при  температуре  образования  паяного шва и после завершения процесса  при температуре ниже солидуса припоя.

При контактно-реактивной пайке между соединяе­мыми металлами или соединяемыми металлами и прослойкой проме­жуточного металла в результате контактного плавления образуется сплав, который заполняет зазор и при кристаллизации образует пая­ное соединение (рис. 4.4).

При реактивно-флюсовой пайке припой образу­ется за счет реакции вытеснения между основным металлом и флюсом. Например, при пайке алюминия с флюсом восстановленный цинк служит припоем:

3ZnQ2 •+ 2А1 =** 2А1С19 + + 3Zn.

Реактивно-флюсо­вую пайку можно вести без припоя и с припоем.

При пайке-сварке соединение образуется так же, как при сварке плавлением, но в качестве присадочного металла применяют припой.

При сварке-пайке соединяют разнородные материалы с применением местного нагрева, при котором более легкоплавкий материал нагревается до температуры плавления и выполняет роль припоя.

Наибольшее применение получили капиллярная пайка и пайка-сварка.

Диффузионная и контактно-реактивная пайки более трудо­емки, но обеспечивают высокое качество соединения.

Важно

Качество паяных соединений (прочность, герметичность, надеж­ность и др.) зависит от правильного выбора основного металла, при­поя, флюса, способа нагрева, величины зазоров, типа соединения.

Припой должен хорошо растворять основной металл, обла­дать смачивающей способностью, быть дешевым и недефицитным.

Припои представляют собой сплавы цветных металлов сложного состава. Все припои по температуре плавления подразделяют на:

· особо легкоплавкие (температура плавления 1100 °С).

К особо легкоплавким и легкоплавким припоям относят­ся оловянно-свинцовые, на основе висмута, индия, кадмия, цинка, олова, свинца.

К среднеплавким и высокоплавким припоям отно­сятся: медные, медно-цинковые, медно-никелевые, с благородными металлами (серебром, золотом, платиной).

Припои изготавливают в виде: прутков, проволок, листов, полос, спиралей, дисков, колец, зерен и т.д., укладываемых в место соединения.

Изделия из алюминия и его сплавов паяют с припоями на алюми­ниевой основе с кремнием, медью, оловом и другими металлами. Маг­ний и его сплавы паяют припоями на основе магния с добавками алюминия, меди, марганца и цинка.

Изделия из коррозионно-стой­ких сталей и жаропрочных сплавов, работающих при высоких тем­пературах (выше 500 °С), паяют тугоплавкими припоями на основе железа, марганца, никеля, кобальта, титана, циркония, гафния, ниобия и палладия.

Совет

Флюсы паяльные применяют для очистки поверхности паяемого металла, а также для снижения поверхностного натяжения и улуч­шения растекания и смачиваемости жидкого припоя. Флюс (кроме реактивно-флюсовой пайки) не должен химически взаимодейство­вать с припоем.

Температура плавления флюса должна быть ниже температуры плавления припоя. Флюс в расплавленном и газооб­разном состояниях должен способствовать смачиванию поверхности основного металла расплавленным припоем. Флюсы могут быть твердые, пастообразные и жидкие.

Для пайки наиболее применимы флюсы: бура Na2O и борная кислота Н2ВО3, хлористый цинк ZnCl2, фтористый калий KF и др.

Источник: http://libraryno.ru/4-6-payka-metallov-i-splavov-texnol_proizv/

Пайка металлов. Технология пайки. Припои для пайки. Флюсы для пайки. | мтомд.инфо

Пайка – процесс получения неразъемного соединения заготовок без их расплавления путем смачивания поверхностей жидким припоем с последующей его кристаллизацией.

Расплавленный припой затекает в специально создаваемые зазоры между деталями и диффундирует в металл этих деталей.

Протекает процесс взаимного растворения металла деталей и припоя, в результате чего образуется сплав, более прочный, чем припой.

Образование соединения без расплавления основного металла обеспечивает возможность распая соединения.

Качество паяных соединений (прочность, герметичность, надежность) зависят от правильного выбора основного металла, припоя, флюса, способа нагрева, типа соединения.

Припои для пайки

Припой должен хорошо растворять основной металл, обладать смачивающей способностью, быть дешевым и недефицитным. Припои представляют собой сплавы цветных металлов сложного состава. По температуре плавления припои подразделяют на особо легкоплавкие (температура плавления ниже 145 0С), легкоплавкие (145…450 0С), среднеплавкие (450…1100 0С) и тугоплавкие (выше 1050 0С).

К особо легкоплавким и легкоплавким припоям относятся оловянно-свинцовые, на основе висмута, индия, олова, цинка, свинца. К среднеплавким и тугоплавким относятся припои медные, медно-цинковые, медно-никелевые, с благородными металлами (серебром, золотом, платиной).

Припои изготавливают в виде прутков, листов, проволок, полос, спиралей, дисков, колец, зерен, которые укладывают в место соединения.

Флюсы для пайки

При пайке применяются флюсы для защиты места спая от окисления при нагреве сборочной единицы, обеспечения лучшей смачиваемости места спая расплавленным металлом и растворения металлических окислов.

Температура плавления флюса должна быть ниже температуры плавления припоя. Флюсы могут быть твердые, пастообразные и жидкие. Для пайки наиболее применимы флюсы: бура, плавиковый шпат, борная кислота, канифоль, хлористый цинк, фтористый калий.

Пайку точных соединений производят без флюсов в защитной атмосфере или в вакууме.

Технология пайки

В зависимости от способа нагрева различают пайку:

  • газовую;
  • погружением (в металлическую или соляную ванну);
  • электрическую (дуговая, индукционная, контактная);
  • ультразвуковую.

