Физико-химические процессы при пайке

Листать книгу

Страницы: ... ... ...

скачать книгу Физико-химические процессы при пайке

При одних и тех же толщинах прочность связи пленки с основным металлом значительно усиливается, если произойдет внутреннее окисление металла под слоем пленки
...
С другой стороны, способность окисной пленки взаимодействовать при нагреве с основным металлом, а также с расплавленным припоем, положительно влияет на характер протекающих при пайке процессов
...
Чем менее компактна окисная пленка, чем слабее ее связь с металлом, чем менее устойчива она при нагреве, тем меньше затруднений возникает в процессе удаления ее при пайке
...
В атомарном состоянии водород может образоваться в результате взаимодействия металлов с содержащимися в некоторых флюсах кислотами, а также при травлении в кислотах и щелочах по реакции
...
Дальнейшее взаимодействие приводит к тому, что физическая адсорбция сменяется хемосорбцией, при которой молекулы водорода распадаются на атомы, диффундирующие в массу металла
...
С повышением температуры растворимость водорода в жидком металле возрастает до определенного предела, после чего падает, обращаясь в нуль при температуре кипения металла
...
В процессе пайки наиболее вредное воздействие водород оказывает на металл шва, поскольку взаимодействие его с расплавом припоя протекает наиболее активно
...
Согласно исследованиям, проведенным на сварных швах в металлах, эндотермически абсорбирующих водород, интенсивная кристаллизация и быстрое охлаждение расплава приводят к образованию в нем пересыщенных твердых растворов водорода
...
Если концентрация водорода в жидком металле больше некоторой критической величины, при охлаждении металла пересыщение увеличивается, что приводит к выделению газа и образованию пор
...
Однако в связи с тем, что при пайке нагрев более равномерный и металл шва находится в жидком состоянии более длительное время, чем при сварке, водород может выделяться и, следовательно, снижаться его содержание в шве
...
Поэтому для уменьшения насыщения металлов водородом целесообразно назначать такие технологические процессы их обработки, которые обеспечивали бы меньшее содержание в них водорода
...
Процессы смачивания и капиллярного течения жидкостей по поверхности твердого или жидкого тела также обусловлены наличием в них внутренних и поверхностных силовых полей
...
Изолированная молекула, находящаяся внутри жидкости на расстоянии радиуса действия молекулярных сил, притягивает окружающие молекулы и одновременно находится под воздействием этих молекул
...
Другие молекулы, находящиеся на поверхности жидкости, испытывают аналогичное воздействие и таким образом образуется поверхностный слой, который оказывает давление на жидкость
...
Значение поверхностной энергии жидкости и изменение под действием ее формы капли зависят от природы взаимодействующих веществ, соприкасающихся на границе раздела фаз
...
Характер смачивания и капиллярного течения флюсов и припоев в условиях пайки во многом зависит от величины коэффициента поверхностного натяжения их расплавов, значения межфазного натяжения в контакте расплав флюса — расплав припоя и расплав припоя — основной металл, а также величины поверхностной энергии
...
Для однокомпонентных систем коэффициент поверхностного натяжения о на границе твердое тело — вакуум имеет максимальное значение, на границе жидкость — насыщенный пар — более низкое значение а, на границе твердое тело
...
Смачиваемость флюсами и припоями характеризуется их способностью в расплавленном состоянии взаимодействовать с поверхностью основного металла, а флюса еще и с поверхностью припоя, результатом чего является растекание припоя
...
Растекание жидкостей и смачивание ими поверхности твердого тела сопровождается увеличением поверхности, связанным с преодолением сил поверхностного натяжения
...
Кроме того, дефекты кристаллической решетки и в первую очередь дислокации и границы зерен, обладающие избыточной энергией, усугубляют различия в понятиях поверхностная энергия и поверхностное натяжение твердых тел
...
Кроме сил молекулярного взаимодействия, никакие другие силы в увеличении поверхности элемента жидкости не участвуют, поэтому оба выражения работы преодоления сил поверхностного натяжения можно приравнять
...
Из него следует, что поверхностный слой жидкости, имеющий кривизну, оказывает добавочное давление по сравнению с тем, которое он испытывает при наличии плоской поверхности
...
При растекании капли жидкости по плоской поверхности твердого тела, как уже отмечалось, условия ее равновесия выражаются в виде равновесия векторов сил поверхностного натяжения в точке на границе трех фаз
...
Как первое, так и второе уравнение капиллярности получены, исходя из предпосылки, что равновесие материального объекта рассматривается как равновесие всех приложенных к нему сил
...
В процессе же пайки происходят активные взаимодействия, поэтому капиллярные явления, протекающие при этом, более сложны и лишь приближенно описываются выведенными уравнениями
...
Для измерения межфазного натяжения в контакте основной металл — расплавленный припой методом отрыва кольца может быть применена установка, изображенная на рис
