Контактные металлургические процессы при пайке

Листать книгу

Страницы: ... ... ...

скачать книгу Контактные металлургические процессы при пайке

Рассмотрены контактные процессы смачивании, растекания и эатскання припоев в капиллярный зазор в не-изотермическнх условиях и иекапиллярный зазор под действием электромагнитных сил
...
Приведены процессы активирования поверхностных слоев металлов, роста прослоек химических соединений, развития диффузионной пористости в процессах системы пайки
...
Во многих случаях на границе твердого паяемого металла и припоя устанавливается состояние локального равновесия, которое является основой саморегулирования технологического процесса лайки
...
Изучение конкретных контактных процессов позволяет не только оптимизировать технологический процесс пайки, но н выявить новые закономерности таких процессов в условиях взаимодей-стаия многокомпонентных материалов в неравновесных условиях
...
Контактные процессы между металлами и нереактивными флюсами, ие содержащими солей тяжелых металлов, требуют специального рассмотрения н в данной книге обсуждаются весьма кратко
...
В частности, процесс взаимодействия жидкого алюминия с твердым титаном с целью соединения или наращивания титана алюминием называют иногда сваркой плавлением и наплавкой вместо пайки и напайки соответственно
...
В частных случаях иалайка может иметь специальное название: напайка оловом и его сплавами — лужение, напайка цинком — цинкование, алюминием — алнтирование и др
...
Разъединение твердых тел при распайке происходит в результате общего нагрева соединения и локального автономного плавления паяного шва с последующим удалением жидкой фазы из зазора или нарушением ее сплошности путем относительного перемещения деталей
...
При пайке вследствие относительной легкоплавкости припоев прочность паяного шва в большинстве случаев понижена и получение равнопрочных соединений особенно затруднено
...
Однако потенциальные возможности пайки большие и можно ожидать, что достижение равнопрочиостн паяных соединений возможно, особенно в связи с развитием новых ее способов
...
Однако, как показали исследования, обеспечение равнопрочиостн соединений, выполненных диффузионной пайкой, становится возможным лишь при устранении нлн предотвращении развития диффузионной пористости в шве, обусловленном нескомпенсц-рованностыо процессов диффузии
...
В частности, процесс взаимодействия жидкого алюминия с твердым титаном с целью соединения или наращивания титана алюминием называют иногда сваркой плавлением и наплавкой вместо пайки и напайки соответственно
...
Соединения однородных или разнородных веществ по характеру связи элементарных самостоятельных частиц атомов, ионов, молекул (кристалл можно считать бесконечной молекулой) с внешними электронами можно разделить на три типа: 1) с физической связью — без обмена элементарными частицами и электронами; 2) с хемосорбциои-ной связью — без обмена элементарными частицами, но с обменом электронами; 3) с когезионной саязью — с обменом элементарными частицами и электронами
...
В паяном соединении различают участки (ГОСТ 17325—71):1)паяный шов — участок паяного соединения с лнтон структурой, закристаллизовавшийся в процессе пайки;2)галтель паяного шва — участок паяного «шва, образовавшийся у края зазора на наружных поверхностях соединяемых деталей под действием капиллярных сил;3)диффузионная зона паяного соединения — участок паяного соединения, характеризующийся измененным химическим составом основного материала, образовавшийся в результате диффузии компонентов припоя и паяемых материалов;4)зона термического влияния — участок паяного соединения с входящими в него диффузионными зонами, характеризующийся измененными структурой, химическим составом, свойствами основного материала
...
Поверхность, отделяющая диффузионную зону от зоны контактного плавления паяемого материала, образовавшуюся в результате взаимодействия его с жидким припоем
...
Поверхность, отделяющая зону контактного плавления-основного материала (зону химической эрознн) от зоны шва, в которой происходило перемешивание жидкого припоя а контактно-расплавившегося основного материала
...
