Майсел Л. - Справочник - Технология тонких плёнок (1051257), страница 68
Текст из файла (страница 68)
54). Следовательно, оставшаяся часть заполнителя обогащается медью, н для ее расплавления требуются более высокие температуры. При дальнейшем подъеме температуры состав н температура план. ленин остатка припоя продолжает меняться соответственно линии ликвидуса вплоть до температуры плавлення чистой меди. Поэтому текучесть неэвтектнческого врнпон оказывается ниже, чем материала с определенной температурой плавлення. В этих случаях необходимо использовать более широкие зазоры (от 0,05 до О,!5 мм). Аналогичным образом может уменьшиться и текучесть эвтектическнх прнпоев, если в процессе пайки яз-за сплавления с матерналами соеднняемых деталей состав их расплава меняется.
В связн с металлургнческнмн процессамн может возникнуть еще ряд проблем. Если в начале процесса пайки вз исходного расплава припоя будет удалена значительная фракцня, то расплавленне остатка может быть !втруднено. Чрезмерное вплавление и растворение частн материала припоя происходит нли нз-зв слишком высоких температур, или вследствие нелишне продолжительного прогревания. В результате получается соеди. пение с «изъеденной» поверхностью н ухудшенной механической прочностью.
Особенно опасно чрезмерное вплавление при соединеннн тонкоггеиных секций, поскольку это мажет привести к появлению сквозных пор Гл. 2. Техника высокого вакуумв в.самих соединяемых деталях. С другой стороны, эффект сплавлення с ма. териалом деталей при последовательной илн сложной пайке иногда вепользуется сознательно. Этот прием основан на том факте, что температурк ликвидуса дхя припоя после пайки выше, чем температура плавления ясходного материала. И, нанонец, в общем случае не следует пользоваться припоем, который, как известив заранее, образует прн сплввлении с материалом детали ннтерметаллическое соединение, поскольку, по всей вероятности, н такие соединения будут тоже хрупкими.
Как и в случае сварки, для соединения деталей пайкой твердыми припоями существуют различные способы нх разогревания. Простейшим прибором для пайки является газовая горелка, ио в этом случае, поскольку Рнс, 66, Нндувннонная ааааа твардммн прнпоямн а водороды а — нод «олнаком, б — в стснлянноэ трубе. процесс пайки осуществляется на воздухе, для сохранения-смачиваемостн поверхности необходимо использовать флюсы.
Газовое пламя не является достаточно концентрированным источником тепла, поэтому пайка с помощью газовой горелин применима лишь для првпоев с низкой температурой плавления. Следовательно, этот способ совершенно непригоден для получения аануумных соединений. Альтернатнвными н более предпочтнтельнымн являются способы нагревания под печью нли с помощью токов высокой частоты. Эти процессы проводятся нлн в защитной атмосфере, или в вакууме. Последний способ для рассматриваемых применений имеет меньшее практическое значение.
Индукционная пайка твердымя припоями ~950] использует для нагрева токи высокой частоты (от О,! до ! МГц1, индуцнруемые в соединяемых деталях рабочей катушкой. Процесс проводнтся в защитной атмосфере, обычно в водороде. Два возможных варианта устройства показаяы на рис. 55, В обоих случаях витки индуктора почти вплотную охватывают соединяемые детали. Индукционные токи быстро затухают по направлению в глубь тела, поэтому дясоулево тепло выделяется в основном у по. верхностн соединяемых детаЛей, Расстояние, иа котором плотность тока уменьшается до 3755 от ее величины у иоверхностн, называется толщиной скин-слоя дв н выражается формулой йз —— бй,у —, см, ъГ р р» 4. Техника монтажа вакуумных систем гдер — удвльаое сопротивление металла, Ом - см; р — относительная магнитная проницаемость (р ! для немагиитных металлов); ч — частота, Гц.
Например, для часто используемой частоты в 450 кГи толщина скиислоя в нержавеющей стали (р = 80 мкОм ° см) равна приблизительно 0,6 мм, На практике, когда встречаются детали самой раэлрчной конфигурации, приходится варьировать форму индуктора. Если для более одно. родкого прогрева деталей желательно увеличить глубину сини-слоя илв требуется соединить более массявиые секции, то необходимо использовать меныпие частоты. Иэ-зз большого различия в магнитной восприим. чивости трудно соединять магнит- "г нг ные материалы с немагнитными.
!') Нг /Гзглэз Магнитная деталь нагревается и, следовательно, расширяется быст- лгтарлгл рее н, таким образом, можетсместить расплавленный припой. Однако обычно этот способ поэзо. лает производить быстрый и ло- Сьенная злзгшх» кализованный нагрев. Ои особенно удобен для соединения тонкостенных секций. В этом случае яро. цесс пайки необходимо точно контролировать. Из-за громоздкости оборудо.