В единичном и мелкосерийном производстве применяют пайку с местным нагревом посредством паяльника или газовой горелки. В крупносерийном и массовом производстве применяют нагрев в ваннах и газовых печах, электронагрев, импульсные паяльники, индукционный нагрев, нагрев токами высокой частоты.

Перспективным направлением развития технологии пайки металлических и неметаллических материалов является использование ультразвука. Генератор ультразвуковой частоты и паяльник с ультразвуковым магнитострикционным вибратором применяются для безфлюсовой пайки на воздухе и пайке алюминия. Оксидная пленка разрушается за счет колебаний ультразвуковой частоты.

Процесс пайки включает: подготовку сопрягаемых поверхностей деталей под пайку, сборку, нанесение флюса и припоя, нагрев места спая, промывку и зачистку шва.

Детали для пайки тщательно подготавливаются: их зачищают, промывают, обезжиривают.

Зазор между сопрягаемыми поверхностями обеспечивает диффузионный обмен припоя с металлом детали и прочность соединения. Зазор должен быть одинаков по всему сечению.

Припой должен быть зафиксирован относительно места спая. Припой закладывают в месте спая в виде фольговых прокладок, проволочных контуров, лент, дроби, паст вместе с флюсом или наносят в расплавленном виде. При автоматизированной пайке – в виде пасты с помощью шприц-установок.

При возможности предусматриваются средства механизации – полуавтоматы и автоматы для газовой, электрической пайки.

Паяные соединения контролируют по параметрам режимов пайки, внешним осмотром, проверкой на прочность или герметичность, методами дефекто- и рентгеноскопии.

Источник: http://www.mtomd.info/archives/2118

Физическая сущность процесса пайки. Совместимость паяемого металла и припоя

Пайка является одним из самых первых способов соединœения металлов. В истории развития пайки можно выделить три периода, которые связаны с развитием источников нагрева и особенностями развития техники. Первый период начался в бронзовом веке, когда человечество начало изготовлять из бронзы бытовые вещи, оружие, украшения.

Источником нагрева при паяльных работах служило биологическое топливо. Второй период в развитии пайки связан с применением электрических источников нагрева. Третье, современное развитие пайки, началось с 1930 – 1940-х годов, когда возникли проблемы с освоением техники из новых металлов и их сплавов – алюминиевых, титановых, циркония, вольфрама, высокопрочных и жаропрочных сталей и сплавов.

Во второй половинœе ХХ ст. были разработаны принципиально новые способы пайки. Знания о сущности техники пайки были известны практикам в течение всœего исторического периода развития процессов пайки, и только последние полвека пайка интенсивно изучается и разрабатывается научными работниками.

Сегодня технические возможности пайки значительно расширились, и во многих случаях технология пайки является единственно возможной технологией соединœения новых материалов.

Сегодня технология пайки является высокоразвитой технологией изготовления изделий различного назначения из разнообразных металлов и сплавов. Пайка находит использование в разных отраслях для соединœения как мельчайших деталей, к примеру, в электронных приборах, так и узлов крупногабаритной техники в ракетостроении, энергетике и других отраслях.

В создании новых материалов, оборудования и технологий пайки значительный вклад сделали ученые ведущих научных школ, которые образовались в научно – исследовательских институтах, учебных заведениях, отраслевых лабораториях разных стран.

В Украинœе материалы и технику пайки разрабатывали и продолжают разрабатывать в Институте электросварки имени Е.О.Патона и Институте проблем материаловедения имени И.М. Францевича, в других научно–исследовательских институтах и лабораториях и учебных заведениях, в т.ч.

и в Киевском политехническом институте на кафедре сварочного производства.

Пайка становится в настоящее время практически единственным способом получения надежного соединœения между материалами, которые обладают малой пластичностью или не бывают нагреты до высокой температуры.

Обратите внимание

Речь идет о соединœении полупроводниковых кристаллов, керамики, стекла и сочетаний металлов, образующих при нагреве интерметаллические соединœения, либо обладающих резко отличающимися температурой плавления (к примеру, соединœения алюминий – сталь, медь – титан, цирконий – алюминий) и коэффициентами термического расширения.

Источник: http://referatwork.ru/category/metally-svarka/view/592614_fizicheskaya_suschnost_processa_payki_sovmestimost_payaemogo_metalla_i_pripoya

Пайка различных металлов и сплавов

Изделия, очищенные и подготовленные для пайки, не должны храниться продолжительное время во избежание окисления. Их следует возможно скорее загружать в печь или контейнер с обеспечением защитной среды.

Особенное внимание должно быть уделено удалению воздуха при пайке высоколегированных сталей и сплавов, содержащих легкоокисляемые элементы. Удаление воздуха может достигаться, вакуумированием или продуванием защитного газа — аргона.

При продувании температура должна повышаться постепенно, начиная от комнатной до 800—900° С (1073— 1173 К). Этот процесс требует значительного расхода аргона. Вакуумирование более рационально, так как при этом значительно снижается расход аргона.

Большое значение при пайке имеет контроль температуры нагрева изделия; перегрев может оказать вредное влияние.

Общее время пребывания припоя в расплавленном состоянии состоит из времени:

где t1 — время нагрева от температуры плавления припоя до температуры пайки; t2 — время выдержки при пайке; t3 — время охлаждения от температуры пайки до температуры кристаллизации припоя.

В случае взаимодействия припоя с основным металлом и t2 следует возможно сокращать.

Читайте также:  Что такое паяльная кислота, и зачем она нужна

После окончания процесса пайки необходимо удалить флюс, очистить окисленные поверхности, устранить наплывы и участки растекания припоя, в особенности в тех местах, которые подлежат последующей обработке.

Требование удаления флюса вызвано возможным отрицательным влияние его, например появлением коррозии (в алюминиевых сплавах).