Слабыми звеньями могут быть:1)непропан, иеспан и недопустимая газовая пористость как результат плохого смачивания лаяемого материала жидким припоем и затекания в зазор;2)хрупкие прослойки химических соединений на границе шва и основного материала, образующиеся при пайке или высокотемпературной длительной эксплуатации как результат слишком сильной химической связи компонентов паяемого материала и припоя;3)недопустимое уменьшение толщины паяемого материала в результате интенсивно развивающейся при пайке химической или кавитацнонной эрозин в жидком припое;4)диффузионная пористость по границе шва н основного материала в результате нескомпеиснрованной диффузии их компонентов через приграничные области соединения;5)трещины в паяемом металле в местах контакта с жидким припоем, образующиеся вследствие охрупчнвающего действия последнего;6)пониженная пластичность напаяного материала;7)трещины в паяных соединениях или в соединяемых материалах, образовавшихся прн значительных внутренних напряжениях нз-за значительной разницы коэффициента линейного расширения и низкой пластичности соединяемых материалов;8)низкая коррозионная стойкость паяных соединений;9)отсутствие вакуумной плотности паяных швов;10)щелевая коррозия по границе шва и основного материала;11)пониженная прочность и пластичность паяемого материала при его нагреве в интервалах температр недопустимых структурных превращенийПоявление «слабых звеньев во многом определяется развитием контактных процессов на межфазных границах при пайке, которые усложняются специфическими условиями: протеканием нх в капиллярных зазорах, чаще всего при неизотермн-ческом контакте фаз, незавершенностью процессов фнзико-хн-мнческого взаимодействия, локальностью и метастабильностыо характера контакта фаз, в частности обусловленной наличием на металле окисиых пленок, а также сравнительно большими скоростями перемещения жидкой фазы
...
Однако применение других способов пайки по формированию паяного шва, иагреву или удалению окисной пленки может обеспечить совместимость материалов, и требуемое качество, надежность и долговечность паяных изделий
...
Анализ показывает, что эти работы прежде всего можно разделить на две группы:/1) паяемый металл и припой находятся в контакте в условиях нагрева до температуры пайки (неизотермнческий контакт);2) паяемый металл и жидкий припой вводятся в контакт только прн температуре пайки (изотермический контакт)
...
Прн пайке в печах электросопротивления н индукционным способом паяемый металл н припой нагреваются в контакте от комнатной температуры; при нагреве паяльником, горелками, погружением — от температуры выше ликвидуса припоя до температуры пайки
...
Мало изучены особенности растекания и затекания припоев в зазор в неизотермнческнх условиях нагрева и влияние характера взаимодействия паяемого материала на
...
Недостаточно изучено влияние ряда факторов на растекание припоев: подготовки поверхности, ряда конструктивных факторов, технологических стенок, мест расположения припоя у переменного по величине зазора и др
...
УСЛОВНЫЙ ДИАМЕТР КАПЛИ И КРАЕВОЙ УГОЛ СМАЧИВАНИЯ** Среднее значение результатов трех параллельных опытовДальнейшее увеличение объема флюса до 400 мм3 не влияет на время растекания и краевой угол
...
Схем иіменоння угла см чи ввнмн в н условнее диаметра ,лш й во времени прн рестеканни в услоьи их непрерывного натревя н охлаждения: і — по первому типу: 3 — по второмурис
...
Очевидно, количество цннка, вытесняемого из флюса в единицу времени, прн прочих равных условиях пропорционально количеству галогенида цинка во флюсе и температуре процесса
...
Площадь под растекшейся каплей припоя, дозированной по объему, зависит при прочих равных условиях от контактного угла смачивания при растекании и поэтому может быть принята за один из критериев смачивания
...
Однако при наличии газов в жидком прнлое и материале образца по месту несмачиваиия возникают, растут, отрываются от поверхности и переходят в жидкую фазу газовые поры
...
Поэтому важным критерием смачиваемости является коэффициент —! XХЮ0%, где So — площадь растекающегося 'припоя, S2—суммарная площадь, занятая газовыми порами илн участками не-смачнвання под растекшейся каплей
...
Для усреднения влияния некоторых неконтролируемых переменных прн проведении экспериментов порядок проведения опытов был рэндомизнроваи с помощью таблицы случайных величииБыли построены адекватные математические модели, опи~ сывающие в закодированном виде влияние изучаемых факторов, на кинетику растекания:1
...
Коэффициент при факторе температуры оказывается статистически значимым то сравнению с этим же этапом прн растекании олова, однако он влияет в меньшей степени, чем флюс и шероховатость
...
Одновременное увеличение степени перегрева над температурой ликвидуса припоя и применение флюса Прима 3 неблагоприятно сказывается на контактном угле смачивания при растекании олова; при растекании ПОС61 предпочтительнее использовать верхние уровни этих факторов
...
Через сквозное отверстие в центре подложки проходила хромель-алюмелевая термопара, горячий спай которой закрепляли в глухом отверстии нижней пластины образца при его загрузке
...
Поэтому припой сначала смачивает ииж-нюю пластину с контактным углом, определяемым точкой / на кривой Огв, верхняя менее нагретая пластина смачивается прн этом с большим контактным углом вгп, определяемым точкой 2 (рис
...
