Майсел Л. - Справочник - Технология тонких плёнок (1051257), страница 67
Текст из файла (страница 67)
Рис. 62, а н авллюстрируютещеодки Гл. 2. Техника высокого вакуума практический прием, в котором для надежного закрепления на месте двух сошйгияемых деталей на вРемя процесса сварки используется точечная сВарка. Сама по себе тойечяйй спарка применима только для невакуумноплотных соединений. Более трудоемким является соединение сваркой тонкостенных сильнов с более массивными трубами. Соответствующее устройство покаано на рис.
53. Нз толстостенной трубе для уменьшения нагрева и, следовательно, короблеиия детали, протачивается канавка. Сильфон помещается в масб)твную медную муфту, осуществляющую тепловой сток. На краю массивной трубы под небольшим углом протачивзется фаска та. ним образом, чтобы усилие, приложенное к медной муфте, обеспечивало контакт между деталями именно в месте сварки. В этом, а также других специальных случаях, разработчик тэоаиоа Эуаааоа обычно должен полагаться на приобретенные им коиструнторский и производственный опыт и мастерство.
Платочна н С5арнойшад Яаааоаа оуоаооа о'и Рм а Фана оМРа т) г рие. За. уетреаетее нни Энне к мессненеа трубе. рие. ЗЗ. Кенетрукцин типичных снернмх тееяиненна трубы е Эненцем. 3) Пайка мягкими и твердыми припоями. В противоположность сварке соединение пайкой осуществляется при температурах ниже точки плавления материалов соединяемых деталей. Необходимо только превысить температуру плавления третьего материала, металла-заполнителя (припоя).
Последний добавляется в соответствующие места соединяемых деталей и после расплавления растехается между смежными поверхностями, заполняя узкие зазоры между ними. На этой стадии имеют место процессы диффузии н сплаалення материалов заполнителя н соединяемых деталей. Паяное соединение получается в результате последующего застывания расплава. Различие между двумя укааанными в заглавии способамн пайки заключается лишь в степени взаимодействия материалов. Лайка мягкимн прнпоими осуществляется с помощью легкоплавких материалов с температурой плавления обычно ие выше бОО' С.
Процессы диффузии н сплавления при этом затрагивают лишь тонкие приповерхибстные слои смежных деталей. После зэтвердевання большая часть припоя остается в сое. дннительиом зазоре, При пайке твердыми припоями в качестве заполнителей используются материалы с более высокой температурой плавления. Глубина зоны взаимодействия с материалами соединяемых деталей в этом случае больше, н только состав небольшой части припоя в зазоре на ме- 4.
Техника монтажа вакуумных систем няется. Последнее обстоятельство раскрывает причини более жестких требований к допускам для деталей, спвиваемых твердыми припоями по сравнению с предыдущим способом. По этим же причинам соединение, паянное твердым припоем, имеет большую механическую прочность.
Соединение, выполненное мягким припоем, не выдерживает ударов и склонно к образованию течей. Во избежание разночтений для обозначения операции пайки твердыми припоями не следует пользоваться терминами «пайка серебром нлн медью» (262). Пайка мягкими припоями обычно производится на воздухе. Детали нагреваются с помощью газовой горелки. Для удаления окисных пленок и надежного смачизания поверхностей припоем применяются флюсы. Они составляются нз неорганических кислот и солей нли из органических соединений, таких как кислоты, основания и смолы. Флюсы являются потенциальным источником загрязнений, н поэтому перед монтажом данной детали в вакуумную систему их необходимо удалить.
В качестве мягких принсез обычно используются сплавы двух нли более металлов, таких как Яп, РЬ, Р, 5Ь, В(, Сб, Еп, Ай, (п н Оа, Большая часть этих материалов имеет сравнительно высокое давление паров н низкую температуру плавления (см. табл. 1.2), что делает нежелательным их использование для большинства дысоковзкуумных применений. Тем не менее паянные мягким припоем соединения легко разъединяются, и они достаточно практичны для полуразборяых соединений, особенно вне вакуумной системы, например, для линий водяного охлаждения илн для подсоединения проволочных термопар. В некоторых случаях можно использовать мягкие прнпои с низким давлением паров, такие как 60% Вп — 40% РЬ, 50% !и — 50% 5п или чистый 1п внутри вакуумной камеры, однако в последаем случае все же целесообразнее воспользоваться пайкой твердыми припоями.
Дополнительную информацию о процессах пайки н ее применениях читатель может получить из литературы (263 — 265). Процесс пайки твердымн припоямн [246, 263, 266, 267) основан на капиллярном эффекте в зазоре между соединяемыми деталями по отно. шению к жидкому материалу заполнителя. Сопутствующие металлурги. ческие процессы часто носят сложный характер и могут включать в себя диффузию по границам зерен или образование (в дополнение к диффузии и сплавлению заполнителя с материалами деталей) ннтерметаллическнх соединений. Скорости протекания этих процессов зависят от температуры и продолжительности цикла пайки.
