Технология выполнения паяных соединений

Пайка - процесс соединения материалов в твердом состоянии с помощью припоев, которые расплавляются, смачивают соединяемые поверхности, затекают в зазор между ними и при кристаллизации образуют паяный шов.

+ 1) сохранение механических свойств и химического состава основного металла;

2) малая деформация и незначительные внутренние напряжения;

3) простота процесса и возможность его механизации;

4) равномерное распределение напряжений при работе соединения;

5) хорошее качество внешних обводов.

- 1) пониженная прочность соединений в сравнении с основным металлом;

2) дефицит и высокая стоимость припоя;

3) необходимость точной подгонки детали по зазору.

Припои:

· низкотемпературные (до 400 °С): Kd, Zn, In;

· высокотемпературные (св. 400 °С): Ni, Kb, Fe, Al;

· легкоплавкие (до 300 °С);

· среднеплавкие (300 … 1000 °С);

· тугоплавкие (свыше 1000 °С).

Для очистки поверхностей основного металла от окислых пленок и т. д. применяются флюсы, которые могут быть органическими и неорганическими. Флюс реагирует с окислами и удаляет их при пайке (механизм удаления либо пар, либо вытеснением расплавленного припоя). Флюс активен в жидком состоянии, следовательно должен быть расплавлен tпл ниже на 150 °С tпл припоя.

Неорганические флюсы:

кислоты (соляная, борная, ортофосфорная), соли этих кислот. Соль в виде расплава или раствора.

Органические флюсы:

безканифольные - некоторые органические кислоты, применяются чаще канифольные. Канифоль состоит из смеси:

несколько дитерпеновых кислот и представляет собой нелетучую фракцию смолистых веществ хвойных деревьев. Флюс может быть активным, может быть припоем.

При пайке применяются защитные среды (газовые и вакуумные).

Газовые: инертные и активные газы. В инертных газах проводят пайку после механической и электрохимической очистки. Активные газы выполняют роль флюса: Н₂, окись углерода с СО, угарный газ, диссоциированный аммиак, фтористый водород.

В вакууме при нагреве происходит удаление газов с поверхности. Достоинства пайки в вакууме: экономичность, без флюса, нет необходимости удалять флюс после пайки.

Паяный шов

Конструктивными элементами являются: капиллярный участок и галтель, рациональная форма которой - вогнутый мениск (если он выпуклый - это брак пайки).

По способам нагрева пайка классифицируется:

1) нагретым инструментом;

2) газопламенная;

3) электросопротивлением;

4) индукционная;

5) в печах;

6) погружением в ванны с расплавленным флюсом, или низкотемпературным припоем;

7) электрической дугой;

8) пламенная (плазменная - дуга, струя);

9) пайка тлеющим разрядом;

10) пайка световым лучом (ИК, УФИ, лазер);

11) пайка электронным лучом;

12) экзотермическая пайка (в результате экзотермической реакции специальных смесей).

Используются порошки металлов, окислов.

Типы паяных соединений

внахлест         ступенчатая              стыковая

внахлест         гребенчатая                       косостыковая

(с накладками)

тавровая

Для труб:

с развальцовкой одной, или двух труб.

с охватывающей и внутренней втулкой.

2.4.1. Изготовление сотовых панелей паяных конструкций

 

Обшивки изготавливаются из материала 30ХГСА, Х18Н10Т, ВНС-17, ВТ-15 толщиной d = 0,3 … 1 мм.

Соты изготавливаются из того же материала толщиной d = 0,05 … 0,1 мм.

шестигранник (правильный)

Припой: фольга ПСБ92,            d = 0,05 мм.

 

Основные операции:

 

1. Изготовление заполнителя:

 

Ячейки должны быть заполнены либо металлическими опилками (если имеется магнитный стол), либо легкоплавким сплавом, либо льдом.

         

 

 

б) электроискровая обработка

 

 

2. Подготовка поверхностей

 

А - глубинный слой; Б - приповерхностный слой

В - оксидная пленка; Г - адсорбированный слой газовых молекул;

Д - адсорбированный слой молекул воды;