При нагреве и верхней пластины до температуры лайки образуется симметричный мениск с контактным углом, определяемым точкой 3 и углом вг-Стадия стационарного затекания припоя характеризуется постоянным значением угла смачнвання 62, равным для нижней и верхней пластин, а следовательно, симметричным мениском и непрерывным заполнением
...
Заметное повышение температуры жидкой фазы при входе ее в капилляр наблюдается в случае начального расположения припоя ПОС61 при сборке иа некотором расстоянии от зазора
...
При иэдзотср-мическо-м контакте паяемого материала и припоя перегрев выше температуры ликвидуса припоя почти не влияет иа процесс заполнения зазора, так как процесс формирования паяного шва заканчивается раньше, чем пластины прогреваются до температуры лайки
...
Применение флюса Прима 3 способствует улучшению смачиваемости паяемого металла припоем, быстрому образованию почти симметричного мениска, ускорению процесса заполнении зазора л формированию плавной галтели
...
Шероховатость поверхности также оказывает заметное влияние на кинетику заполнения зазора припоем, но в меньшей стспенн, чем флюс- Для этого фактора предпочтительнее применение верхнего уровня т е
...
Поры н участки несмачивания могут быть обнаружены при отдире припаянных пластин при температуре немного ниже температуры распайки или при рентгеновском просвечивании шва
...
Поэтому за второй критерий затекаемости припоя в зазор может быть взят коэффициент пористости;где 5Э—площадь проекции капиллярного участка паяного, шва;5и — общая площадь пор
...
Кроме того, вследствие большого объема жидкой фазы в таких галтелях может развиваться недопустимая химическая эрозия паяемого металла, стыки зерен в галтели более обогащены ликватом и по «им может развиваться усадочная пористость, задерживаться развитие процесса диффузионной пайки и скапливаться хрупкие структурные составляющие, ослабляющие прочность соединений
...
ВЫСОТУ И РАДИУС ГАЛТЕЛИ ГОРИЗОНТАЛЬНОГОПо данным, приведенным в работе [31], такой случай имел место при пайке медн Sn — РЬ припоями при пятикратном объеме припоя, требуемом для заполнения галтсльного участка шва
...
Прн выходе припоя из зазора контактный угол резко увеличивается до 63 (точка 4), как и при затекании в равномерный горизонтальный зазор, а затем снижается до 6* прн образовании галтели
...
Контактный гол затекания в зазор припоя при укладке его у широкой части зазора в 1,5- 2 раза больше, а угол Оз при выходе из зазора меньше, чем при укладке припоя возле узкой части переменного зазора
...
Т СОКРащениязазора припой ^г^Г^» Я- ^Затекание припоя в вертикальный зазорНа кинетику подъема жидкого припоя в вертикальном зазо^ ре прн введении его в контакт с паяемым материалом прн температуре пайки решающее влияние оказывает ширина зазора
...
При наличии технологической стенки жидкий припой смачивает ее и стекает по ней, входя в зазор под действием составляющей поверхностного натяжения между твердым металлом и окружающей газовой среды (о?—г) и силы тяжести
...
С технологической же стенкой жидкий свинец заполняет зазор, но за больший промежуток времени, чем припон ПОС61 и ОВЧООО, и с заметным запаздыванием начала процесса
...
Зависимость высоты затекания припоев и в верткнальпый зазор 6=0 5 мм сверху от времени пайкн Сеэ технологической стенки (а) и с использованием послед НЄЙ (б:I — олово мирки ОВЧООО
...
При этом сразу же после расплавления припой затекает в вертикальный зазор, перетекает в нижнюю его часть и заполняет ее на максимально возможную высоту, излишек припоя вытекает из зазора наружу (см
...
Поэтому при пайке изделий с вертикальными зазорами и затеканием предварительно уложенного припоя сверху высота зазора не должна превышать максимальную возможную высоту подъема припоя в условиях пайки
...
При растекании и затекании в зазор с образованием ореола припой может перетекать с горизонтальной плоскости на вертикальные, а при образовании жидкой каймы — полностью смачивать пластину
...
Для возможности наблюдения и съемки процесса заполнения зазора жидким припоем был применен образец, представляющий собой сплющенную медную или латунную трубку диаметром 6мм с толщиной стенки 1 мм
...
Перед испытанием образец располагали вертикально, закрепив его конец в переходнике, соединенном с ванной жидкого припоя, помещенной в электромагнитном поле установки
...
Для возможности раздельного нагрева припоя и паяемого образца до температуры испытания с помощью нихро-мовой спирали, переходник изготавливали из асботермоенлика-та
...
Скорость заполнения капиллярного зазора под действием электромагнитных сил на порядок больше, чем при капиллярном его заполнении и может регулироваться величиной электромагнитного давления
...
Поэтому уменьшение силы, приложенной к массе жидкого припоя, должно вести к увеличению времени, соответствующему максимальному значению мгновенной скорости заполнения
...
Увеличение зазора соответствует снижению гидравлических потерь ДНг и росту давления массы жидкого припоя Лрж- При этом высота заполнения по офлюсованной паяемой поверхности уменьшается по сравнению с заполнением капиллярных зазоров под действием максимального электромагнитного давления (рис
...
Высота заполнения и максимальное значение мгновенной скорости заполнения некапиллярных зазоров под действием минимального электромагнитного давления резко уменьшаются
...
Использование в качестве паяемого материала латуни Л62 вместо меди М1 также приводит к снижению высоты и мгновенной скорости заполнения, Это можно объяснить наличием на поверхности латуни более стойких окислов, чем на меди, снижающих величину капиллярного давлении
...
Этот зародыш может расти под влиянием нагрева, проникновения в него растворенных в твердой и жидкой фазах газов и при испарении с поверхности элементов с большим давлением пара
...
Газы, растворенные в металлах, а также компоненты с большим давлением пара, выходящие на такую поверхность раздела, накапливая и создавая местное давление, могут относительно легко создавать
...
Особенно значительное количество иесплошиостей в швах наблюдается после флюсовой газопламенной пайки высокотемпературными (серебряными) припоями крупногабаритных латунных изделий
...
Образование пористости и непропаев может привести к существенному ухудшению прочностных, коррозионных, радиотехнических характеристик паяных соединений и их герметичности
...
Прн послойном снятии металла шва параллельно плоскости слоя было обнаружено, что крупные несплошности неправильной формы иногда граничат с иеоблу-женными участками паяемой поверхности
...
Поэтому применение печной пайкн с флюсом 209, при которой, несмотря на резкое снижение пористости в паяных швах, не обеспечи-ается товарный вид изделия, часто нецелесообразно
...
Аси новской, этот флюс но сравнению с флюсом 209 обеспечивает почти полное отсутствие нспропасв при газопламенной пайке мелких латунных изделий и его остатки после пайки имеют щелочную реакцию (рН флюса Салют 1 составляет 7—8, а остатки флюса 209 после панки по тем же режимам серебряными припоями имеют рН, равный 3—4, т
...
При прочих равных условиях торможение процесса обегання припоя вдоль периметра нахлестки уменьшается также с увеличением температурного интерпала плавления припоя
...
Так, например, при панке латунных волноводов с припоем ПСр40 площадь непропаев существенно выше, чем при пайке с припоем ПСр45, имеющим несколько более широкий интервал плавления
...
При контактно-реактивном плавлении в безокислительиой среде серебра с латунью окисные пленки на ее поверхности разрушаются и диспергируют без применения флюсов
...
Применение гальванических нлн химических покрытий никелем (толщиной 20—25 мкм), не вступающих в контактное тавление с латунью или припоем, не предотвращает образо пания развитой пористости в паяных швах
...
При этом изучали интенсивность развития пористости в зависимости от способа подготовки поверхности перед пайкой, времени выдержки при температуре панки и марки припоя
...
С расходом аргона увеличивалось испарение цинка из латуни, так как при этом уменьшалось парциальное давление паров цинка в контейнере и увеличивалось его окис леиие
...
Уменьшение массы образцов нз Л62 н зависимости от времс нн отжиги прн 830°С в атмосфере аргона (заштрихована область раз бпоса данных)рис 20 Микроструктура поверхностного слоя латуни Л62 мосле отжига в атмосфере аргона три ВЭОХ в течение 2 ч
...
Оставшиеся вакансии могут либо служить зародышами пор, либо коагулировать, образуя поры при появлении жидкой фазы в контакте отожженная латунь — серебро
...
Увеличение суммарного объема остающихся в образце вакансий с увеличением времени отжига подтверждается изменением массы образцов и уменьшением их объема в зависимости от времени отжига
...
Прн остановках в продвижении припоя по зазору происходит увеличение контактного гла смачнвання 0 (например, на К) 15 град, при пайке меди оловом) Это дало основание считать, что остановки связаны с локальным кесма-чиваиием паяемой поверхности жидкой металлической фазой
...
Схема зависимости коэффициента пористости Кп от ширины за зора Он предполагать, что в таких образцах должен быть повышенный коэффициент пористости Ли [29]
...
Этот переход определяется давлением и температурой н происходит со скачкообразным изменением внутренних ^интенсивных) параметров тела, не зависящих от его объемз и массы, в частности сопровождается потерей устойчивости кристаллической решетки н установлением ближнего порядка расположения атомов
...
Температура солидуса макрооднородных металлов и сплавов при нагреве их отдельных или контактирующих частиц ие является постоянной величиной и изменяется в пределах меньших одного градуса в зависимости от анизотропии кристаллов на поверхности, на которой обычно начинается автономное плавление, границ зерен, степени дисперсности зерен
...
Конвекция может быть вынужденной (механической) или естественной, в результате температурных и концентрационных флуктуации, вызванных, в частности, ликвацией сплава
...
Обычно конвективное движение в жидкой фазе ускоряет выравнивание состава и достижение равновесной ее концентрации Сж, определяемой диаграммой состояния и температурой взаимодействия
...
По мере возрастания химической связи между атомами компонентов А н В по сравнению с химической связью между одноименными атомами компонентов А или В, на диаграммах состояния А-—В появляются сначала жидкие растворы в ограниченной (б*, в), а затем п во всей области концентрации (г—д), а затем ограниченные , ) неограниченные твердые растворы (и, к) и, наконец, химические соединения ( , )Состав фаз системы А—В, находящихся в равновесии при температуре Т\, определяется точками пересечения коноды, проведенной на уровне 7"i с кривыми солндуса иликвид\са диаграммы состояния
...
Все остальные твердые и жидкне сплавы системы А—В, включая А и В, будучи введены в физический контакт, представляют термодинамически неравновесную систему, в которой при заданной температуре в месте их контакта возникают процессы, стимулирующие возвращение ее к равновесному состоянию- Этот переход согласно термодинамическим представлениям происходит через метастабильиое и лабильное равновесие
...
Прн значении функции состояния Слг имеет место предельно неравновесное состояние, от которого мо-мет быть совершен переход как к стабильному, так н к нестабильному равновесию
...
При переходе от стабильного в нестабильное нли метастабиль пое состояние и наоборот время существования системы (ее свойства) уменьшается скачкообразно
...
В простейшем опытно-оправдываемом случае вероятность пребывания части системы в активируемом состоянии при V пропорциональна времени пребывания в этом состоянии
...
Активируемое состояние можно рассматривать как виртуальное метастабиль-ное состояние, возникающее и быстро распадающееся, переходящее в необратимо существующее после выхода из области неустойчивого существования
...
Энергетическим стимулом первой стадии перехода системы при р=сопБ1 и Г—сопбь является непрерывное увеличение потенциальной энергии активации за счет кинетической энергии, а энергетическим стимулом второй стадии — непрерывное уменьшение изобарного изотермического потенциала
...
Степень активирования атомов поверхностного слоя жидкого металла большая, чем слоя твердого, вследствие большей подвижности атомов жидкости и влияния воздействия слоя твердого металла на жидкое в результате химической связи между инми
...
Высокая скорость этого процесса определяется подвижностью атомов в жндком состоянии значительно большей, чем скорость их смещения, стимулируемая величиной градиента концентраций, что характерно для следующей стадии диффузионного перемещения атомов от межфазной границы в глубь жидкости
...
Такая равномерность распределения атомов твердых и жидких тел является результатом не диффузионного, а кооперативного (коллективного) перемещения атомов в одном акте, без обмена местами атомов и вакансий на расстояниях, меньших или не превышающих межатомные
...
Процесс насыщения жидкой фазы атомами твердого тела при температуре контакта может происходить путем контактного твердо-жидкого плавления ннтерметаллида в жидкой фазе, диффузии атомов твердого тела через несовершенства в прослойке химического соединения или развития туннельного эффекта
...
Степень активирования атомов поверхностного слоя жидкого металла большая, чем слоя твердого, вследствие большей подвижности атомов жидкости и влияния воздействия слоя твердого металла на жидкое в результате химической связи между инми
...
Высокая скорость этого процесса определяется подвижностью атомов в жндком состоянии значительно большей, чем скорость их смещения, стимулируемая величиной градиента концентраций, что характерно для следующей стадии диффузионного перемещения атомов от межфазной границы в глубь жидкости
...
Такая равномерность распределения атомов твердых и жидких тел является результатом не диффузионного, а кооперативного (коллективного) перемещения атомов в одном акте, без обмена местами атомов и вакансий на расстояниях, меньших или не превышающих межатомные
...
Скорость эрозии 6ЧЗ/6Ч — монотонно убывающая функция Поэтому при легировании припоя паяемым металлом до ССЖ скорость эрозии может быть значительно уменьшена
...
Если в результате диффузионных процессов концентрация какого-либо элемента в прилегающих фазах стремится повыситься, то граница раздела передвигается в сторону фазы, в которой пограничная концентрация данного элемента меньше
...
Следовательно:где *Ш2 — количество компонента В, подводимого к границе раздела;гШ, — количество компонентов В, отводимого от границы раздела в результате диффузии в твердом растворе (а)
...
Это равновесие непрерывно нарушается в связи с наличием градиента концентрации компонента жидкой фазы в твердой н диффузионным перемещением его внутрь паяемого металла
...
Характерно, что скорости диффузии элементов внедрения и замещения в жидкой фазе при 1550° С близки между собой; в твердом теле они могут отличаться на несколько порядков (например, коэффициенты диффузии углерода и железа в жидкой стали близки между собой, тогда как в твердой стали они различаются в —'Ю^раз)
...
В системе паяемый металл — припой, образующих простую эвтектику с малым содержанием паяемого металла вблизи эвтектической температуры, химическая эрозия паяемого металла невелика
...
С повышением температуры растворимость алюминия в олове заметно возрастает; при этом склонность к эрозии увеличивается, в частности, в связи с тем, что растворимость олова в твердом алюминии остается незначительной (при 530°С, ~0
...
Например, высокая склонность к химической эрозии никеля н никелевых жаропрочных сплавов при пайке припоями на основе системы N1—В вызывается резким снижением температуры плавления прн образовании паяного соединения (температура плавления никеля 1453°С, эвтектики 1080°С), при ~4% В и большем содержании никеля в эвтектике, при очень малой растворимости бора в никеле
...
Повышенная химическая эрозия никеля н его сплавов наблюдается прн пайке с припоями иа основе системы N1—$1 но она меньше, чем прн панке с припоями на основе N1—В или N1—Мп
...
Наличие такого промежуточного слоя соединения, как правило, уменьшает скорость плавления твердого металла в контакте с жидким припоем в интервале температур, при которых образуется прослойка химического соединения
...
Это равновесие непрерывно нарушается в связи с наличием градиента концентрации компонента жидкой фазы в твердой н диффузионным перемещением его внутрь паяемого металла
...
Поэтому двойная диаграмма с образованием химических соединений интерметаллидов такого типа может быть разделена на отдельные квазнбинарные диаграммы, которые указывают, какие фазы должны контактировать между собой, чтобы эта квазибинарная система находилась в равновесии с интерметал-лндом, наиболее богатым легкоплавким компонентом системы (см
...
В последнем случае рост прослойки К происходит путем диффузии атомов легкоплавкого металла В через иитерметаллид К в сторону паяемого металла и соответственно лимитируется ею
...
Следовательно, можно ожидать, что тормозящее действие интерметаллидной прослойки на процесс контактного плавления А в жидком В будет иметь место ие только ниже температуры перитектического превращения, ио и несколько выше его
...
Во втором случае скорость развития химической эрозии определяли по потере массы образца на единицу его поверхности в единицу времени, отсчитываемого с момента погружения в ванну с жидким припоем, объем которой в 20 раз превышал объем образца, или также по глубине химической эрозии
...
Поэтому двойная диаграмма с образованием химических соединений интерметаллидов такого типа может быть разделена на отдельные квазнбинарные диаграммы, которые указывают, какие фазы должны контактировать между собой, чтобы эта квазибинарная система находилась в равновесии с интерметал-лндом, наиболее богатым легкоплавким компонентом системы (см
...
Зависимость скорости развития химической эрозия оа алюминии в жид ком цнике в нэотермияесиих условиях от температурыв) возрастание скорости химической эрозии с последующим ее замедлением
...
Медь с оловом, кадмием и никель с кадмием образуют системы сплавов эвтектического типа с неконгруэнтными интерме-таллидами, а медь с цинком — систему сплавов перитектиче-ского типа
...
Микроисследование образцов и рентгенонсследование их поверхностных слоев (по методу порошков) подтвердили, что в стадии замедленного развития химической эрозии образцов на их поверхности образуется тонкий слой нитерметаллнда
...
Например, в поверхностном слое аустенитиых хромоиикелевых сталей, находившихся в контакте с жидким натрием, наблюдалось образование поверхностного ферритного слоя, следствие более быстрого (селективного) растворения в натрии никеля по сравнению с железом [34]
...
Первый процесс — физико-химический, связанный с локальным контактным плавлением по границам зерен, не зависящий или слабо зависящий от напряженного со-
...
Во втором процессе происходит образование трещин по границам зерен при контакте с жидким припоем (под влиянием растягивающих напряжений), в которые затекает (проникает) жидкий припой
...
Возможны два условия межкристаллитной химической эрозии: 1) слабая химическая эрозия металла и сильная эрозия границ его зерен в жидком припое; 2) сильная эрозия металла и границ его зерен, причем эрозия последних значительно больше
...
При этом следует иметь в виду большое значение кинетического фактора, так как взаимодействие припоя с металлом по фронту контакта протекает при наличии большего количества жидкого припоя, чем взаимодействие по границам зерен
...
В результате изменения состояния сплава по границам разориеитированных кристаллитов метастабильный пограничный участок твердого тела сменяется жидким неиа-пряженпым
...
Контактное плавление границ зерен и блоков происходит самопроизвольно и поэтому становится возможным установление термодинамического условия возникновения и развития такого плавления
...
Такие условия создаются при взаимодействии твердой и жидкой фаз в двойных системах элементов, образующих эвтектики или перитектики при температурах выше температур появления последних, и большом концентрационном интервале между солидусом и ликвидусом при температуре пайки
...
При относительно большой растворимости жидкой фазы в твердой (особенно если в двойной системе образуется непрерывный ряд твердых растворов) химическая межзеренная эрозия маловероятна
...
Во многих случаях проникание жидкого металла по границам зерен твердого происходит в две стадии по другому механизму:1)в результате смачивания твердого тела жидкнм снижается поверхностное натяжение на его поверхности От-ж"с/т-г, а под действием внутренних нли внешних растягивающих напряжений образуется трещина по границам зерен;2)жидкий металл проникает в капиллярную межзеренную трещину
...
Отсутствие растворения жидкой фазы в твердой затрудняет процесс проникания (затекания) жидкой фазы по границам зерен твердой (например, свинца и меди), так как смачиваемость при этом недостаточная
...
Согласно [41], при пайке сталей медью в печах глубина проникания меди между зернами чистого железа наибольшая и уменьшается с увеличением содержания углерода, тогда как, согласно [55], при пайке стали с медью с индукционным нагревом (что способствует образованию остаточных напряжений) глубина проникания меди в сталь увеличивается с повышением содержания углерода
...
Такую картину можно наблюдать у сплавов с эвтектикой после нагрева выше эвтектической температуры, например при введении небольшого количества висмута в медь, он равномерно распределяется по границе зерен медн, образуя эвтектику (©=0)
...
Такие структуры имеют место при пайке металлов припоями, образующими между собой эвтектику, или припоем-эвтектикой, в которой одна из фаз является паяемым металлом или его твердым раствором
...
Флавицким совместное плавление твердых металлов при температурах выше температуры плавления нх эвтектики, по ниже температуры автономного плавления наиболее легкоплавкого металла, было названо сначала контактным
...
Особое энергетическое состояние фаз в эвтектике в месте их контакта подтверждается также экспериментальными данными о более высокой коррозионной стойкости эвтектики, чем других сплавов с близким химическим составом [42]
...
Следовательно, электрохимический потенциал в месте контакта фаз в эвтектике нельзя отождествлять с электрохимическим потенциалом контакта, осуществляемого, например, механическим путем
...
Савин-цевым и нх сотрудниками [44], процесс контактно-реактивного плавления («контактного плавления») рассматривался состоящим из двух стадий:1)образования на поверхностях контактирующих кристаллических тел твердых растворов и их плавления;2)растворения твердых контактирующих тел в образовавшейся жидкости, состав которой близок к эвтектическому
...
На начальной стадии процесса энергия активации контактирующих твердых металлов постепенно повышается за счет накопления потенциальной энергии и достигает максимума иа гребне лабильного состояния
...
Малейшее повышение потенциальной энергии системы, состоящей из контактирующих тел, выше требуемой энергии активации, приводит к переходу ее в более стабильное состояние — метастабильиое равновесие трех фаз (двух твердых и жидкой), т
...
Следует полагать, что контактному плавлению твердых веществ как фазовому переходу первого рода предшествует активирование атомов (ионов) контактирующих фаз на межфазиой границе
...
При непрерывном устранении образующейся жидкой эвтектики из зазора и возобновлении локального контакта твердых тел снова будет происходить их контактное плавление
...
Если же жидкая фаза будет нарушать непосредственный контакт твердых тел, то при температуре эвтектики контактно-реактивное плавление может прекратиться вследствие перехода системы в метастабильиое равновесное состояние
...
