Розанов Л.Н. Вакуумная техника 1990 (1065500), страница 48
Текст из файла (страница 48)
Кремнийорганические клен ИП-9, КТ-9, ВКТ-З, ВС-10Т могут выдерживать кратковременный нагрев до 300 ... 350'С или длительную работу при 150 ...!80'С. Для лучшей герметизации разборных низковакуумных соединений между соединяемыми деталями добавляется смазка Рамзая !смесь каучука, вазелинового масла и парафина), Временная ликвидация течей и проверка на герметичность производится с помощью замазки типа пластилина — вакопластом.
На основе воска и канифоли изготавливают заливочные массы, плавящиеся при температуре 60 ...90'С и называемые и и ценном. $11.2. Вакуумно-герметичная пайка Большое значение вакуумно-герметичная пайка имеет для вакуумного машиностроения н приборостроения, обеспечивающая изготовление узлов из различных материалов; стали, керамики, стекла, молибдена. По сравнению со сваркой герметичная пайка металлов позволяет значительно уменьшить температуру разогрева соединяемых металлов. Могут быть спаяны некоторые металлы и сплавы, не дающие герметичных сварных соединений: сталь и латунь, алюминий и никель. Припой должен иметь высокую механическую прочность, пластичность, коррозионную стойкость, смачиваемость и жидкотекучесть при температуре плавления.
Это обеспечивает возможность его проникновения в зазоры между соединяемыми деталями. Зазор в месте сная должен быть во время расплавления в пределах 0,05 ... 0,12 мм для втягивания припоя в зазор силами поверх. постного натяжения й=Р,— Ро! Р,=Р,"(1+а,й!); Ро=Ро!!+пой!), где Р,т и Ро' — диаметры вала и отверстия при комнатной температуре; ав и ао — температурные коэффициенты линейного расширения материалов вала и отверстия. Температуру плавления припоя выбирают на 100'С больше, чем максимальная температура обезгаживания узла, но на 100'С меньше температуры плавления соединяемых материалов. По относительной тугоплавкости припоев пайка делится на твердую и мягкую.
11рипон, плавящиеся при температуре ниже 300'С, используются при мягкой пайке, а припои с температурой плавления более 300'С вЂ” при твердой. Основные марки, состав и темпера- Температура плааленин, 'С Химический состав, т! Марки припое рь Сн Ап начало конец ПОС-30 ПОС-40 ПОС-61 Остальное 0,15 » 0,10 а 0,10 2 0,9 30 40 61 183 183 183 256 235 183 Таблица 118 Химический состав н температура плавления твердых припонв для вануумно-герметичной пайки Химический состав, К Температура плаелени», 'С Марки припое 5! начало Еп Ап Ап конец с» ПСр-45 ПСр.72 ПЗАМ80 ПМК4 Медь МБ 660 725 779 779 889 889 910 1000 1083 1083 45 72 30 28 20 96 100 остальное 80 При производстве узлов вакуумной аппаратуры мягкая пайка может использоваться для элементов с рабочей температурой не более 120'С, а твердая — 450'С.
Для получения герметичных соединений важно, чтобы температурный интервал кристаллизация материала припоя не превышал 50'С. При большем значении припои склонны к ликвации и не обеспечивают герметичного соединения. Этим же недостатком обладают прнпои с большим количеством растворенных газов и органических включений. Такие припоя выкипают при плавке в вакууме, н швы получаются пористыми. Пайка может осуществляться на воздухе и в защитной среде. При пайке на воздухе для защиты поверхностей от окисления применяются флюсы.
Для мягкой пайки флюсом является смесь равных долей ЕпС!й и НС! или раствор канифоли в спирте. Твердая пайка нержавеющей стали осуществляется с флюсом, содержашим 40% фтористого калия и 60ого борной кислоты. Для твердой пайки конструкционных сталей, меди, латуни, бронзы в качестве флюса может применяться обезвоженная бура, о' 259 тура плавления мягких припоев приведены в табл. 1!.7, а твердых— в табл. 11.8. Таблица 11.7 Химический состав и температура плавления мягких припоев для вакуумно-герметичной пайки Детали не загрязняются флюсами и обезгаживаются во время пайки в защитной среде — водороде или вакууме.
Вакуумно-водородные печи для пайки обеспечивают максимальную температуру рабочего пространства 1150'С. Пайка в водороде меди марок М1, М2, МЗ из-за «водородной болезни» не производится, а пайка деталей из нержавеющей стали возможна в водороде, осушенном до точки росы не выше — 60'С, из-за опасности образования иа поверхности устойчивых оксидов хрома. Для получения герметичных спаев большое значение имеет равномерность нагрева и охлаждения сборочного узла.