Важно

Флюсы (для пайки алюминиевого сплава) удаляют промывкой горячей и холодной водой при условии последующей обработки в растворе хромового ангидрида. Флюсы на основе буры образуют на поверхности твердую корку. Их удаляют механическим путем или погружением деталей в горячую воду.

Паяные швы на алюминиевых сплавах обрабатывают металлической щеткой и вторично промывают от флюсов, могущих остаться в порах швов. Растекающийся припой удаляют механическим, химическим или электромеханическим способами.

Для контроля качества паяных соединений применяют разные методы. Существенное значение имеет внешний осмотр швов. Швы проверяются на прочность, плотность, электропроводимость. Паяные швы можно контролировать физическими методами: рентгеновским просвечиванием, применением радиоактивных изотопов, прозвучиванием.

Кроме испытания паяных образцов без их разрушения, нередко применяют испытания с доведением их до разрушения. Результаты, полученные при испытаниях до разрушения нескольких образцов, позволяют установить механические свойства серии аналогичных изделий.

К углеродистым и низколегированным сталям относятся стали, имеющие температуру плавления 1450—1520° С (1723—1793 К). При низкотемпературной пайке сталей применяются главным образом оловянно-свинцовые припои с активными флюсами. Перед пайкой рекомендуется детали облуживать. Это ускоряет процесс пайки и позволяет обеспечивать высокие механические свойства соединений.

Более часто для пайки сталей применяют высокотемпературные медно-цинковые припои с добавкой серебра (температура плавления 940—700° С (1213—973 К). Однако вследствие легкого испарения цинка эти припои не применяют для вакуумной пайки.

Их целесообразно использовать при пайке в среде с низкими окислительными свойствами, например продуктов неполного сгорания азотно-водородной смеси с флюсом в виде буры, борного ангидрида и т. д. Для пайки углеродистых сталей в качестве припоя применяют также чистую медь, в особенности при пайке в печах в среде водорода.

Медь хорошо растекается, заполняет малые зазоры. При этом прочность соединений превосходит прочность самой меди.

К высоколегированным сплавам относятся коррозионно-стойкие аустенитные стали 0Х18Н9, 12Х18Н9 со стабилизирующими добавками — титаном, ванадием, ниобием и т. д., кислотоупорные хромистые стали Х17, Х25 и другие ферритного класса, жароустойчивые никелевые сплавы, например, имеющие около 80% Ni и др.

Указанные сплавы могут паяться легкоплавкими припоями с применением активных флюсов.

Состав припоев, %

Система Марка припоя Температура, °С Ag Си Zn Мп Ni
плавления работы
Ag-Cu ПСр 72 779 До 400 42 28
Ag—Си—Zn ПСр 45 660—725 400 45 30 25
Ag—Mn П 85-15 970 600 85 15
Си—Zn Л 62 905 62 38
Си 1083 500 100
Ni—Mn 1270 20 80

Однако пайка легкоплавкими припоями указанной группы сплавов технически нецелесообразна. Рациональнее применять для их соединений высокотемпературные припои (табл. 21).

В соответствии с маркой припоя применяются флюсы с различными составляющими. Некоторые припои при быстром нагреве т. в. ч. теряют свои составляющие.

Высоколегированные сплавы и стали можно паять в среде аргона, водорода, в вакуумных печах. Недостаток пайки в аргоне — не вполне удовлетворительная растекаемость припоя. Для улучшения растекаемости во флюсы вводят добавки, например литий. Пайка в атмосфере водорода требует высокой его чистоты; использование водорода всегда сопряжено с некоторой опасностью взрыва.

Совет

Пайка в вакууме дает хорошие результаты при применении припоев, не содержащих легко испаряющихся элементов (цинка и др.).

При пайке указанных выше материалов мoгyт возникать поры вследствие испарения некоторых составляющих припоя, например, цинка: непровары в результате неудовлетворительного смачивания расплавленным припоем соединяемых частей или недостаточной очистки поверхностей; трещины при проникновении жидкого припоя между границами зерен основного металла. Особенно часто образуются трещины при пайке медно-цинковыми и медно-серебряными припоями. Применением более высокотемпературных припоев можно избежать растрескивания паяных соединений.

Применение никелевых припоев иногда сопровождается образованием подрезов основного металла в местах перехода к швам.

Это происходит вследствие того, что припой этого рода имеет способность растворять основной металл. Чтобы избежать этого явления, следует вести технологический процесс пайки при возможно более низкой температуре.

При помощи пайки хорошо соединяются изделия из чистой меди и медных сплавов. Чистая медь хорошо паяется при нагреве в вакуумных печах, а также в атмосфере хорошо очищенного водорода без каких-либо примесей кислорода. Медно-цинковые сплавы, содержащие 4— 38% Zn, при длительном нагреве теряют его (цинк испаряется), поэтому латунные детали перед пайкой целесообразно покрывать медью.

Пайка широко применяется для соединений различных бронз; алюминиевых, содержащих 5—10% А1; бериллиевых, применяемых в приборостроении и имеющих в своем составе 2—2,5% Be; хромовых, содержащих около 0,5% Сг; оловянных, применяемых при обработке давлением, содержащих олово, а также фосфор и др.

Медь и ее сплавы легко паяются при применении низкотемпературных припоев с использованием канифольных флюсов, не вызывающих коррозии. Нередко перед пайкой поверхности деталей облуживают чистым оловом слоем толщиной 0,005 мм на стали и 0,0075 мм на меди.

Низкотемпературные припои не обеспечивают высокой прочности паяных соединений, поэтому рекомендуется пайка в печах высокотемпературными твердыми припоями. Целесообразно применение медно-фосфорных и серебряных припоев и флюсов на основе буры с добавлением фтористых соединений.

Алюминиевые бронзы хорошо паяются серебряными припоями с никелем, который препятствует проникновению в припой алюминия и повышает производительность технологического процесса.

