Корягин С.И., Пименов И.В., Худяков В.К. - Способы обработки материалов (1093325), страница 53
Текст из файла (страница 53)
Глянец снимают наждачной шкуркой или шабером. Сварку винипласта производят воздухом, подогретым до температуры 200...240°С и подаваемымпод давлением 60 кПа.Сварку полиэтилена, полипропилена, фторопласта-4, полиизобутилена, полистирола в основном осуществляют контактным нагревом под давлением. Свариваемые поверхности изделий разогреваются до температуры размягчения на глубину2...3 мм и сдавливаются с определенным усилием до полногосмыкания оплавленных поверхностей (с некоторым выдавливанием оплавленного материала). Давление снимают после отверждения соединяемых поверхностей (до 40 с).
При сваривании тонких пленок между горячим инструментом и свариваемыми внахлест поверхностями помещают фторопластовуюпрокладку толщиной 0,1...0,15 мм.Сварку токами высокой частоты применяют в основном длятех материалов, которые имеют достаточно высокий тангенсугла диэлектрических потерь (tg δ) и высокий коэффициент диэлектрической проницаемости ε (например, винипласта).
Количество тепла, выделяемого в объеме свариваемого материаламежду электродами за 1 с, определяется по формуле:Q=0,33U2fε tg δ (кал),где U – напряженность электрического поля, В;f – частота электрического поля, мГц.363Форма и размеры электродов зависят от вида сварочного соединения, конфигурации и размеров свариваемых изделий.Сваривают детали толщиной до 5 мм.Сваривание полиолефиновых пленок толщиной 50...150 мкмосуществляют лазерной сваркой со скоростью до 400 м/мин.Для сварки фторопласта с полиэтиленом, полистиролом, кварцем, алюминием и другими материалами применяется ядернаясварка.Сравнительные данные свариваемости различных термопластов приведены в табл. 72.Таблица 72Характеристика свариваемости термопластовСпособ сваркинагре- нагре- нагре- тре- нагретым нием тымтымтыминствозду- инерт- воздуруменным хом вНаименование хомтомгазом смесипластмассыс продуктами горениягазаПолиэтилен(листы, пленки) Хор.
Хор. Удовл.–Хор.Полиэтилен(трубы, прутки) Хор. Хор. Удовл.–Хор.Винипласт(листы, пленки) Хор. Хор. Удовл. Хор. Хор.Винипласт(трубы, прутки) Хор. Хор. Удовл. Хор. Хор.ПолиамидыХор. Хор. Удовл. Хор. Хор.Полиметилметакрилат––Удовл. Удовл.–364кон- токамитакт- высокойнымнагре- частотывомХор.–Хор.–Хор.Хор.Хор.Хор.Хор.Хор.Хор. Удовл.ПолиизобутиленПолистиролПолипропиленФторопластХор. Хор. Удовл.–Хор.––Хор.Хор.
Хор.––Удовл. Удовл.––Хор.Хор.Хор.–Хор.Хор.Хор.––––Глава 14. ПАЙКА МАТЕРИАЛОВ14.1. Способы пайки материаловПайка – это технологический процесс получения неразъемных соединений металлов нагревом до расплавления более легкоплавкого присадочного металла – припоя, заполняющего зазор между соединяемыми деталями; основной металл при пайкене плавится, а нагревается до температуры расплавления припоя.В качестве источников тепла при пайке используют газокислородное и газовоздушное пламя, электронагрев, индукционный нагрев, паяльники.К преимуществам пайки относятся отсутствие расплавленияи незначительный нагрев основного металла.
Эти преимущества позволяют получать высококачественные соединения нетолько однородных металлов, но и разнородных металлов исплавов.Особенность пайки состоит в том, что при этом процессе непроисходит плавления металла соединяемых деталей.Родственным пайке процессом является лужение, при котором поверхность металлической детали покрывают тонким слоем расплавленного припоя, образующего в контакте с основным металлом припой-сплав переменного состава с теми жезонами, что и зоны при пайке. Если при пайке прочность паяного соединения определяется прочностью двух спаев и зонысплавления, то при лужении прочность связи слоя полуды с основным металлом зависит от прочности переходного слоя(спая) между ними.365Лужение можно применить как предварительный процесс сцелью создания более надежного контакта между основнымметаллом и припоем или как покрытие для защиты металлов откоррозии.