Идентификация результирующих интермсталлических фаз становится более трудной по мере того, как рвете~ числа компонентов в системе. При подборе материалов для пайки, кроме металлургических реакций, следует учитывать такие факторы, как их тем. пература плавления, давление паров, способность смачивать н растекаться по поверхности исходных металлов. Если пайку твердыми припоями предполагается использовать для получения вакуумно-плотзых соединений, то недопустимо применение заполнителей, содержащих металлы с высоким давлением паров, таких кзк Сб, Хп,,'Р, В! илн РЬ.
Мало пригодны в качестве обычных вакуумных конструкционных материалов и такие металлы как Р1, ((Ь, Та, (ЧЬ и ((е. температуры плавления которых превышают 1700' С. Как правило, точ. ка плавления мегалла-заполнителя (припоя) должна лежать, по крайней мере, на 100' ниже температуры плаэления материала соединения. Этим требованиям удовлетворяют элементы или сплавы Сц, Ая, Ац и Х!. Именно опи наиболее часто используются для соединения вакуумаых деталей Некоторые свойства наиболее характерных твердых припоев зызускае. мых в виде проволок, фольги, колец, порошков или паст, приведены в табл.
!4. Дополнительные сведения о твердых сплавах и комбинациях Гл. 2. Технике высокого вакуума Таблипе 14 Наиболее употребительные твердые крипоя Температура, сС Номер припоя Компоненты н состав, вес. жидкое Фазм твердое Фазы ппввпеиин !083 1063 1 2 3 4 6 Медь (100) Золото (100) Рб (!0)-Ай (90) Ап (35) — Сп (62) — )(! (3) В (2,9)-Сг (7) — 5! (4„5! — Ее (3)— % (82,6) Ап (40) — Сп (60) Ап (82) — % (18) Рб (10)-А8 (58) — Сп (32) Ай (72) — Сп (23) 1п (10) — Си (27) — Ай (63)е !000 9?5 97! !065 1030 !000 950 825 685 930 852 730 6 7 8 9 10 950 780 )7родолжеппе табл. !4 Пиры металлов, поторые могут быть спаяны тквзвнными выме припоямн' о о 7, 8 8,9,Г0 4,9 6,7,9 1 2,7,9 Медь Нержавегоазя сталь Ковер Монель Никель Молибден Вольфрам 6,7,8,9 3, 5 6,7,9 5,7 7 4 4, 7 4,7,8 2,6,7 4,9 4, 6, 9 4, 9 4, 9 2, 9 4, 7 4, 7 4,7,8 7, 8 ° Прн послеповвтелвноп пивке сложных увлов ирямеяяется после припое РЬ З.
соединяемых материалов могут быть получены яз литературы (248, 262, 266). Если есть возможность выборе среди рззлнчных марок твердых прк. поев, то предпочтение следует отдать материалу с иакменыией тез(перетурой плавления, поскольку и етом случае пропессы металлургического взаимодействия, рост гранул н коробленне сводятся к минимуму. Однако е некоторых ситуапиях выгоднее использовать припоя с более высокими температурами плзвлеиня. Вто может быть обусловлено желанием добить. ся механической прочности, восстановить оннсные пленки влн уделить поверхностные загрязнения.
4. Техника монтажа вакуумных систем гвв 0 го 40 Вв ВВ губ дй Се Оспам(пж % Се! 257 2 з»«, эзз Способность расплавленного прнпоя к смачвванию соединяемых деталей характеризуется величиной угла, образуемого поверхностью павля прнпоя по отношению к плоскостн поверхности деталн. Прн смачиванин указанный угол должен быть меньшим 90'. Смачивание н растекание считается идеальным, если угол равен 0'. Последний случай обычно наблюдается, если имеет место металлургнческая реакпня между припоем н матерналамн деталей.
Предпосылкой, способствующей однородному смачвванию, является, конечно, чистота поверхности. Прн оценках характеристик текучестн материала заполнителя необходимо принимать во вннманне фазовую диаграмму соответствующей системы. Она может быть найдена в кннгэх н справочниках по ме- (Вэд %»и) теллургвческнм процессам [268). Га грув ЕУУУ 7В ВВ Важным для практнкн примером ЮВ РХ ну 2Х ууав Ву ВРГВ7 является днаграмма состояния (РЮГЕР Ай — Сц, представленная ва удр рнс. 54.
Прнпон, состоящие вз УВГ7 м-й чнстых металлов (с»-фаза) нлн затектнк, имеют определенную ~~ э6 !»плибуе(772'0) температуру плавления. Такие ~~ ™ припоя сразу же затекают в сое- ь ! дннение, как только температура ь Ягв 1 подннмается выше точки плавле. ння. В этнх случаях обычно яс- Ю й1 пользуются соединения со срав. ф 1 нительно малыми зазорами (от ! ! ! 0,02 до 0,08 мм). Могут возвнкнуть различные ситуация, еслн используется сплав с неэвтектн. ческнм составом, например, соответствующим линии 0 (рнс. 54) эис. з«. дев«э«яма «е«тэввиа «н«»емм ««- Как только температура поднн, эеаэе — мель. мается выше ляпин солидуса, часть сплава-заполнителя превратнтся в жидкий сплав состава Р н затечет в зазор, оставнв на прежнем месте губчатый остаток сплава с составом 0 (рнс.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