Обратите внимание

Титан и его сплавы паяют в электрических печах, т. в. ч., газопламенными горелками. Наилучшие механические свойства спая достигаются при пайке т. в. ч.

Это объясняется тем, что в результате сокращения термического цикла при этом способе пайки отсутствует рост зерна, приводящий к охрупчиванию соединений.

При пайке титановых сплавов целесообразно применять серебряные припои, имеющие температуру плавления ниже температуры рекристаллизации титана и выше температуры, требуемой для удовлетворения условий смачивания припоем паяных деталей.

Очень важная задача производства — соединение пайкой различного рода керамических материалов и окислов друг с другом и с металлами.

Возможны разные случаи: металлы более тугоплавки, нежели керамика, при этом соединение обеих деталей происходит в твердом состоянии, контакт обеспечивается необходимым давлением, применением покрытий.

В последнем случае соединение достигается при температурах ниже температуры плавления каждой из соединяемых деталей.

Особенно благоприятные условия для соединения, когда металлы имеют температуру плавления ниже температуры плавления керамики и в результате своих специфических химических свойств склонны к образованию связи с последней.

Так, например, титан и цирконий имеют большое сродство к кислороду и образуют твердые растворы со многими, металлами и окислами. Окислы титана и циркония весьма тугоплавки. При некоторых условиях эти металлы восстанавливают окислы металлов, образующих керамику, и присоединяют к себе освобожденный кислород.

Такое восстановление, необходимое для прессовой пайки, следует проводить в условиях вакуума или в среде аргона.

Важно

Серьезные затруднение пайки керамик с металлами — существенная разница в их температурных коэффициентах расширения, в результате чего в соединениях образуются остаточные напряжения значительной величины.

В неблагоприятных случаях, при недостаточной пластичности материалов в них возникают трещины. Для устранения этого явления иногда между соединяемым металлом и керамикой прокладывают пластины из пластичного металла, например молибдена.

При пластических деформациях последнего опасность возникновения трещин в керамике значительно уменьшается.

С помощью специальных присадочных металлов можно получать качественные соединения не только однородных элементов, например А1а03 + А1203, но и разнородных. Сплавы, содержащие сильные карбидообразующие элементы — молибден, тантал, титан, цирконий и др.,— хорошо смачивают графит.

Источник: http://www.prosvarky.ru/specialmetods/newmethodssoldering/8.html

Пайка металла с керамикой

Рекомендуем приобрести:

Для получения соединений керамики с металлом применяют несколько способов пайки: пайку металлизированной керамики, активную пайку, пайку стеклоприпоем и пайку неметаллизированной керамики под давлением.

Пайка металлизированной керамики — это многоступенчатый способ получения соединений.

Вначале на керамическую деталь наносят и закрепляют тонкий слой порошкового материала (75—95 % Мо и активные добавки Mn, Si, Ti, Fe, ферросилиция, стекла и др.).

Затем гальваническим или химическим методом наносят второй слой металла (Ni или Fe) осуществляют пайку высокотемпературными припоями в интервале температур 780—1100 °С. Время выдержки после расплавления припоя составляет 30—60 с.

Сущность активной пайки заключается в использований титана и циркония в качестве активных составляющих металлического припоя. Процесс пайки протекает в вакууме (1,3 x 10-3 Па) или в среде инертного газа, не содержащего кислород и пары воды.

Получение металлокерамических соединений стеклоприпоем основывается на хорошей адгезии керамики и стеклоприпоя, а также на том, что процесс пайки протекает в условиях, когда на металле появляется тонкая пленка окисла, улучшающая адгезионное сцепление стеклоприпоя с металлом. Для пайки в окислительной фазе применяют стеклоприпои системы SiO2 — ZnO—В2О3 — РbО и V2O5—В2O3 — ZnO. В случае восстановительной среды используют стеклоприпои на основе окислов SiO2, Аl2O3, CaO, MnO, MgO и ВаО.

Пайка неметаллизированной керамики с металлами под давлением напоминает диффузионную сварку. Процесс получения соединений сводится к сборке деталей, расплавлению припоя и выдержке. 3—5 мин без давления, а затем под давлением в течение 8—10 мин. Далее температура снижается и узел охлаждается под давлением 4—5 МПа до комнатной температуры.

Известны и нашли широкое применение в производстве следующие виды пайки:

  • пайка металла с металлизированной керамикой (аналогично пайке металлов);
  • активная пайка с использованием титана и циркония в качестве компонентов припоя;
  • пайка стеклоприпоем (глазурью);
  • пайка по металлизированному слою;
  • пайка неметаллизированной керамики под давлением.

Простейшие типы соединений керамики с металлами приведены на рис. 7.

Рис. 7. Элементарные формы соединений керамики с металлами:
а – торцовое компенсированное; б – торцовое некомпенсированное; в – лезвийное; г – конусное; д – охватывающее; е – охватывающее с бандажом; ж – цилиндрическое внутреннее и наружное (охватывающее); з – внутреннее

Пайка металлизированной керамики. В состав металлизационного покрытия, наносимого на керамику, входят: порошок молибдена или вольфрама в количестве 75 … 95 % (по массе) и активные добавки марганца, кремния титана (гидрида титана), железа, борида молибдена, ферросилиция, стекла и др. Выбор добавок определяется химсоставом керамического материала и температурой спекания покрытия. в процессе которого происходит закрепление слоя металлизации на поверхности керамической детали. Составы применяемых для металлизации керамики паст приведены в табл. 14.

Читайте также:  Пять способов пайки наушников

14. Состав паст для металлизации керамики

Компоненты паст перед приготовлением паст тщательно измельчают в ацетоне или этиловом спирте. Для приготовления металлизационных паст используют раствор коллоксилина в изоамил-ацетате. Рецептура металлизационных паст из расчета на 300 г порошка приведена в табл. 15.