Для повышения прочности спая, полученного прилужении, иногда проводят термическую обработку.Паяемые конструкционные материалы выбирают в соответствии с условиями работы конструкции и требованиямипрочности, герметичности, коррозионной стойкости и др.В паяемых конструкциях применяют стали всех типов, чугуны, никелевые сплавы (жаропрочные, жаростойкие, кислотостойкие), медь и ее сплавы, а также легкие сплавы на основетитана, алюминия, магния и бериллия (табл. 73). Ограниченноеприменение имеют сплавы на основе тугоплавких металлов:хрома, ниобия, молибдена, тантала и вольфрама.Таблица 73Температура плавления некоторыхконструкционных материаловТемператураплавления, °СНачало КонецУглеродистая деформируемая сталь08кп1485 1525Хромомарганцевокислая сталь30ХГСА1485 1515Хромоникелевая сталь40ХНМА1485 149012Х18Н9Т1400 1500Жаропрочный никель-хромовый сплав ХН77ТЮР1400 1430ХН78Т1380 1440Жаростойкий и кислотостойкий чугун ЧХ32, ЧХ28Д2 1135 1325МедьМ01083 1083ТомпакЛ961060 1070ЛатуньЛ63900920БронзаБрОФ6,5-0,15 8901040Титановый сплавВТ21680 1710Алюминиево-марганцевый сплавАМц600655АМг6565655Материал366МаркаДюралюминийСилуминМагниевый деформируемый сплавМагниевый литейный сплавЦинковый сплавБериллийМатериалХромНиобиевый сплавМолибденовый сплавТанталВольфрамо-молибденовый сплавВольфрамД16550650АЛ5577627МА5482602Мл5455602ЦМ1419422Чистый1315 1315Окончание табл.
73Марка–ВН2ВМ1Чистый85-15ЧистыйТемператураплавления, °СНачало Конец1900 19002430 24602600 26202996 29963240 32503410 3410Формирование паяного соединения происходит под влиянием различных факторов (рис. 50).Изменяя технологические параметры процесса пайки (состав и свойства припоя, термический цикл, средства активацииповерхности, зазор, конструкцию паяного соединения), можновлиять на формирование швов паяных соединений и конечныесвойства этих соединений. Например, факторами, определяющими степень смачивания припоем основного металла, являются состав и свойства основного металла и припоя, температураи время выдержки при пайке, а также средства активации поверхности. Если при заданных условиях пайки не удается обеспечить хорошего смачивания припоем паяемого металла, тосмачивание можно улучшить нанесением на паяемые поверхности слоя другого металла.В некоторых случаях получение качественного паяного соединения при хорошей смачиваемости затруднено образованием на границе припой – паяемый металл хрупких прослоек ин367терметаллических соединений.
В этом случае получение соединения с требуемыми свойствами зависит от взаимодействияприпоя и паяемого металла.Факторами, влияющими на этот процесс, являются состав исвойства паяемого металла и припоя, температура и время выдержки при пайке и величине зазора (табл. 74).368369Таблица 74Рекомендуемые величины паяльных зазоров, ммПрипоиОсновной металлУглеро- Корозион- Медь и ее Титандистая но-стойкая сплавыстальсталь0,02...0,15 0,02...0,15––0,05...0,30 0,05...0,30––Алюминий и егосплавы––МедныйЛатунныйМедно-цинковый0,05...0,25–0,01...0,30––Медно-фосфористый––0,02...0,15––Серебряный0,05...0,15 0,05...0,15 0,03...0,15––Серебряномарганцовый–––0,05...0,10–Никелевый–0,05...0,20–––Алюминиевый––––0,10...0,30В ходе кристаллизации припоя при охлаждении возможнопоявление специфических дефектов – пор, раковин, трещин.
Вопределенных условиях процесс кристаллизации может оказаться основным в формировании работоспособного соединения. Процесс кристаллизации в свою очередь определяется составом припоя и его взаимодействием с паяемым материалом,условиями охлаждения, величиной зазора, конструкцией соединения и некоторыми другими факторами.Изменение свойств паяемого металла при пайке возможно врезультате воздействия термического цикла пайки и в результате взаимодействия с припоем.