ванна и некоторой трудности и его настройке, способ индукцион. ной пайки чаще используется на заводах, чем в лабораториях. Легче приспосабливаемым и поэтому чаще используемым для изготовления лабораторного ва. гнс. ш. гэенэ ретеэтнеа нгчю куумного оборудования способом является пайка в печи. Оиа осу. ществляется в атмосфере сухого водорода, хотя иногда используюгся и другие гаэм или их смеси, включая азот, инертные газы или диссоциированный аммиак.
В детали, предназначенные дла пайки, вклады. вается припой, после чего оии прочно скрепляются для предотвращения перекашиванвя при последующей обработке. Наиболее часто используются два типа печей, а именно многосекцнонная и ретортиая. Первая печь имеет три воны с различной температурой для предварительного иа. грена, пайки и охлаждении, через которые соединяемое устройство про. ходит последонательио. Здесь необходимы довольно высокие скорости промывки водородом, особенно в нропессе загрузки н выгрузки, когда дверцы в печь открыты.
Ретортная печь схематически взобрэжена на ряс. 56. Реторта вместе с деталями перед загрузкой в печь сначала тщательно промывается (4з я Нэ. В пррцессе тепловой обработки высокие скорости промывки водо. родом уже ие требуются, достаточно за это время обновить объем газа 2- 3 раза. Водород, выходящий из-под ирышки, свгигают, После снятия крашкн и выгрузки реторты производят охлаждение. Зта печь вполне пригодна для пайки встречающихся в лабораторкой практике объектов различной формы и размеров. Важная особенность пайки твердыми припоями в водороде заклю. чается в том, что окнсиыв плевки иа металлкческих деталях восстанав- Гл.
2. Техника высокого вакуума ливаются еше до расплавления припоя. Этот эффект либо имеет место, либо отсутствует независимо от чистоты газа, термодинамической стабильности окисла, температуры и скорости реакции (269). Окислы Ве, Мй, А1, 6! и ТЬ нэпример, не восстанавливаются, поснольку для этого требуются более высокие температуры, чем те, что практикуются при пайке. Защитные пленки окисла хрома иа нержавеющей стали восстанавливаются только в том случае, если темпервтура в печи превышает 950' С (точка росы водорода лежит ниже — 60' С).
Для пайки этой стали обычно используют высокотемпературные припои, такие как чистая Сп или (ЧП8 — Ап82 (вес. еде). Если необходимо снизить температуру пайки, то иа сталь электролитическим методом можно нанести никель и затем при. менять припои типа зьтектики Ай — Сп. Из нержавеющих сталей для пай- ( 1 Ввалил. Втулелбклй Внахлест Вгтзт Рес.
бт. Раэеееиые теин паевые сеелееееев. ки рекомендуются малоуглеродистые стали марок 3046 и 316 5 или стабилизированные стали марок 321 и 347, поскольку они менее чувствительны к воздействию кислорода (см. равд. 4А, 2)). Металлы и сплавы ТЕ Ег, %, (ЧЬ и Та после пайки в водороде становятся хрупкими, что отрицательно сказывается нз их прочности на разрыв. Этот же эффект имеет место для электролитической меди, содержащей не.
которое количество нислорода. Для пайки в водороде пригодна лишь безкислородная высококачественная медь с хорошей теплопроводностью. Несколько типов конструкций паяиых соединений поквзаны нв рис. 57. Наименее предпочтительно соединение встык, поскольку оно имеет минимальную плошадь промежуточной поверхности.
Как покэзвно нэ рисунке, длине перекрытия должна быть, по крайней мере, и три резв больше толщины стенки. Для очень тонкого металлического листа минимальной считаются длина перекрытия в 2,5 мм. При соединении деталей углом они должны быть механически обработаны и плотно подогнаны друг к другу, так, кзк показано на рис. 58, а. Соединение того же тяпа со скругленными кромками (рис. 58, б) разрывает капилляриый поток припоя, Этот вариант может быть использован в тех случзях, когда требуется оставить определенную часть шва непропаяниой.
Для этих же целей можно применять покрытия сажей или графитовые прокладки. Если прн пайке с помощью горелки припой в виде проволоки можно добавлять прямо в процессе работы, то при индукционной пайке, а также пайке в печвх припой необходимо закладывать предварительно до загрузки. Применение наружных колец припоя, как это показано на рис. 59, а, требует дополнительных экранов для предотврзщения прямого его нагрева и преждевременного расплавления.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
