ГлавнаяО компанииПродукцияСервисДистрибьютерыСертификацияВидеоПолезноеКонтакты

Главная >> Полезное >> Пайка. Описание процесса. Достоинства. Классификация.

Пайка. Описание процесса. Достоинства. Классификация.

Пайка - это процесс получения неразъёмного соединения материалов путём их автономного расплавления при смачивании, растекании и заполнении зазора между ними с последующей его кристаллизацией.

Достоинства пайки:

  1. Позволяет соединять металлы в любом сочетании;
  2. Соединение возможно при любой начальной температуре паяемого металла;
  3. Возможно соединение металлов с неметаллами;
  4. Паяные соединения легко разъёмные;
  5. Более точно выдерживается форма и размеры изделия, так как основной металл не расплавляется;
  6. Позволяет получать соединения без значительных внутренних напряжений и без коробления изделия;
  7. Повышенная производительность процесса позволяет паять за один приём большое количество изделий;
  8. Культура производства; возможна полная механизация и автоматизация.

Структура паяного соединения

1 - прикристаллизационный слой переменного химического состава;

2 - диффузионная зона с переменным химическим составом;

3 - участок с изменяемой структурой и свойствами в результате локального нагрева

4 - зона изотермической кристаллизации.

Рисунок 1. Структура паяного соединения

Термины и определения:

Припой - металл или сплав, вводимый в зазор меду деталями или образующийся меду ними в процессе пайки и имеющий более низкую температуру начала автономного плавления чем паяные материалы.

Паяное соединение - элемент паяной конструкции, состоящий из:

а) паяного шва и диффузионных зон при общем нагреве;

б) паяного шва из ЗТВ при локальном нагреве.

Галтель паяного шва - участок паяного шва, образовавшаяся в результате действия капиллярных сил у края зазора на наружных поверхностях соединяемых деталей.

Диффузионная зона - участок паяного соединения, характеризующийся измененным химическим составом основного материала и образовавшийся в результате диффузии компонентов припоя.

Классификация пайки

Виды капиллярной пайки:

  1. Пайка готовым припоем капиллярная пайка, при которой используется готовый припой и формирование шва происходит при его охлаждении.
  2. Контактно-реактивная капиллярная пайка, при которой припой образуется в результате контактно-реактивного плавления соединяемых материалов и прокладок.
  3. Реактивно-флюсовая капиллярная пайка, при которой припой образовывается в результате выделения металла из флюса.
  4. Диффузионная капиллярная пайка, при которой затвердевание паянного шва происходит выше температуры солидуса припоя без охлаждения.
  5. Металло-керамическая капиллярная пайка, при которой наполнитель металла керамического припоя образует разветвленный капилляр, удерживающий при пайке жидкую часть припоя вне капиллярного зазора.

Виды некапиллярной пайки:

  1. Пайко-сварка осуществляется без расплавления деталей.
  2. Сварко-пайка применяется при пайке металлов с разной температурой плавления, при этом металл с наименьшей температурой плавления выполняет функцию припоя.

Все способы пайки подразделяются:

  1. По физическим, химическим, электрохимическим признакам, определяющие процесс удаления оксидов с поверхности паяемого металла:
    • флюсовая;
    • ультрозвуковая;
    • в активной газовой среде;
    • в нейтральной газовой среде;
    • в вакууме.
  2. По виду нагрева:
    • 450 0С для низкотемпературной пайки;
    • при повышении температуры любые источники нагрева.
  3. По отсутствию или наличию давления на паяемые детали:
    • без давления;
    • под давлением.
  4. По времени нагрева:
    • одновременно;
    • неодновременно.

Образование паянного соединения сопровождается спаем между припоем и паянным материалом.

Спай - переходный слой, образовавшийся в результате смачивания при температуре пайки и последующего взаимодействия на границе "основной металл припой".

Классификация спаев:

  1. Бездиффузионный - когда атомы не переходят через границу контакта.
  2. Растворно-диффузионный - когда основной металл растворяется в припое и растворяет элементы припоя.
  3. Контактно-реакционный - возникает без припоя за счет контактного расплавления основного металла.
  4. Дисперсированный - образуется между металлами не дающими между собой химического соединения, не растворимых друг в друге за счет сильного снижения поверхностного натяжения под действием припоя и дисперсированных твердых частиц.

Конструкционные параметры паяных соединений (рисунок 2)

  1. Тип соединения;
  2. Паяльный зазор;
  3. Величина нахлестки;
  4. Шероховатость поверхности;
  5. Радиус галтельного участка;
  6. Угол скоса кромок.