15. Рецептура металлизационных паст

Компоненты паст перед приготовлением паст тщательно измельчают в ацетоне или этиловом спирте. Для приготовления металлизационных паст используют раствор коллоксилина в изоамил-ацетате. Рецептура металлизационных паст из расчета на 300 г порошка приведена в табл. 15.

После нанесения паст детали поступают на вжигание. Температура вжигания для керамических материалов, содержащих стекло (6 … 20 %), 1250 … 1450 °С. С уменьшением содержания стекла температура вжигания может достигать 1500 … 1650 °С.

После закрепления первого слоя порошковым или гальваническим методом наносится второй слой (никеля, железа, меди). Состав и режим работы ванны для химического никелирования приведены ниже.

Никель хлористый, г/л 40 … 50 Аммоний хлористый, г/л 40 … 50 Натрий лим. кисл., г/л 40 … 50 Натрий гипофосфат, г/л 10 … 20 рН 8,0 … 8,5 Температура, °С 80 … 85

Время, мин 15 … 20

Перед никелированием детали травят в смеси соляной и азотной кислот в течение 4 … 8 с и промывают в проточной воде.

Сборка металлокерамических узлов осуществляется при плотной посадке манжет на цилиндрические керамические детали с применением рычажных или винтовых процессов. При этом натяг манжеты на керамику не должен превышать 0,1 … 0,15 мм во избежание скола керамики и металлизационного слоя.

Совет

При сборке под пайку существенное значение имеет размещение припоя (рис. 8 и рис. 9). Режимы пайки металлокерамических узлов приведены на рис. 10. Пайку осуществляют в печах с защитной атмосферой. Рекомендуемое время выдержки и температура пайки металлизированной керамики с металлом приведены в табл. 16.

Для металлокерамических узлов (МКУ), изготовленных с применением пайки, особое значение имеет сохранение вакуумной плотности в условиях эксплуатации и хранения. Вакуумную плотность изделий контролируют методом испытания на термостойкость, по величине которой оценивают технологическую и эксплуатационную надежность конструкций.

Рис. 8. Расположение припоя

Рис. 9. Потолочное (верхнее) закрепление припоя в телескопических соединениях керамики с металлами:
1 – керамика; 2 – фольга припоя; 3 – манжета; 4 – припой

Рис. 10. Режимы пайки металлокерамических узлов медью и медно-серебряной эвтектикой:
1-3 – изделия простой формы размером до 100 мм, манжеты медные (1) и коваровые (2, 3); 4,5 – изделия сложной формы или размером до 250 мм

Материал манжет – ковар 29НК, керамика ВК94-1, металлизированная молибдено-марганцевым покрытием с гидридом титана (Mo-Mn-Ti Н2). В качестве второго слоя покрытия – никель гальванический 6 … 9 мкм. Пайка МКУ осуществлялась на установке ЛM 4890.

Термостойкость исследовалась путем нагрева и охлаждения в среде азота по режиму 50 – 600 – 50 °С. После каждого цикла нагрева-охлаждения производилась проверка узлов на вакуумную плотность гелиевым течеискателем ПТН-10.

Из исследованных трех типов конструкций паяного соединения наибольшей термостойкостью обладают МКУ с Т-образной конструкцией спая (рис. 11, в), наименьшей – с телескопической (рис. 11,6).

Рис. 11. Конструкции спаев металлокерамических узлов: а – торцовый некомпенсированный; б – телескопический; в – Т-образный

Как следует из проведенных исследований, термостойкость паяных соединений керамики ВК94-1 с коваром 29НК, выполненных медью для диаметров до 25 мм, существенно зависит как от конструкции паяного соединения, так и от геометрии спаев.

Источник публикации:
autowelding.ru – Справочник по пайке. Под ред. И.Е. Петрунина.
Волченко В.Н. “Сварка и свариваемые материалы” том 2, Москва, 1996

Источник: https://www.autowelding.ru/publ/professionalno_o_pajke/tekhnologii_pajki/pajka_metalla_s_keramikoj/28-1-0-408

ПОИСК

В чем заключается сущность процесса пайки и каковы его особенности по сравнению со сваркой  [c.546]

Пайка кварцевыми лампами. Сущность процесса пайки кварцевыми лампами заключается в следующем. Конструкцию, подлежащую пайке, помещают в мягкий контейнер. Его вакуумируют, а затем наполняют аргоном.

Далее контейнер помещают в приспособление, в котором он закрепляется. С двух сторон контейнера устанавливаются батареи кварцевых ламп. После окончания обогрева кварцевые лампы отводятся, а приспособление совместно с деталями подвергается охлаждению.

Весь цикл процесса пайки по этому способу продолжается 5—15 мин, в то время как продолжительность пайки в печах составляет несколько часов.  [c.118]

В чем сущность процесса пайки  [c.332]

Обратите внимание

Сущность процесса пайки заключается в том, что соединение металлических деталей, находящихся в твердом состоянии, осуществляется при помощи расплавленного присадочного металла (при-  [c.299]

Физическая сущность процесса пайки  [c.358]

Сущность процесса пайки  [c.6]

СУЩНОСТЬ ПРОЦЕССА И МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ ПАЙКИ  [c.238]

I. Какова сущность процесса восстановления деталей заливкой жидким металлом и какие детали восстанавливают этим способом 2. Что такое пайка деталей, каковы ее преимущества и недостатки 3. Как подразделяют припои по температуре их плавления 4. Назовите марки низкотемпературных припоев и их назначение.  [c.116]

В целях повышения производительности труда при пайке применяются специальные печи.

Сущность процесса в этом случае заключается в том, что предварительно очищенные соединяемые детали собирают таким образом, чтобы у места соединения можно было поместить припой в виде проволочного контура, фольги, пасты, электролитического покрытия и т. п.