...
Для измерения коэффициента поверхностного натяжения вязких жидкостей, а также расплавов, имеющих высокую активность, наиболее удобен метод неподвижной капли
...
Поскольку относительно вертикальной оси капля симметрична, то, определив координаты плоской кривой, являющейся меридиальным сечением ее поверхности, можно составить уравнение кривой х
...
По характеру кривых видно, что с увеличением содержания меди в припое поверхностное натяжение их возрастает, причем с повышением температуры рост протекает более интенсивно
...
Следует иметь в виду, что в условиях пайки поверхностное натяжение расплавленных припоев в значительной степени зависит от состава применяемых газовых сред, так как на границе фаз протекают сложные физические и химические взаимодействия
...
Так, аргон увеличивает поверхностное натяжение олова и свинца по Коэффициенты поверхностного натяжения расплавов чистых металлов Металл Коэффициент поверхностного натяжения, к
...
Поскольку относительно вертикальной оси капля симметрична, то, определив координаты плоской кривой, являющейся меридиальным сечением ее поверхности, можно составить уравнение кривой х
...
Следовательно, поверхностные частицы кристалла обладают большей потенциальной энергией, чем внутренние, и на поверхности сосредоточивается избыток энергии
...
Исходя из них, невозможно объяснить такие явления, как рост кристаллов |И рекристаллизация, теплота и электропроводность, диффузионные и другие структурно
...
Если вблизи линии, состоящей из вакансий, находится правильно построенный кристалл, то вокруг дислокаций возникает искажение кристалла, распространяющееся на его значительный объем
...
Сущность ее заключается в том, что реальный кристалл состоит из отдельных блоков, расположенных по отношению друг к другу под углом от нескольких секунд до нескольких минут
...
Так, исследование самых ранних стадий кристаллизации распыленного в вакууме золота на поверхности щелочногалоидных кристаллов показало, что дискретные кристаллики золота декорируют элементарные ступени скола и скольжения, места выхода дислокаций и точечные дефекты
...
Уравнение для определения коэффициента поверхностного натяжения твердых металлов на границе с собственным расплавом, выраженное через коэффициент поверхностного натяжения расплава, имеет вид
...
Уравнение для определения коэффициента поверхностного натяжения твердых металлов на границе с собственным расплавом, выраженное через коэффициент поверхностного натяжения расплава, имеет вид
...
Уравнение для определения коэффициента поверхностного натяжения твердых металлов на границе с собственным расплавом, выраженное через коэффициент поверхностного натяжения расплава, имеет вид
...
Поскольку на поверхности раздела расположение атомов менее упорядочено, чем в объеме, то для увеличения поверхности раздела система должна совершить работу
...
Из первого закона термодинамики известно, что увеличение внутренней энергии системы равно разности между теплотой, сообщенной системе из окружающей среды, и работой, совершенной системой над окружающей средой
...
Поскольку наиболее устойчива система с наименьшим значением свободной энтальпии, то любой процесс, вызывающий уменьшение межфазного натяжения на границе раздела фаз или сокращение поверхности раздела фаз будет идти самопроизвольно
...
Поскольку на поверхности раздела расположение атомов менее упорядочено, чем в объеме, то для увеличения поверхности раздела система должна совершить работу
...
Из первого закона термодинамики известно, что увеличение внутренней энергии системы равно разности между теплотой, сообщенной системе из окружающей среды, и работой, совершенной системой над окружающей средой
...
Поскольку наиболее устойчива система с наименьшим значением свободной энтальпии, то любой процесс, вызывающий уменьшение межфазного натяжения на границе раздела фаз или сокращение поверхности раздела фаз будет идти самопроизвольно
...
Поскольку на поверхности раздела расположение атомов менее упорядочено, чем в объеме, то для увеличения поверхности раздела система должна совершить работу
...
Из первого закона термодинамики известно, что увеличение внутренней энергии системы равно разности между теплотой, сообщенной системе из окружающей среды, и работой, совершенной системой над окружающей средой
...
Для твердых тел необходим учет кристаллографической ориентации границ раздела, поскольку в твердых телах существуют не только силы, направленные вдоль границ, но и угловые силы, поворачивающие границы раздела в такое положение, при котором система будет в равновесии
...
Высокотемпературный нагрев усиливает также процессы растворения основного металла в расплавленном припое, что может вызвать образование в шве хрупких структур и ослабить связь в основном металле по границам зерен
...
Как видно из этих таблиц, в отдельных случаях для обеспечения процесса смачивания основного металла расплавленным припоем необходим определенный перегрев, чтобы повысить уровень активации атомов взаимодействующих металлов
...
Высокотемпературный нагрев усиливает также процессы растворения основного металла в расплавленном припое, что может вызвать образование в шве хрупких структур и ослабить связь в основном металле по границам зерен
