Сварка в машиностроении.Том 4 (1041441), страница 86
Текст из файла (страница 86)
Молибден и вольфрам рекомендуется нагревать Х в вакууме, аргоне, гелие, а также в среде водорода и в диссоциированного аммиака с точкой росы — 40 —: — 50" С. Для пайки ниобия и тантала следует использовать вакуум 7 остаточным давлением не выше 1 ° 10 а мм рт. ст. и очищенные нейтральные газы (аргон, гелий). Для сохранения свойств исходного материала максимальная температура пайки материалов этой группы не должна превышать температуру их рекристаллизации, Однако для деталей, предназначенных для работы при более высоких температурах (2000'С и выше), температура пайки может превышать температуру рекристаллизации и в этом случае снижение свойств паяемого металла неизбежно.
Пайку легкоплавкими и среднеплавкими припоями (ГОСТ 19248 †) проводят при температурах до 1200— 1300' С, а пайку высокоплавкими и тугоплавкими припоями — при более высоких температурах в зависимости от требований, предъявляемых к условиям работы изделий при эксплуатации.
Нагрев под пайку до температур 1200 — 1300' С можно осуществлять в обычных электрических печах с применением герметичных контейнеров, заполненныи необходимой для пайки средой, в вакуумных печах различных типов и в водородных печах. Нагрев под пайку при температурах выше 1250 — 1300'С можно производить токами высокой частоты (ТВЧ), световым лучом, электросопротивлением в герметичных контейнерах, камерах, кварцевых трубках, в вакууме или газовой среде, а также расфокусированным или сканирующим электронным лучом в электронно-лучевых установках. На рис.
5 приведена схема пайки в кварцевой трубке с нагревом ТВЧ. При нагреве ТВЧ и электросопротивлением необходимо учитывать форму и сечение стенок нагреваемых деталей. Нагрев ТВЧ целесообразно применять для деталей, имеющих форму тел вращения, а электро- сопротивлением — для деталей с постоянной толщиной стенок в зоне нагрева. При пайке припоями указанных групп возникают различные трудности. При пайке легкоплавкими и среднеплавкимн припоями наиболее сложным вопросом является обеспечение смачивания, а при пайке тугоплавкими припоями— по возможности сохранение исходных свойств паяемого металла.
Пайку тугоплавких металлов оловянно-свинцовыми припоями можно осуществлять при температурах до 350 — 400' С по медным или никелевым покрытиям, наносимым на паяемые поверхности термовакуумным напылением, гальваническим и другими способами. Для лучшего сцепления никелевого покрытия с поверхностью тугоплавких металлов рекомендуется применять термическую обработку деталей в вакууме при 850 — 900'С после нанесения покрытий.
Для пайки молибдена и вольфрама без покрытий оловянно-свинцовыми припоями, а гакже припоями на основе серебра и меди можно рекомендовать способ предварительного лужения поверхности деталей, включающий следующие операции; нанесение на поверхности, подлежащие пайке или лужению, водного раствора окислов молибдена (МоОа, МоО,), доведенного до сметанообразного состояния; 12 под ред. ю. ы. зорина 355 354 Технология лайки и конструирование ааяных соединений Пайка различных металлов 11. Сопрогиааение срезу образцов пз сплавов ВМ! (числнтель) и ВИ2 (знавбснатЕЛь) пенных припоиии Вирт и ВПр4 Геипература с испытания, 'С бср, кгс/иы' Прбпбоя б.репа 31 36,1 47,6 24,3 37,6 26,2 зз,з 29,7 ВПр2 Воздух 20 Аргон Вира 600 ВГ!р4 20 Воздух 600 700 Впр4 Аргон сушку при температурах до 100' С и нагрев деталей в среде водорода с тбучкой росы — 40 —: — 50'С для восстановления окислов молибдена.
Последующее лужение молибдена и вольфрама по восстановленному слою окислов ведут в среде водо. рода, аргона и в вакууме при температуре выше 800' С. При нагреве в среде водорода процессы восстановления окислов и лужения можно совместить в одну операцию нагрева. Слой окислов представляет сеть разветвленных капилляров, течение припоя в которых возможно при углах смачнвания поверхности припоем О ( 90'. По такой технологии можно нанести припой на поверхность практически любой величины и заданной конфигурации 181. Процесс лужения по слою окислов может рассматриваться как способ управления течением припоя по поверхности и в около гал тельных участках шва.
Для высокотемпературной пайки в интервале температур 1200 — 1300* С мокнут быть использованы припои на основе серебра, меди, никеля и палладия. Пайка тугоплавких металлов в этом интервале телшератур для каждого металла имеет свои особенности. Молибден и вольфрам плохо смачиваются припоями на основе серебра и меди, поэтому пайку их этими припоями лучше вести при температурах, превышающих температуру пайки для обычных металлов на 50 — 150 С, т. е. при 950— 1200' С. Для пайки лучше использовать самофлюсующие припои на основе меди и серебра илн применять пайку по покрытиям из меди и никеля. При выборе припоев для высокотемпературной пайки ниобия в ин)ервале 1200 — 1300' С необходимо учитывать способность его к образованию интерл)етзллического соединения с никелем, входящим в состав многих стандартных припоев.
Для пайки ниобия в качестве припоя можно рекомендовать чистую медь, припои на основе меди и палладия. Средние прочностные свойства паяных соединений из сплавов молибдена и ниобия приведены в табл. 11. Тантал и его сплавы особенно чувствительны к примесям газов, име(ощихся в нейтральной среде. Поэтому пайку тантала и его сплавов осуществляют и вакууме при остаточном давлении ниже 1 ° 10 ' —:1 ° 10 а мм рт. ст.