Детали при сварке должны быть собраны и установлены в приспособления, обеспечивающие их взаимную неподвижность при пайке. Паяиые соединения ие обеспечивают высокой механической прочности на растяжение. При напряжениях 2,5 МПа соединение деталей из стали 20 с припоем ПОС-40 разрушается через 5000 ч, а при напряжениях 9,4 МПа — через 85 ч.
Предел прочности твердых припоев 200 ... 400 МПа. Наиболее надежны в отношении прочности паяные соединения, работающие на срез. Рациональные и нерациональные формы стыковых и угловых паяиых соединений показаны на рис. 11.1, а, б. Прн изготовлении сложных ивяных узлов, имеющих большое количество спаев, которые могут быть спаяны в водородно-вакуумной печи, за один разогрев всего узла припой диаметром ! илн 1,5 мм закладывается перед пайкой в специ- альные внутренние канавки (рис. 11.2). Большие трудности встречаются при изготов- а! Р ис.
1!.!. Стыковые и угловые ивяные саед инеи и я: а — рациональные нонствунцнн; б — нерацно. нальные конструкции 260 Рис. !1,2, Вакуумный влемент с несколькими панны. ми соединенннми, выполняемые одновременно в ваку- умно-водородной печи а) Рис. 11.3.
Конструкция вакуумных паяных соединений: о, б, в, г, д, е — соелннення труб; ас, г и — ватлумен, фланцев н лннии к — патрубков; л, л — снльфонов с фланцами ленин сложных паяных узлов, которые не могут быть выполнены за один разогрев всего узла. В этом случае применяются припои с различной температурой плавления. Примеры паяных соединений труб, фланцев, заглушек, днищ, сильфонов показаны на рис.
11.3, а ... м. В элементах конструкций вакуумных машин и приборов часто приходится соединять между собой металл со стеклом или с керамикой, Герметичный спай металла со стеклом образуется только в том случае, когда на поверхности спаиваемого со стеклом металла имеется тонкий, но плотный слой оксидов. Оксиды металлов, как и стекло, имеют ионную структуру и, хорошо растворяясь н стекле, образуют вакуумно-плотное соединение. Спаи стекла с металлом могут быть трех видов; согласованные, несогласованные и с металлическим припоем. В согласованных спаях (рис. 11.4, а „. и) стекло и металл имеют близкие коэффициенты линейного расширения во всем диапазоне рабочих температур.
Большая часть сортов технического стекла имеет коэффициент линейного расширения (3 ...10) 10-'. Коэффициент линейного расширения металлов и сплавов изменяется от 4,4 10 — ' (для вольфрама) до 17,8 10-б (для меди). Напряжения, 261 б) а) б) б) г) д) а) а) Рис. 11.6. Несогласованные спан металла со стеклом: о. б, е — трубчвтме сиен) г, б, е — окоыечные спеи е) ы) б) и Рис. 11.4.
Согласованные снап металла со стеклом: о, б, е — трубчатые спви; г, д, г — писковые спев; сс, в, и — окошечные спан возникающие в согласованных спаях прн их охлаждении от температуры размягчения стекла до комнатной температуры, меньше предела прочности любого из соединяемых материалов. Так как добиться полного совпадения температурных зависимостей коэффициентов линейного расширения для обоих соединяемых материалов нельзя, то стремятся к тому, чтобы они совпадали при комнатной температуре и температуре отжнга (на 50'С ниже температуры размягчения стекла). В несогласовпнно(х спаях коэффициенты линейного расширения соединяемых материалов могут значительно отличаться друг от друга, а опасные напряжения, которые должны были бы образоваться в этих условиях, предотвращаются применением конструкций с гибким элементом, металлов небольшого диаметра, металлов с невысоким пределом текучести, переходных согласованных спаев и конструкций, в которых используется повышенная прочность стекла на сжатие.
На рнс. 1!.5, а ...е приведены примеры несогласованных спаев. В конструкциях рис. 11.5, а, б, г используют заостренный конец трубы в качестве гибкого элемента, на рис. 11.5, в ту же роль выполняет тонкая цилиндрическая оболочка, в конструкциях рис. 11.5, в, д, е используется повышенная прочность стекла на сжатие. Коэффициент линейного расширения металла в этих спаях должен быть больше, чем у стекла. Прн охлаждении тонкой конструкции в стекле возникают внутренние сжимающие напряжения. В спаял с металлическим лрипоеб( на поверхность стекла путем обмазки с последующим обжигом наносится слой серебра, который облуживается обычным способом, и к нему припаивается медная 262 головка. Такой спай представляет собой металлическую втулку и стеклянную трубку, в зазор между которыми залит легкоплавкий припой, хорошо смачнвающий металл и стекло и компенсирующий их температурные деформации.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