Собранный узел помещают в электрическую печь, где он нагревается до температуры плавления припоя, которая должна быть ниже температуры плавления металла собираемых деталей.

Расплавленный припой, благодаря хорошему смачиванию им при температуре плавления поверхностей собираемых деталей и вследствие явления капиллярности, проникает в соединительный шов и образует сплав, обладающий после затвердевания прочностью более высокой, чем прочность припоя. Например, при пайке 1Г  [c.259]

Сущность процесса состоит в том, что обычный припой помешается в специальные камеры, которые изготовляются в корпусе или пластинке. После механической обработки корпуса и закрепления пластинок инструмент направляется на пайку и термическую обработку. Перед пайкой и термообработкой инструмент необходимо про-  [c.182]

Пайка легкоплавкими припоями ручным паяльником проста и не требует особых пояснений. Ниже рассмотрен процесс пайки легкоплавкими припоями способом погружения в расплавленный припой.

Сущность способа заключается в том, что предварительно подготовленные и покрытые флюсом места спая деталей медленно погружают в расплавленный припой и через небольшой промежуток времени вынимают из него. Качество данного способа пайки определяется силой тяжести и температурой припоя, оставшегося на месте спая.

Важно

Способом погружения в расплавленный припой паяют электрические контактные соединения при замене обмоток якорей тяговых электродвигателей и генераторов.  [c.90]

Рассмотрена сущность контактно-реактивной пайки металлов и ее особенности в сравнении с пайкой тех материалов готовыми припоями.

Показано, что повышение механических характеристик таких соединений при низкой пластичности образующихся эвтектик может быть достигнуто разбавлением последних компонентами паяемого материала путем ведения процесса пайки значительно выше эвтектической температуры.

При этом развитие интенсивной эрозии паяемого материала может быть предотвращено достаточно быстрым ведением процесса пайки и использованием достаточно тонких металлических прослоек, участвующих в контактно-реактивном плавлении.

Процесс контактно-реактивной пайки в условиях быстрого нагрева и охлаждения, а также в невысоком вакууме или проточном аргоне может быть осуществлен без флюсов.  [c.163]

Отражена сущность современных процессов пайки, описаны особенности конструирования паяных соединений, технология пайки и применяемое оборудование. Целый раздел посвящен контролю качества паяных изделий,, техническому нормированию и технике безопасности при выполнении паяльных работ.  [c.2]

Механические способы. Наряду с рассмотренными способами удаления окисных пленок с помощью флюсов и газовых сред в процессе пайки некоторых металлов и сплавов применяют механическое разрушение окисной пленки. Так, при низкотемпературной пайке алюминия для этой цели применяют абразивные паяльники.

Сущность этого способа состоит в том, что окисная пленка с паяемого металла удаляется с помощью абразивного стержня или круга, спрессованного из смеси порошкообразного припоя и измельченного асбеста (до 10%). При этом способе используют припои с температурой плавления от 75 до 450° С.  [c.

70]

Совет

Процессы пайки целесообразно классифицировать [6] по методам пайки (по сущности физико-химических процессов, протекающих при формировании паяемых швов, рис. 1) и по способам пайки (по разновидностям применяемого нагрева, рис. 2).  [c.81]

Его сущность заключается в следующем. В процессе нагрева в изделие с одной стороны шва вводят УЗ-продольные волны, а принимают по другую сторону шва.

Если зазор (сечение шва) не полностью заполнен припоем, то на приемник поступают ослабленные УЗ-колебания и на индуктор подается сигнал на продолжение подогрева до момента полного заполнения зазора. Для труб диаметром 57. ..

89 мм симметрично от оси шва располагают по шесть преобразователей на частоту 1,8 МГц, акустические оси которых смещены одна относительно другой.

В связи с тем, что температура в зоне пайки достигает 1200 С, применяют специальные преобразователи с водоохлаждаемой рубашкой, которые устанавливают на расстоянии 120 мм от зоны шва. Температура на поверхности контролируемого изделия под преобразователем не превышает 40 °С. При температуре 1000 °С и выше амплитуда прошедшего сигнала резко снижается при 1200 °С ослабление достигает 27. .. 29 дБ.  [c.391]

Пайка волной. Сущность этого процесса состоит в том, что подаваемый в специальное сопло механическим или магнитным способом и постоянно перемешиваемый припой образует над поверхностью ванны непрерывную волну.

Детали, например радиоэлементы, установленные на печатной плате, вместе с ней перемещают над волной припоя. Касаясь припоя, выводы деталей запаиваются. Пайка волной припоя широко распространена в производстве печатного радиомонтажа.

[c.536]

Сущность совмещения процесса напайки с термической обработкой состоит в том, что обычный припой помещается в специальные камеры, изготовляемые в корпусе инструмента или в пластинке.

Обратите внимание

После механической обработки корпуса и закрепления пластинок инструмент подвергают пайке и термической обработке, предварительно прокипятив его в насыщенном водном растворе буры.

Раствор буры, проникая в зазоры между пластинками и корпусом, обеспечивает внесение флюса в зону пайки.  [c.169]

Данный справочник предоставляет специалистам в области технологии сварки, пайки и склеивания необходимую информацию о возможностях использования различных способов соединений, а также основные параметры и рекомендации по выбору оборудования и присадочных материалов. В целях экономии места и для наиболее полного описания излагается только принципиальная сущность отдельных процессов и сведен до минимума пояснительный текст.  [c.11]

Лучшие результаты получаются при нанесении на сталь комбинированного медно-цинкового или никель-медь-цинкового покрытия.

Отличительной чертой техники выполнения стыковых и нахлесточных сталеалюминиевых соединений является необходимость точного ведения дуги в течение всего процесса сварки по кромке алюминиевого листа на расстоянии приблизительно 1—2 мм от линии стыка.