Коптактное твердо-жидкое плавление в рассматриваемом случае имеет свои особенности, так как с жидкостью контактируют два твердых вещества, способные к контактно-реактивному плавлению
...
Согласно расчетам [45], концентрация жидкой н твердой фаз в нестационарных условиях сначала устанавливается близкой к половине соответствующего предельного значения для температуры контакта в равновесных условиях и стремится к значениям равновесных концентраций в жидкой и твердой фазах Ст и Сш, никогда не достигая их
...
Вследствие этого в процессе дальнейшего перехода системы к локальному метастабильиому равновесию и последующего отвода атомов избыточного вещества в глубь жидкой фазы и приближения ее состава к эвтектическому, вдоль каждой нз межфазиых границ в прилежащем слое жидкой фазы непрерывно возобновляется контактное твердо-жидкое плавление контактирующих веществ
...
Небольшое количество влаги и кислорода в невысоком вакууме или проточных, нейтральных по отношению к паяемым металлам и технологическим материалам газовых средах связываются парами легкоиспаряющихся элементов при нагреве под пайку
...
Поэтому в парах металлов и некоторых элементов становится возможным процесс бесфлюсовой пайки в более низком вакууме, чем без них, а также в менее очищенных от влаги и кислорода нейтральных газовых средах (аргоне, гелии, азоте, углекислом газе)
...
Вследствие этого в процессе дальнейшего перехода системы к локальному метастабильиому равновесию и последующего отвода атомов избыточного вещества в глубь жидкой фазы и приближения ее состава к эвтектическому, вдоль каждой нз межфазиых границ в прилежащем слое жидкой фазы непрерывно возобновляется контактное твердо-жидкое плавление контактирующих веществ
...
Небольшое количество влаги и кислорода в невысоком вакууме или проточных, нейтральных по отношению к паяемым металлам и технологическим материалам газовых средах связываются парами легкоиспаряющихся элементов при нагреве под пайку
...
Пары магния при этом могут быть получены непосредственно прн нагреве в печи порошков, проволоки или фольги магния или введены в камеру пайки нз отдельного сосуда
...
Таким образом, возможность ведения процесса пайки алюминия силумином в парах магния при 560 С доказывает наличие при этом контактного твердо-газового плавления
...
Прн одинаковой температуре паров и твердого металла в камере нагрева, например в вакууме, взаимодействие их между собой возможно только в процессе хсмосорбции и химического взаимодействия на поверхности твердого металла
...
При этом пары элементов могут образовывать с напаиваемым металлом эвтектики нли растворы с требуемыми свойствами, например с высоким сопротивлением истиранию, высокой коррозионной стойкостью в рабочих средах
...
АЛЮМИНИЯПрнмчннг М — технологический (испом втетьныя) металлСреди элементов с высоким давлением пара есть такие,, которые не образуют хрупких интерметаллидов с основой важнейших конструкционных металлических материалов — железом, медью, алюминием нли образуют ннтерметаллиды, стойкие до температур ниже температуры пайки
...
Лашко с сотрудниками подтвердили возможность пайки сталей в нарах марганца, лития н в парах цинка с применением в качестве технологического металла меди, а также пайкн алюминия в парах висмута, кадмия, цинка [46]
...
Темперзтура и время пайки, а также дисперсность порошка меди не оказывают решающего влияния ив прочность паяного соединения, однако наблюдается тенденция к повышению прочности паяных соединений по мере снижения дисперсности порошка меди до 80 мкм
...
Отрицательное влияние избыточного содержания лития в припое иа его затекание в зазор обусловлено, вероятно, "также расширением его интервала кристаллизации и понижением пластичности
...
Поэтому после откачки рабочего пространства печи перед пайкой и при иагреве до 400—500°С дальнейший нагреа паяемою материала производят лишь с периодическим включением насоса для сохранения требуемого давления остаточных газов при температуре пайки
...

Современные средства защиты сварщиков
Металловедение сварки и термическая обработка сварных соединений
Технология и оборудование контактной сварки. Учебное пособие для машиностроительных и политехнических втузов
Контактные металлургические процессы при пайке
Диффузионная сварка разнородных материалов: учеб. пособие для студ. высш. учеб. заведений
Сварка в среде защитных газов плавящимся и неплавящимся электродом (Рекомендации для «чайников»)
Технология металлов и конструкционные материалы: Учебник для машиностроительных техникумов

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

admin

Контактные металлургические процессы при пайке