Поэтому к технологическим факторам, влияющим на характер и степень изменения свойств основного металла, относятся и все факторы, которые определяютвзаимодействие припоя и основного металла.При пайке металла с керамикой, стеклом, когда имеетсязначительная разность в коэффициентах термического расши370рения и один из материалов или оба имеют низкие пластические свойства, получение работоспособных соединений можетбыть затруднено из-за возникновения напряжений и разрушения спая в процессе охлаждения.К технологическим факторам, влияющим на напряженноесостояние соединения, можно отнести состав и свойства паяемых материалов и припоя, термический цикл пайки, конструкцию паяных соединений и все факторы, влияющие на взаимодействие припоя и металла.Таким образом, при получении паяного соединения наиболее важны смачивание припоем основного металла (необходимое условие образования соединения при пайке) и взаимодействие припоя с паяемым материалом, оказывающее влияние навсе сопутствующие процессы, участвующие в формированиипаяного соединения.В настоящее время принята классификация способов пайкипо различным признакам.По условию заполнения паяльного зазора различают видыпайки: капиллярный и некапиллярный.
При капиллярной пайкезаполнение припоем зазора и удержание его в зазоре происходит под действием поверхностного натяжения капиллярныхсил. При некапиллярной пайке зазор заполняется припоем преимущественно под действием силы тяжести или другой внешней силы.К некапиллярным способам пайки (применяемым редко)отнесены сваркопайка (способ соединения разнородных металлов с различной температурой плавления, при котором расплавляется только более легкоплавкий металл, играющий рольприпоя) и пайка заливкой, при которой соединение образуетсячерез припой, заливаемый в полость, имеющуюся в одной изсоединяемых деталей или в специальном приспособлении.В зависимости от происхождения припоя различают следующие способы пайки: готовым припоем и контактно-реактивную, для которой роль припоя выполняет жидкая фаза, об371разующаяся в результате химической реакции с компонентамифлюса.Одним из перспективных видов припоя является композиционный припой, содержащий порошковый наполнитель, нерасплавляющийся при пайке.
Наполнитель создает в зазоресистему капилляров, что позволяет паять изделия с большимизазорами. Кроме того, наполнитель участвует в диффузионномвзаимодействии с припоем и может быть использован для придания соединению специальных свойств.Диффузионная пайка рассчитана на развитие диффузионных процессов между припоем и паяемым металлом; затвердевание паяного шва происходит при температуре выше температуры солидуса припоя.По способу удаления окисной пленки при пайке и луженииразличают флюсовую и бесфлюсовую пайку, ультразвуковыепайку и лужение, абразивное, абразивно-кристаллическое и абразивно-кавитационное лужение, пайку в активных, нейтральных газах и в вакууме.
При ультразвуковой пайке и лужении,абразивном, абразивно-кристаллическом и абразивно-кавитационном лужении происходит механическое разрушение оксидной пленки на поверхности паяемого материала под слоем расплавленного припоя, смачивающего очищенную поверхность,за счет явления кавитации, вызываемого ультразвуковыми колебаниями, или абразивного воздействия твердых частиц, содержащихся в припое.По источникам нагрева существующие способы пайки разделяют на пайку паяльником, газопламенную, дуговую, электросопротивлением, экзотермическую (использующую теплоту,образующуюся при экзотермических реакциях специальныхсмесей), электронным лучом (чаще сканирующим), лазерную,световым излучением (с помощью кварцевых ламп и ксеноновых ламп высокого давления), печную, погружением в расплавленные соли или припои, волной припоя, нагретыми штампами,матами, блоками.37214.2. Паяльные припои и флюсыПрипои выпускают в виде проволоки, прутков, полос, порошковой проволоки, порошков и пасты.В качестве припоев для пайки металлов применяют как чистые металлы, так и их сплавы.Чтобы выполнить условия проведения пайки и обеспечитьполучение качественных паяных соединений, припои должныотвечать следующим требованиям:- температура плавления припоя должна быть ниже температуры плавления паяемых материалов; для соединений, работающих при температуре выше 100°С, припои, имеющие температуру плавления ниже 300°С, применять не рекомендуется;- припой должен хорошо смачивать поверхность паяемыхдеталей и затекать в зазоры соединения;- выбранный припой должен обеспечивать получение соединения необходимой прочности;- припой должен обеспечивать возможность нанесения антикоррозионного или декоративного покрытия требуемого качества.В соответствии с ГОСТом 19248-78 по температуре расплавления (tпл) припои подразделяют на: особолегкоплавкие(tпл≤145°С); легкоплавкие (145< tпл ≤ 450°С); среднеплавкие(450< tпл ≤ 1100°С); высокоплавкие (1100< tпл ≤ 1850°С); тугоплавкие (tпл >1850°С).Высокотемпературная пайка дает более прочные соединения, иногда не уступающие по прочности основному материалу.Соединения, выполненные серебряными, медными и медноцинковыми припоями, хорошо покрываются почти всеми видами гальванических покрытий.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