Присадочную алюминиевую проволоку подают либо по линии стыка, либо немного смещенной в ванночку. При смещении дуги в сторону стали возрастает опасность оплавления последней.

Читайте также:  Как пользоваться холодной сваркой серии алмаз

При избыточном смещении дуги в противоположную сторону возможно несплавление соединяемых металлов. В сущности, описанное соединение стали с алюминием является сваркой-пайкой. Для алюминия оно является сваркой, а для стали — пайкой.  [c.682]

По своей сущности этот процесс наплавки должен обеспечивать соединение основного металла с наплавленным, соответствующее пайке твердыми припоями.

Важно

В процессе наплавки может произойти значительное расплавление основного металла, в связи с чем к первом слое образуется промежуточный состав, в ряде случаев не отвечающий техническим требованиям к поверхности.

В этом случае приходится применять наплавку в два и более слоев.  [c.137]

Наплавка цветных металлов на сталь и чугун применяется в различных деталях, в химической аппаратуре, на рабочих зеркалах, на поверхности уплотнения и пр. По своей сущности этот процесс наплавки должен обеспечивать соединение основного металла с наплавленным, соответствующее пайке твердыми припоями.

В процессе наплавки в ряде случаев происходит значительное расплавление основного металла, в связи с чем в первом слое образуется промежуточный состав, часто не отвечающий техническим требованиям к поверхности. В этом случае приходится применять наплавку в два и более слоев.  [c.

141]

Пайку можно классифицировать по сущности физико-химических процессов, протекающих при формировании спая (рис. 3), по особенностям технологии получения паяных швов (рис. 4) и по способам применяемого нагрева или оборудования (см. рис. 10).  [c.10]

Нагрев в печах и горнах широко применяется для пайки. Обычно изделия загружаются в печь с заранее заложенным в местах соединения прппоем. Особенно распространена пайка в печах твердыми припоями.

Детали могут подаваться конвейерами, обеспечивающими высокую производительность, прп одновременном высоком качестве пайки, например при пайке медью в атмосфере водорода.

В настоящее время печи для сварки все чаще обогреваются электрической энергией, как более дешевой, что не меняет сущности процессов сварки, но источником энергии для нагрева является уже не химическая реакция горения, а электрический ток (фиг. 2).  [c.7]

Важно подчеркнуть, что физико-химическая сущность процесса образования соединения при всех способах газопламенной пайки одна и та же. Она определяется взаимодействием расплавленного припоя с основным металлом, зависящим от соотношения их свойств, режимом нагрева и условиями процесса пайки.

Совет

Этот обобщенный признак и положен в основу классификационной схемы способов газопламенной пайки. В нее не включена одна из разновидностей пайки — сварко-пайка, которая применяется для соединения разнородных материалов (например, латунь— сталь) с нагревом более легкоплавкого металла до температуры, превышающей температуру его автономного плавления.

По своей природе этот процесс ближе к сварке плавлением.  [c.173]

По своей сущности склеивание аналогично пайке металлов [8]. По внешним технологическим признакам на склеивание похожа сварка растворителем термопластов. Однако отличия механизма процесса [9, с. 9 10] и структуры образующегося шва не позволяют этот способ образования соединения относить к склеиванию. С понятием склеивание тесно увязывается понятие клеевое соединение.

Если после завершения процесса соединения граница раздела между промежуточным слоем и соединяемым материалом стала размытой, например, в результате диффузии макромолекул, образуется плавный переход от одного соединяемого материала к другому и фазу промеж5ггочного слоя термодинамически трудно выделить, то такое соединение правильнее будет отнести к сварному, а не к клеевому.

Замыканию  [c.435]

Описаны также процессы, по своей физической сущности зани-мяюш,ие промежуточное положение между сваркой и пайкой — омеднение, алитирование и др. При их осуществлении решающую роль играет сцепление между жидким расплавом и твердым металлом.  [c.54]

При ремонте чугунных деталей во многих случаях бывает целесообразным исправлять дефекты заваркой бронзой или латунью.

Сущность этого метода состоит в том, что кромки основного металла не расплавляются, а лишь нагреваются пламенем ло вишнево-красного каления (800 850°С) и в этот момент на кромки наплаатяется присадочный металл, в качестве которого применяются медные сплавы бронза, латунь, монель-металл.

Расплавленный присадочный металл диффундирует в основной металл, проникает в поры на его поверхности и после затвердевания образует прочноеи плотное соединение. Наплавленные медным сплавом кромки свариваются тем же присадочным металлом до полного заполнения разделки шва.

Обратите внимание

Получаемый при этом шов обладает пределом прочности 30—40 кгЫм при относительном удлинении 8—15%, что почти всегда превосходит эти же показатели чугуна. Процесс этот часто называется сваркой чугуна медными сплавами, точнее называть его пайкой.  [c.98]

В нек-рых неответственных случаях в качестве присадочного материала применяются сплавы из никеля, меди, железа, марганца и алюминия в различных пропорциях. Иногда в качестве присадочного материала употребляют т. н. бронзу Тобина, к-рая состоит из меди (69—63%), олова (0,5—1,5%) и цинка (40,5— 35,5%).

Темп-ра плавления этого сплава достигает 870, так что в данном случае происходит уже не сварка, а пайка. Сущностью горячей газовой заварки, как говорилось выше, является предварительный подогрев отливки, исправление и затем медленное охлаждение в специальной печи.

Самый процесс горячей газовой заварки ничем не отличается от заварки холодной. Для доброкачественности отливки заваренную деталь полезно перед охлаждением еще раз нагреть докрасна и лишь затем охладить окончательно.