...
После расплавления припоя, удаления разграничивающих основной металл и припой окисных пленок и сообщения атомам твердого и жидкого металлов дополнительной энергии активации происходят смачивание и растекание припоя
...
Жидкотекучесть особое значение приобретает, когда припой сложного состава имеет широкий интервал температур кристаллизации, а пайка им происходит при температурах, лежащих ниже линии ликвидуса
...
Наряду с условиями флюсования и температурой пайки, вязкость припоев зависит от сил взаимодействия между компонентами расплава и атомной структуры расплава
...
Растекание расплава припоя по поверхности основного металла, как и всякой жидкости по поверхности твердого тела, зависит от соотношения сил адгезии припоя к поверхности основного металла, т
...
С повышением температуры нагрева при пайке площадь растекания чистого олова приблизительно остается постоянной, а растекаемость сплавов свинец —олово эвтектического состава растет, если перегрев не превышает
...
В отдельных случаях на второй стадии площадь, образованная растекающимся припоем, может несколько уменьшаться или эффект вторичного растекания совершенно прекратится
...
Механические испытания паяных образцов показали, что при разрежении, обеспечивающем наибольшее растекание припоев, прочность соединения по сравнению с прочностью при пайке в более глубоком вакууме не снижается, а в большинстве случаев наблюдается даже ее повышение
...
Механические испытания паяных образцов показали, что при разрежении, обеспечивающем наибольшее растекание припоев, прочность соединения по сравнению с прочностью при пайке в более глубоком вакууме не снижается, а в большинстве случаев наблюдается даже ее повышение
...
КАПИЛЛЯРНОЕ ТЕЧЕНИЕ ПРИПОЕВ В ЗАЗОРЕ Опытами установлено, что прямой зависимости между растеканием припоя по поверхности металла и течением его в зазоре нет
...
В капиллярном зазоре незначительное количество расплавленного припоя интенсивно насыщается компонентами основного металла, что ведет к повышению температуры плавления и потере способности течь
...
Кривые, характеризующие зависимость высоты подъема припоев системы олово — свинец в капилляр Ном зазоре при пайке Меди и бронзы с различными флюсами, изображены на рис
...
Следовательно, высота подъема жидкости в капилляре круглого сечения прямо пропорциональна ее поверхностному натяжению и смачивающей способности и об ратно пропорциональна диаметру капилляра и плотности
...
В обоих случаях, если вес жидкости, находящейся в зазоре, превышает результирующую капиллярных сил, то эти силы не могут удержать ее и она будет стекать до такого уровня, при котором вес ее уравновешивается капиллярными силами
...
Следовательно, высота подъема жидкости в капилляре круглого сечения прямо пропорциональна ее поверхностному натяжению и смачивающей способности и об ратно пропорциональна диаметру капилляра и плотности
...
В обоих случаях, если вес жидкости, находящейся в зазоре, превышает результирующую капиллярных сил, то эти силы не могут удержать ее и она будет стекать до такого уровня, при котором вес ее уравновешивается капиллярными силами
...
Согласно динамической теории скорость течения расплавленного припоя зависит от нахлестки и зазора, разности давлений на входе и выходе из зазора, а также от вязкости припоя
...
Поскольку эта теория не учитывает наличия взаимодействия припоя с основным металлом в процессе пайки, а исходит из условия непрерывного движения не взаимодействующих жидкостей, то результаты ее значительно отличаются от получаемых экспериментальными методами
...
При заполнении зазора вертикального шва в условиях полного смачивания разности давлений, под действием которой припой течет в зазор, дополнительно проти
...
Согласно динамической теории скорость течения расплавленного припоя зависит от нахлестки и зазора, разности давлений на входе и выходе из зазора, а также от вязкости припоя
...
Поскольку эта теория не учитывает наличия взаимодействия припоя с основным металлом в процессе пайки, а исходит из условия непрерывного движения не взаимодействующих жидкостей, то результаты ее значительно отличаются от получаемых экспериментальными методами
...
В процессе течения его в зазоре, образованном соединяемыми пайкой поверхностями, происходит дополнительное растворение в нем компонентов основного металла, флюса, а также элементов, входящих в состав газовых сред
...
Если взаимодействие между атомами растворенного вещества и атомами растворителя меньше взаимодействия между атомами растворителя, то растворенные вещества будут выталкиваться из объема на поверхность
...
Накопление их в поверхностном слое приведет к уменьшению взаимодействия, в результате чего поверхностное натяжение с ростом концентрации растворенных веществ падает
...

Справочник по сварке цветных металлов
Пайка металлов
Пайка металлов
Физико-химические процессы при пайке
Сварка, резка, пайка металлов
Сварка и резка металлов
Сварные конструкции. Прочность сварных соединений и деформации конструкций

"Сварка-ЛИБ" - Техническая библиотека сварщика | Сварка, термообработка, материалы, металлы и сплавы

admin

Физико-химические процессы при пайке