Рисунок 2

Припои и паяльные смеси. Требования предъявляемые к ним:

  1. Температура плавления припоя должна быть ниже температуры лавления паяемого металла;
  2. Припой должен обладать хорошей жидкотекучестью, смачивать поверхности металлов, растекаться, проникать в узкие зазоры;
  3. Припой должен образовывать с соединяемыми материалами сплав, обеспечивать прочную связь;
  4. Коррозионная стойкость паяных швов у материала должна быть одинаковой, во избежание электрокоррозии;
  5. Температурный коэффициент линейного расширения (ТКЛР) припоя и основного металла должны быть одинаковы во избежание остаточных напряжений и трещин;
  6. Припой не должен в значительной степени снижать прочность и пластичность соединяемых материалов;
  7. Электропроводность, теплопроводность и другие физико-химические свойства припоя и основного металла не должны сильно отличаться.

Классификация припоев:

  1. По химическому составу.
  2. По технологическим свойствам:
    • самофлюсующиеся припои - которые удаляют окислы с паяемой поверхности без участия флюса;
    • композиционные припои - состоящие из смеси тугоплавких и легкоплавких элементов.
  3. По содержанию активирующих компонентов, повышающих смачиваемость.
  4. По температуре плавления:
    • низкотемпературные (температура плавления припоя меньше 450 0С);
    • высокотемпературные (температура плавления припоя больше 450 0С).
  5. По сортаменту:
    • пластичные припои:
      • полоса;
      • фольга;
      • проволока.
    • хрупкие припои:
      • прутки;
      • отливки;
      • порошки;
      • пасты;
      • сетка;
      • стружка;
      • кольца;
      • брикеты.

Классификация флюсов:

  1. По температурному признаку:
    • низкотемпературные;
    • высокотемпературные.
  2. По природе растворителя:
    • водные;
    • неводные.
  3. По природе активаторов:
    • низкотемпературные:
      • галогенидные;
      • фторборидные;
      • боридноуглекислые.
    • высокотемпературные:
      • канифольные;
      • фторидные;
      • стеариновые;
      • кислотные;
      • гидрозиновые;
      • аниминовые.
  4. По механизму действия:
    • защитные;
    • химического действия;
    • электохимического действия;
    • реактивные.
  5. По агрегатному состоянию:
    • твердые;
    • жидкие;
    • пастообразные.

Механизмы флюсования:

  1. Химические реакции компонентов флюса с окислом:
    • образование восстановления металла;
    • образование легких комплексных соединений.
  2. Электрохимические реакции - ионные разрушения основного металла.
  3. Вследствие физических процессов, в результате химических реакций.

Состав флюсов:

  1. Основа, которая растворяет продукты флюсования (бура, хлориды легких металлов, бура + борный ангидрид);
  2. Растворители окисной пленки (фториды);
  3. Активные реагенты (соли тяжелых металлов, окислы, дающие комплексные соединения).

Флюсы подразделяются на 4 группы:

  1. На основе канифоли и других органических соединений (для низкотемпературной пайки, когда трудно промыть деталь после пайки);
  2. На основе хлористых соединений (для пайки легкоплавких металлов имеющих прочную окисную пленку) основа легкоплавкая эвтектика;
  3. На основе соединений бора (для пайки чугуна, меди и сплавов на ее основе);
  4. На основе фтористых соединений (для пайки сталей аустенитного класса, никеля и сплавов на его основе).

Газовые среды:

  1. Вакуум:
    • низкий Р<10-1 мм.рт.ст. - для пайки не применяется;
    • средний Р<10-4 мм.рт.ст. - для пайки бронзы, сталей всех классов, никеля;
    • - высокий Р>10-4 мм.рт.ст. - для пайки титана, тантала, циркония, ниобия.

    Примечание: Р - степень разреженности.
    Механизм воздействия вакуума на окисную пленку состоит в снижении парциального давления кислорода на основной металл.

  2. Нейтральные среды: инертные, по отношению к основному металлу и припою, газы.
    Механизм воздействия нейтральной среды на окисную пленку состоит в снижении парциального давления кислорода на основной металл.
  3. Активные (восстановительные) среды: активные (водород, азот (аммиак при температуре 650 0С разлагается на азот и водород).
    Механизм воздействия активной среды на окисную пленку состоит в химическом взаимодействии активного газа с оксидами основного металла.
 
« Общие положения и нормативные материалы по технике безопасности при сварке плавлением   Плазменная сварка »
  
    

Баннер

 

 

baner_focus.jpg  

 

 

 

 

 

 

banner2.jpg

 

 

 

 

 

  gallons.jpg

 

 

 

Новости

  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

© Migatronic 2003-2016 г. Тел. (495) 660-38-36 E-mail:

default.jpg