Фролов Е.С. - Вакуумная техника (1037534), страница 23
Текст из файла (страница 23)
Схемы рплпк впй >ппвипя сварки в вмпульсипм (а! и вспрерывяпм (я) рсмвмвя Р02 влкяхмныд гдямдгичныя соддинянид Паляеи сседияеяыл Г Рис. Злм сварные соединения тура плавления металла, К; П— удельнан нагрузка, необходимая для сварки, Пз; о д — сопротивление деформации металла, равное утроенному пределу текучести и металла при данной темпеоатуре, Па. Широко распрострз1гена диффувион. нвя сварка в взкууче. Процесс диффузнонной свврки состоит из трех стадий: физического вззимодействия, свидетельствующего о фактическом контакте поверхностей; химического взаимодействия (схватывания) прн необходимом уровне активации поверхис)отей; объемного взаимодействия в зоне контакта, определяемого диффу. зионными процессами и сопровождающегося равномерным распределением напряжений. Процесс диффузионной сварки осуществлшот в вакууме при давлении порядка 1О э Па. Иногда вакуумные объемы заполняют инертным нли восствновительным газами.
Сьзриваеиые детали нагрсввют в собрэнном состоянии до температуры, рзсиой 0,5 ... 0,7 температуры плавления Солев легкоплавкого иэ соединяемых металлов нрв относительно небольшом давлении. Рвбочзч средэ спосооствует удалению поверхностных оксидов бла. годаря нх разложению (дьссопявции) в вгхууме пли иоссгановлению, а также часткчиому растворению в оснсвгсч металле. Дкфе)эузиоиная сварка позволя.т изготонтягь вакуумно-плотны* соединении как однородных, так « рээаород.
вых металлов, а такие неметаллпче. скик нзтсривлов с метзллпмн н ею~авами. В ввкуумнон технике применяют сварные стеклометаллические и метвллокерамнческие соединения, кото. рые требуют дополнительной подготовки поверхности. Газовую сварку в вакуумной технике ограниченно нрныеииют вследствие неизбежного интенсивного обра-. зование оксидов или нвуглероживании металлов в зоне сварки, что исключает возможность получения надевсных сварных вакуумио-плпгиых соедине" иий. Примеры сварных соединений приведены нв рис. 5.6. 5.3.
Паяные соединении Пайку широко применяют для получения ввкуумио.плотных соединений металла с металлам, а также металла с керамикой и стеклом. Пайка основана иа пособности металлов смачиватьси рзсплзвлепным ' грвпоеч при проникновении его в за зор еежду соединяемыми деталями и последуюы и взаимной дифф)зии прн. поя в основной металл н основного металла в припой с образоэзнием сплавов в в. де твердых растворов илн химических соединений. В вакуумной технике ппгроко применяют пвйку нагревом соединяемых деталей специвлькыми ввешчичы иагревзгелями, прямым пропусквннем электрического тоха или гоквми высокой частоты (индукшюнный нагрев) в среде водорода 'или ь вакууме, Кроме того, для сведи" пения детвлей используют электрояонтактиую пайку в ьоздухе.
В среде водорода паяют никел . бескислородвую медь, новар, рвзличнысталн, железоннкелевые сплавы, кои гвнтзн и другие металлические матеиэлы, не вступающие и Реакцию водородом. Водород звпгищает мелы от воздействия Воздуха, воствиэвливает оксиды и обеспечиввет возможность пайки без применения флюсов.
Наилучшим для пайки считветси водород, осушенный до точки росы (233 .. 223 К) и содержвщий не более 0,003 ... 0,005% кислорода. Тих квк тонкая очистка водорода требует частой регенерации или замены очищвющих веществ. в производстве нередко используют впдород с пониженными требоввниями к содержанию примесей, достаточно активно вос-. стзнявливающнй оксиды таких металлов, как никель, медь, константан. В таком водороде труднее восстанавли. ваются оксиды на поверхности деталей из козара. железоникелевых.сплавов, железа, углеродистых сталев н особенно корроэноиио-стойкой стали 12Х18Н10Т и других сплавов, содержащих хром.
При этом детали покрываются устойчивой, плотной и проч-. ной пленкой, совершенно не смачиваемой припоими. Однако необходимо отметить, что пайка в водороде даже тонкой очистки может быть затруднена или невозмох<нв вспедствие выделения паров воды и кислорода из обрабатыввемых деталей, внутренней арматуры нли футеровки печей. В вак)уме паяют преимущественно детвли из трудно обжигаемых (мо.
либден, титин) в водороде или реагиРую1пих с ним (бронза,медь)металлов, а также если к чистоте шва и прилегающих к изму зон предьявляют повышенные требования. Наилучшие результаты получают при пайке малов крупногабаритных деталей в вакууме со значительным газовыделением. Для улучшения условий пайки в вакууме детали нэ молибдена и титана перед пайкой покрывают гальваниче. ским способом последовательно слоямн "еди, някеля, а иногда и серебра. ме и зк, для молибдена толщина слоя еди 3 ... 5 мкм, слов никеля 7 ...