Большое употребление получила дуговая заварка, в особенности тех мест литья, к-рые не подвергаются дальнейшей механич. обработке. При дуговой заварке расплавляющая отливку вольтова дуга зажигается мешду отливкой и специальным электродом, одновременно служащим и присадочным материалом.

После очистки литье подвергается иногда термич. обработке. Стальное литье (см.) и ковкий чугун (см. Чугун ковкий) обязательно отжигаются. Серое чугунное литье, особенно высококачественное, и легированное (см. Чугунное литье) такше м. б. подвергнуто термич.

обработке аналогично стали, причем структура чугуна феррито-графито-цементи-товая переходит в структуру перлито-графитную с повышением механич. качеств. Бронзовое и алюминиевое литье такше м. б. улучшено посредством термич. обработки (см. Цеептюе литье).  [c.97]

Низкотемпературная пайка-сварка с чугунной присадкой. Сущность этого способа заключается в подогреве пламенем кромок, подлежащих сварке не до расплавления, а до температуры примерно 820—860° С. После введения флюса (табл. 71) расплавляют и вводят в сварочную ванну присадочные стержня мартш НЧ-1 или НЧ-2 (ГОСТ 2671—70), обмазанные флюсом.

Важно

Вследствие шероховатости поверхности, получаемой от выгорания (окисления) графита, й в результате диффузии происходит соединение наплавленного металла с основным. Присадочные стержни марки НЧ-1 применяют при сварке тонкостенных отливок, а марки НЧ-2 — при сварке толстостенных отливок. Техника процесса, обеспечивающая хорошее смачивание кромок, показана на рис. 71.

[c.118]

Сущность предложенного процесса сводилась к нанесению металлизирующей пасты на керамические детали и ее последующему закреплению путем высокотемпе1ра-турного вжигания (впекания) в керамику.

Пайка металлизированной керамики с металлом осуществлялась аналогично пайке металла с металлом.

В дальнейшем подобная технология соединения керамики с металлом получила название способа предварительной металлизации порошками тугоплавких металлов или многоступенчатого способа.  [c.7]

Источник: https://mash-xxl.info/info/688988/

Пайка металлов

Для заправки паяльной лампы горючим рекомендуется ставить ее в ванночку, чтобы предотвратить обливание пола, верстака или инструмента горючим. Перед заправкой горючее следует профильтровать. Керосин в лампу нужно заливать на 3/4 емкости ее резервуара, после чего в резервуар накачивать воздух.

Паяльник не имеет специального измерителя температуры. Минимальная температура нагрева паяльника должна обеспечивать плавление припоя при соприкосновении к изделию в течение 5-10 сек. С повышением температуры плавление припоя и разогрев паяемого участка ускоряются, что приводит к увеличению производительности процесса.

Подготовка паяльника к пайке состоит прежде всего в облуживании его. Расплавленный припой не прилипает к необлуженному паяльнику, так как поверхность лезвия паяльника покрыта окислами меди. Для облуживания рабочую часть паяльника очищают напильником или наждаком и на нее наносят флюс (например, нашатырь или хлористый цинк).

Электрические паяльники применяют преимущественно для монтажных работ. Нагревательный элемент электрического паяльника представляет нихромовую проволоку, намотанную на медный стержень последнего. Обмотка нагревательного элемента изолирована от медного стержня слоем асбеста, слюды или стеклоткани.

Паяльник представляет собой заостренный стержень прямоугольного или круглого сечения, прикрепленный к стальной державке с деревянной рукояткой. Паяльники применяют для нагревания припоя и деталей при пайке легкоплавкими припоями.

Стержень («щеки») паяльника должен обладать высокой теплопроводностью, чтобы тепло его быстро передавалось нагреваемому месту. По этой причине его изготовляют из красной меди (преимущественно из меди марки М1, содержа щей не более 0,1 примесей).

Способ введения припоя к месту пайки зависит от вида пайки. При пайке ручными паяльными инструментами припой, как правило, вводится в зазоры между паяемыми изделиями одновременно с их нагреванием.

Совет

При высокопроизводительных способах пайки (например, при пайке в печах с газовой средой, пайке токами высокой частоты и т. д.) введение припоя в место пайки должно производиться заранее, т. е. при подготовке изделия к пайке.

Подготовка деталей к пайке состоит в изготовлении заготовок, очистке и сборке их. Заготовки изготовляют из листового материала, труб или другого ассортимента в зависимости от конструкций паяемого изделия; три этом могут быть использованы различные способы обработки металлов. После изготовления заготовки подгоняют, как правило, вручную и отправляют на очистку.

Оборудование для пайки металлов погружением в расплавленный припой отличается простотой. Сосудом для расплавленного припоя служит тигель из графита, литой стали или другого огнеупорного материала. Нагрев тигля производится в газовых, нефтяных или электрических печах сопротивления.

Сущность этого способа пайки состоит в том, что паяемые изделия, предварительно очищенные от грязи и жиров, связываются или закрепляются каким-либо другим способом и погружаются в ванну с расплавленным припоем, на поверхности которого находится расплавленная соль, служащая часто флюсом. Для удаления окисной пленки с поверхности спая изделие предварительно нагревают в жидком флюсе, затем опускают в припой.

Интенсивность электромагнитного поля, а, следовательно, эффективность нагрева при индукционной пайке в значительной степени зависят от зазора между деталью и индуктором.

Для быстрого нагрева зазор между индуктором и деталью должен быть небольшим (2-3 мм). При постепенном нагреве зазор этот увеличивается до 20-25 мм.

Обычно при пайке малые зазоры применяют для нагрева деталей простейшей формы, а большие зазоры – для пайки деталей сложной конструкции.

Иногда целесообразно изготовлять одновитковый индуктор с большим зазором и нагревать деталь перемещением ее внутри индуктора то к одной, то к другой его стороне.

Источник: http://paika-metallov.ru/metall/

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector