Сварка в машиностроении.Том 4 (1041441), страница 87
Текст из файла (страница 87)
Этот процесс осуществляют легкоплавкими припоями — оловом, свинцом, нгднем, сплавами олово †свин путем нагрева соединяемых деталей под небольшим давлением в нейгральной газовой среде илн вакууме при температурах 650- 800' С и длительной выдержке. Для высокотемпературной пайки меди применяют серебряные, медно-цинковые н медно-фосфорные припоя. Прп пайке на воздухе серебряными н медно-цинковыми припоями используют флюсы на основе буры, борпого ангидрида с добавками фторндов. При применении медно-фосфорных припоев флюс не требуется. В среде водорода рекомендуется паять медь, не загрязненную кислородом из-за опасности «водородной болезни» меди, Для того чтобы ограничить растворение меди в медно-фосфорных и серебряных припоях, рекомендуется ускоренный нагрев н сокращение выдержки прн температуре пайки.
Для некоторых изделий из меди (медные шины, волноводы, пластинчатые теплообменники) нашел применение процесс пайки с помощью контактного плавления в системе серебро — медь (контактно-реактивная пайка). На соединяемые поверхности деталей наносят слой серебра толщиной 10 — 15 мкм. Детали нагревают до температуры, превышающей температуру образования эвтектнки серебро †ме (800 †8 С). Пайку осуществляют в нейтральной газовой среде в приспособлениях, обеспечивающих годжатие деталей при нагреве. Латуни содержат 4 — 38% Хп, имеют температуру плавления 905 — 1070'С. Состав окисной пленки, образующейся на латунях, зависит от содержания цинка в сплаве; при содержании до 15% Хп окисная пленка состоит из окисла Сп»О; прн содержании свыше 20% 2п — в основном из ХпО, Смачнвание латуней прн пайке оловянно-свинцовыми припоями достигается только с применением активных флюсов (ЛТИ-120, ЛК-2, хлористого цинка и др.).
Рекомендуется также предварительное облужнванне латунных деталей перед пайкой. Для латуней можно применять процесс низкотемпературной диффузионной пайки оловом с нагревом в нейтральной газовой среде прн температурах 6, 0— 700' С. Для высокотемпературной пайки латуней применяют медно-фосфорные, серебряные и медно-цинковые припоя с наиболее низкими температурами плавления, например припон ПМЦ 48, ПМЦ 54. Прн пайке на воздухе указанными грнпоями используют флюсы на основе буры и борного ангидрида с добавками фторидов.
Наибольшую трудность в обеспечении смачпвання представляют латуни, содержащие свинец (ЛС59-1, ЛС63-3). Для того чтооы уменьшить испарение цинка с поверхности и ограничить растворение латуней в серебряных и медно- фосфорных припоях, применяют большие скорости нагрева под пайку. С этой целью нагрев проводят ТВЧ, в соляных ваннах, источниками света н друп1ми методами. Соляные ванны, обеспечивая большую скорость н равномерность нагрева, позволяют выдержать высокую точность температуры прн пайке. Вследствие испарения цинка пайку латуней в воздушных печах и печах с восстановительной средой используют ограниченно, а в вакуумных печах— не производят вообще.
Для защиты деталей от испарения цинка перед пайкой на их поверхность наносят медное покрытие. Для уменьшения испарения цинка прн пайке газовой горелкой нагрев рекомендуется вести восстановительным пламенем. Оловянистые бронзы (БрОФ10-1, БрОФ6,5-0,4; БрОЦ-4-3) кроме олова содер1кат фосфор или цинк, 'температура плавления их находится в пределах 995— 1050' С. Алюминиевые бронзы содержат от 5 до 12% А1 и плавятся прн температураи около 1050" С. В состав окисной пленки на их поверхности входит окись алюминия. Хромнстые бронзы (БРХ0,5; БрХ0,8) содержат небольшие добавки хрома, упрочняющне медь. Температура плавления этих сплавов 1084 — 1090' С.
Окисная пленка на поверхности хромистой бронзы содержит некоторое количество Сг»О». Бериллиевые бронзы (БрБ2 и др.) содержат 2 — 2,5% Ве и плавятся при температурах 866 — 955'С. Большое сродство бернллия к кислороду вызывает его окисление и появление на поверхности химически стойкой окисной пленки ВеО.
Наибольшую трудность при пайке представляют алюминиевые, бериллиевые и хромпстые бронзы, При низкотемпературной пайке указанных материалов применяют активные флюсы (ЛК-2, хлорнстый цинк, хлористый цинк с избыточной соляной кислотой и др.). При высокотемпературной пайке в флюсы на основе буры н борного ангидрида вводят фтористые и хлористые соединения. При пайке алюминиевой бронзы рекомендуется применять серебряные припои с никелем для предотвращения нежелательного перехода в припой алюминия.
Применение медно-цинковых припоев при пайке бронз ограничено их высокой температурой плавления. КОНСТРУИРОВАНИЕ ПАЯНЫХ СОЕДИНЕНИЙ Для получения прочных ивяных соединений необходимо правильно конструировать соединяемые детали, обеспечивать нужньш зазор, допустимую величину нахлестки, легкую укладку припоя н его фиксацию и т. д.
Типовые паяные соединения с обозначениями по ГОСТ 19249 †приведены в табл. 12. Наиболее распространенным типом соединений является соединение внахлестку. Швы, ивяные впахлестку, обеспечивают наибольшую прочность соединений. Равнопрочность таких швов с основным металлом достигается изменением длины нахлестки г (о) о (т )ср где (о)„— допускаемое напряжение паяного шва прн растяжении; г — площадь поперечного сечения паяемого элемента; [т'),р — допускаемое напряжение при срезе ивяных внахлестку швов; Ь вЂ” ширина соединяемых элементов.
Практически длина нахлестки равна трем-пяти толщинам соединяемых деталей. При пайке высокотемпературнымн припоями рекомендуется уменьшать длину нахлестки до трех толщин соединяемых деталей, а при пайке низкотемпературными припоями — увеличивать до пяти толщин вследствие малой прочности припоя. Увеличивать длину нахлестки сверх этих пределов нецелесообразно, так как распределение касательных напряжений по длине нахлестки неравномерно. Онн возрастают лишь в галтельных участках шва, средняя часть нахлестки менее нагружена, н, кроме того, увеличивается масса паяемых узлов и изделий.
Детали, паянные внахлестку, не требуют дополнительных подгоночных операций, соединения удобны при выполнении; фиксация деталей при пайке внахлестку во многих случаях выполняется с помощью точечной электросварки (ТЭС). Примеры соединений плоских элементов внахлестку и нх разновидностей прньедены на рис. 6. Соединения в ус, вскос, в виде гребенки увеличивают прочность за счет увеличения длины нахлестки.
Для равномерного приложения нагрузки н увеличения прочности применяют соединения с двойной нахлесткой. Стыковые и тавровые соединения используют редко; они не характерны для ивяных соединений. Применять этн соединения целесообразно в случаях, когда Конструирование паяных соединений 12. типовые ванные соединения нструк- ементов швов Соединение Втавр Ппахлестку, телескопическое а) а! ааянмй шоу аяныи шона Встык Рис. 8. Примеры телескопических соединений: а — пайка трубок в трубные доски; б телескопические соединении Рис.
7. Примеры соединений, ных втавр и встык: о — сотовой панели; б — бобышек стинаы; г — реаьбовой втулки паян- некос к пла. Рис. б. Примеры соединений плоских элементов: а н б — внахлестку; в — двой. ная нахлестка; г — ступенча. тое; д в виде гребенки~ г а веков б! (а1р У- 2пй (т'(ср где Р— радиус трубы, Технология пайки и конструирование ааяных соединений П р и м е ч а н и с. 5 — толщина основного материала; а — толщина шва; Ь вЂ” ширина шва; г — радиус галтели; Ь вЂ” высота галтели; а — угол скоса; р — угол соедийения деталей; К вЂ” радиус кривизны паяемой детали припой и способ пайки обеспечивают заданную прочность ивяных соединений и в случаях, когда конструкции не могут быть выполнены иначе, например сотовые панели, втулки и бобышки с ответными деталями, трубы и др (рис.
7). Прочность стыковых паяных соединений определяется прочностью мягкой прослойки припоя и зон взаимодействия припоя с паяемым металлом. Особенности паяных соединений встык следующие: предел текучести паяного шва (мягкая прослойка) меньше предела текучести основного металла соединяемых деталей; модуль упругости ивяного шва Е' меньше модуля упругости основного металла Е. Наибольшие напряжения возникают в прослойке на контактных поверх- ностях, где имеет место образование зон диффузии припоя и основного металла, как правило, с повышенной прочностью и меньшей пластичностью. Текучесть на контактных площадках возможна лишь при больших продоль- ных осевых напряжениях (10~.
При всех значениях модуля упругости ивяного шва Е'+ Е мягкие прослойки при пайке встык разрушаются хрупко. Паяные втавр швы редко работают на растяжение, чаще — на срез в кон- струкциях, испытывающих изгибающие усилия. Напряжение среза в швах сб5 с= —, ,78 ' где Я вЂ” поперечная сила в элементе, испытывающем поперечный изгиб; Я— статический момент площади пояса относительно центра тяжести сечения; /в момент инерции всего сечения; 6 — толщина вертикального листа, равная протяженности шва Телескопические соединения применяют для пайки трубчатых и стержневых констгукций.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