Тантал плохо смачивается припоями; пайку среднеплавкими припоями рекомендуется вести по покрытиям из серебра, меди, никеля. При пайке тугоплавкими припоями для всех указанных мебаллов в качебггве припоев можно применять чистый титан, цирконий и сплавы на их основе; для пайки вольфрама — чистый ниобий и тантал. Указанные металлы-припои образуют с молибденом, ииобием, танталом и вольфрамом сплавы в виде непрерывного ряда твердых растворов, Учитывая, что пайку тугоплавкими припоями проводят при температурах, значительно превышающих температуры рекристаллизации указанных матерна.
лов, механические свойства паяных соединений при температурах испытаний — 2000'С не превышают 2 — б кгс)ммз. Исследование большого числа тугоплавких припоев показало, что для пайки в качестве припоев могут быть использованы системы сплавов: Т1 — )ч!Ь, Т) — ХЬ— Сг, Т1 — Мо, Т1 — Мо — Сг, Т1 — Мо — 2г, ХЬ вЂ” Ег, ГчЬ вЂ” Хг — Сг, Мо — Сг, ГчбЬ вЂ” У, ХЬ вЂ” Ч вЂ” Хг, Т1 — Та, Та — Хг, Гч)Ь вЂ” Сг и др.
В этих системах большая часть припоев — твердые растворы, оказывающие небольшое влияние на охрупчивание паяемых металлов, но имеющие более высокие температуры плавления и довольно широкий интервал кристаллизации. Припои эвтектического состава (сплавы Та — Хг, ХЬ вЂ” Сг) часто позволяют снизить температуру пайки при той же рабочей температуре соединений.
Припои титан — ниобий, содержащие от 20 до 40% Т1 — пластичные и могут быть получены в виде фольги; при содержании титана более 40% пластичность их снижается. Введение в их состав до 1Π— 15% Сг позволяет снизить температуру плавления припоев и повысить пластичность. Припои титан — молибден, содержащие 15 — 45% Т1, имеют температуру плавления 1850 — 2000' С; введение хрома и циркония в эти припои снижает температуру их плавления. Припоя, содержащие ванадий и цирконий в твердых растворах ГлбЬ вЂ” Ч и Ь)Ь вЂ” Лг, обладают лучшим смачиванием и затеканием в зазоры. Из стандартных припоев-сплавов для пайки тугоплавких металлов нашел применение сплав ЦН-25 (цирконий — ниобий) с температурой пайки 1850'С.
При пайке вольфрама припоем платина — бор с добавками порошка вольфрама в результате диффузии образуется сплав, работшощий при температуре 2000" С. Для пайки узлов и изделий из молибдена, вольфрама и ниобия, работающих на воздухе при температурах до 1600' С и имеющих защитные покрытия при выборе припоя, необходимо учитывать особенности взаимодействия припоя с элементами, входящими в состав защитного покрытия. пАЙкА меди и ее сплАВОВ Особенности пайки меди и ее сплавов определяются теплофнзическими свойствами меди, составом сплавов, температурой их плавления и свойствами окисных пленок.
Трудность пайки меди и ее сплавов в значительной степени определяется высокой теплопроводностью меди и сложностью нагрева деталей, имеющих большую массу. Пайка медных сплавов дополнительно осложняется выбором припоев, имеющих температуру плавления ниже температуры плавления сплавов, а также обеспечением смачивания припоями поверхности при наличии сложных окисных пленок, в состав которых могут входить прочные окислы А120з, ВеО, СгзОз и др, Для пайки этих материалов могут быть использованы различные группы припоев: оловянно-свинцовые, свинцовые, кадмиевые, серебряные, медно-цинковые, медно-фосфорные и др.
Нагрев при низкотемпературной пайке в зависимости от массы деталей осуществляют с помощью паяльников, газовых горелок, кварцевых ламп, погружением в ванны с расплавленным припоем и другими методами, Нагрев при высокотемпературной пайке осуществляют в печах: воздушных, вакуумных, с восстановительной средой водорода, диссоциированного аммиака или нейтральной газовой средой.
Используют также нагрев в соляных ваннах, газовымп горелками, ТВЧ, электроконтактным методом и др, Медь промышленных марок МО, М1, М2, МЗ, М4, отличающихся содержанием примесей, ил",еет температуру плавления, близкую к 1083е С. При нагреве ниже 375" С на поверхности меди образуется окисел СпО, а при нагреве выше 375' С окислы СпО и Сп,О, легко удаляемые при пайке. В связи с этим низкотемпературная пайка меди не представляет больших трудностей даже при применении малоактивных канифолевых флюсов, не вызывающих коррозии паяных соединений. Однако во многих случаях при пайке сложных конструкций из меди применяют активные флюсы ЛТИ-1, ЛТИ-120, ЛК-2, хлористый цинк и др, После пайки с активными флюсами изделия тщательно промывают.
1 2а глонсгпруирование паяных соединений 357 Технология пайка и конструирование паяных соединений На практике для облегчения процесса пайки применяют предварительное облуживанпе деталей. На медные детали, подлежащие пайке, наносят тонкие слои полуды электролнтнческнм и гальваническим методами или погружением в ванны с расплавленным припоем. Пайку меди свинцовыми припоями ПСр 3, ПСр 2, ВПР12 и другими при температурах 300 — 350" С и кадмиевымн припоями ПСр Кд, ПСр 5КЦН, ПСр 8КЦН прн температурах 325 †?О' С проводят с применением активных флюсов ФК-30 я др. Кадмиевые прнпои не технологичны, отличаются плохой смачпваемостью н трудностью заполнения зазороь. Находит применение низкотемпературная диффузионная пайка меди.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