вмзыв 10 мкм. Такие покрытия исключают крист . ывающую появление течей межвов, к Р таллитную коррозию таках сплашахгг как, например, ковар, и улучтана. ют смвчиваемость молибдена и ти- Рвстеквемость при и характер диффузионных процессов при пайке в знвчителщюй степени зависят от состояния поверхности деталей, их взвимного распояожевнн и крепления, а танисе формы и размещения припоев. Папкой целесообразно соединять детали с шероховатой поверхностью, твк как микронеровности способствуют лучшему растеканию припоев вследствие квпиллярного эффекта и получению более прочных соединений.
Рвстеквемость характеРизуется отношением площади, занимаемой припоем до расплввления, к площади, занимаемой им после расплавления. Смачиваемость может быть удовлетиоркгельпок лишь при полисы отсутствии иа соединиемых поверхностях оксидов и других соединений, наличие которых нв отдельных участках мол;ет привести к нарушениям герметичности швв прв его достаточной механической прочности.
Перед пайкой детали очищают: обезжиривав:т в горячем трихлорэтилене, обрабатывают кислотами и щелочами. Глубина проникновения расплавленного припоя в зону пвйки под действием капиллярных сил зависит от зазора между деталями который обычно составляет 0,05 ... 0,15 мм. Зазор принимают с учетом геометрических размеров и' конструктивных особенностей деталей, а также свойств соединяемых металлов с учетом их температурного коэффициента линейного расширения. Слишком малые зазоры припой может не заполнить, что вызывает появление пустот в шве, уменьшает прочность, герметичность, ухудшает другие характеристики соединении.
При больших зазорах действие капиллярных сил может оказаться недостаточным для затягивания припоя в шов, что также уменьшает прочность и вакуумную плотность соединений. Обычно применяют припой в виде колец из проволоки или фольги. Проволочный припой лучше располв. гать над швом, по возможности ближе к зазору, что способствует действию капиллярных сил и позволяет одно. временно использовать силу тяжести припоя. Припой в виде фольги пеле- сообразно закладывать в зазор между плоскостями соединяемых деталей.
олкуумные ГеРметичные сОединения Омммиэ эгбммзммм Таблз(ца 51 рмэз арз, ПРмоой (состав) Ковар — ковар, сталь — сталь Медь — медь, медь— ковар Медь †ме, медь— ковар,медь †ста Медь=медь, ко- вар †молибд, ковар — ковар Медь — медь, сталь †ста, медь †ста 1356 Медный Серебряный 1233 1053 913 ...
973 1!73 ... 1223 958 ... 983 !043 ... 1073 0 ... 45 Рмс. а.т. Пзммыэ эээамиэммм Медь — ковар, медь — медь, медь— сталь 25 ...65 1233 М г,бив. Медно-сепебряиый звтектиче. ский (72% Ай, 28% Сп) Медно-серебряный фос$ориг етый (15% Ад, 80% Сн, 5% Р) Медно-серебриноиндиевый (85% Сп. 10% АЕ 504 1и) Индиевый (27% Сп, 63 % Ай. 10% 1л) Индиевый (30% Сп 6504 Ай 50%0 !п) Золотомедный (63% Сп, 37% Ан) В зависимости от назначения паи. иых соединений применяют пайку твердыми или мягкими припоями. При пайке твердыми припоями с температурой плавления выше 823 К соединение имеет значательную механическую прочность. Соединении, получаемые пайкой мягкими припоями.
которые плавится при температуре ниже 673 К, имеют незначительную прочность. Прн лайке твердыми припоями получают прочные вакуумно-плотные швы, способные выдерживать нагрев и сохраниющне необходимые теплоправоднасть и электрическую проводимость. Давление паров припоев в вакууме не должно быть выше давления паров соединяемых металлов при минимальном содержании в иих примесей. Пайку магкими припоями приме. няют для получения ввкуумно.плот: ных соединений, в том числе при периодической разгерметизации ссединеиия нагреванием до температуры плавления припои. Для пайки деталей злектровакуумиых приборов применяют припои иа' основе серебра, меди и золота (табл.
5.1). Для улучшения смачиваемости ис. пользуют флюсы нв основе тетрабо. рата йзтрии ХазВзОг: В зависимости от соединяемых материалов в состав флюсов вводят интзнсификйторы, например фгорид кальция СаРэ, Так, для лайки медных деталей применяют флюс, содержащий 40% ХазВзО,, 40%э борной кислоты НзВО, и 20% соды ХазСОз, а деталей из стали !2Х18Н10Т вЂ” флюс, содержвщи» 20% ХазВз0„70% НэВОэ и 10% Саре, Скорость взаимной диффузии и сма. чиваемасть увеличиваются с повышением температуры и времени пайки. Однако во иабежание структурных изменений и возможных деформаций де талей температура пайки должна ие более чем на 313 ... 323 К превышать температуру плавления припоя.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
