Руководство по пайке металлов

Листать книгу

Страницы: ... ... ... ... ... ...

скачать книгу Руководство по пайке металлов

В книге описана технология пайки различных металлов н сплавов, приведены данные о различных припоях, паяльных флюсах и контролируемых атмосферах (средах), указаны области их применения, а также способы очистки н сборки деталей, соединяемых пайкой. Освещены вопросы конструирования соединений под пайку, методы контроля паяных соединений и правила техники безопасности.
...
Книга представляет значительный интерес для технологов и конструкторов, а также может быть полезна для студентов высших технических учебных заведений.
...
В книге описана технология пайки различных металлов н сплавов, приведены данные о различных припоях, паяльных флюсах и контролируемых атмосферах (средах), указаны области их применения, а также способы очистки н сборки деталей, соединяемых пайкой. Освещены вопросы конструирования соединений под пайку, методы контроля паяных соединений и правила техники безопасности.
...
Книга представляет значительный интерес для технологов и конструкторов, а также может быть полезна для студентов высших технических учебных заведений.
...
В предлагаемом руководстве отражен опыт промышленности Соединенных Штатов Америки в области пайкн металлов.
...
Пайка металлов широко применяется в таких технически разви-" тых странах, как Советский Союз, Соединенные Штаты Америки, Англия, Чехословакия, Германия и др.
...
Как один из наиболее прогрессивных способов соединения металлов, пайка находит применение в настоящее время почти во всех областях техники. Вследствие высокой прочности и эксплуатационной надежности паяных соединений пайка успешно применяется при изготовлении таких ответственных изделий, как пустотелые лопасти воздушных винтов самолетов, охлаждаемые лопатки газовых турбин, сотовые конструкции из нержавеющих сталей, теплообменники для атомных реакторов и др.
...
Однако в технической литературе технология пайки металлов освещена пока еще недостаточно полно. Поэтому предлагаемое читателям Руководство по пайке металлов^ составленное специалистами по пайке, несомненно представит практический интерес для инженерно-технического персонала заводов, ОКБ и научных работников, использующих в своей практической работе пайку металлов, а также для студентов соответствующих специальностей.
...
В книге подробно описаны процессы пайки высокопрочными припоями и обобщен производственный опыт применения пайки во многих отраслях техники Соединенных Штатов Америки. Рассмотрены различные способы пайки и применяющееся оборудование; специфические свойства паяемых металлов и сплавов; припои, паяльные флюсы и атмосферы (среды), в которых производится пайка; методы конструирования соединений деталей и подготовки деталей к пайке; технологические процессы пайки и контроль качества паяных соединений. Описаны особенности процессов пайки таких распространенных металлов и их сплавов, как алюминий, медь, магний, никель, конструкционные и нержавеющие стали, чугун и жаропрочные сплавы. Приведены краткие рекомендации по пайке драгоценных, тугоплавких и некоторых редких металлов. В конце книги приведены основные правила техники безопасности при пайке металлов.
...
По своему содержанию и изложению материала книга доступна широкому кругу читателей и содержит конкретные полезные рекомендации для производственников, что выгодно отличает ее от уже
...
Пайка металлов широко применяется в таких технически разви-" тых странах, как Советский Союз, Соединенные Штаты Америки, Англия, Чехословакия, Германия и др.
...
Как один из наиболее прогрессивных способов соединения металлов, пайка находит применение в настоящее время почти во всех областях техники. Вследствие высокой прочности и эксплуатационной надежности паяных соединений пайка успешно применяется при изготовлении таких ответственных изделий, как пустотелые лопасти воздушных винтов самолетов, охлаждаемые лопатки газовых турбин, сотовые конструкции из нержавеющих сталей, теплообменники для атомных реакторов и др.
...
Однако в технической литературе технология пайки металлов освещена пока еще недостаточно полно. Поэтому предлагаемое читателям Руководство по пайке металлов^ составленное специалистами по пайке, несомненно представит практический интерес для инженерно-технического персонала заводов, ОКБ и научных работников, использующих в своей практической работе пайку металлов, а также для студентов соответствующих специальностей.
...
В книге подробно описаны процессы пайки высокопрочными припоями и обобщен производственный опыт применения пайки во многих отраслях техники Соединенных Штатов Америки. Рассмотрены различные способы пайки и применяющееся оборудование; специфические свойства паяемых металлов и сплавов; припои, паяльные флюсы и атмосферы (среды), в которых производится пайка; методы конструирования соединений деталей и подготовки деталей к пайке; технологические процессы пайки и контроль качества паяных соединений. Описаны особенности процессов пайки таких распространенных металлов и их сплавов, как алюминий, медь, магний, никель, конструкционные и нержавеющие стали, чугун и жаропрочные сплавы. Приведены краткие рекомендации по пайке драгоценных, тугоплавких и некоторых редких металлов. В конце книги приведены основные правила техники безопасности при пайке металлов.
...
По своему содержанию и изложению материала книга доступна широкому кругу читателей и содержит конкретные полезные рекомендации для производственников, что выгодно отличает ее от уже
...
Наряду с положительными качествами книга не лишена и недостатков. К недостаткам следует отнести, например, то, что в главе о флюсах не указаны составы описываемых флюсов, что снижает ценность этой главы. Затронутые вопросы рассмотрены в отдельных главах недостаточно полно. В частности, при описании особенностей пайки алюминия и его сплавов рекомендуется применять лишь припои с температурой плавления выше 570°, в то время как известны припои с меньшей температурой плавления, например, в Советском Союзе уже давно применяются достаточно коррозион-ностойкие алюминиевые припои с температурой плавления 525°.
...
Наряду с положительными качествами книга не лишена и недостатков. К недостаткам следует отнести, например, то, что в главе о флюсах не указаны составы описываемых флюсов, что снижает ценность этой главы. Затронутые вопросы рассмотрены в отдельных главах недостаточно полно. В частности, при описании особенностей пайки алюминия и его сплавов рекомендуется применять лишь припои с температурой плавления выше 570°, в то время как известны припои с меньшей температурой плавления, например, в Советском Союзе уже давно применяются достаточно коррозион-ностойкие алюминиевые припои с температурой плавления 525°.
...
Наряду с положительными качествами книга не лишена и недостатков. К недостаткам следует отнести, например, то, что в главе о флюсах не указаны составы описываемых флюсов, что снижает ценность этой главы. Затронутые вопросы рассмотрены в отдельных главах недостаточно полно. В частности, при описании особенностей пайки алюминия и его сплавов рекомендуется применять лишь припои с температурой плавления выше 570°, в то время как известны припои с меньшей температурой плавления, например, в Советском Союзе уже давно применяются достаточно коррозион-ностойкие алюминиевые припои с температурой плавления 525°.
...
Наряду с положительными качествами книга не лишена и недостатков. К недостаткам следует отнести, например, то, что в главе о флюсах не указаны составы описываемых флюсов, что снижает ценность этой главы. Затронутые вопросы рассмотрены в отдельных главах недостаточно полно. В частности, при описании особенностей пайки алюминия и его сплавов рекомендуется применять лишь припои с температурой плавления выше 570°, в то время как известны припои с меньшей температурой плавления, например, в Советском Союзе уже давно применяются достаточно коррозион-ностойкие алюминиевые припои с температурой плавления 525°.
...
Общепринятое понимание основной терминологии в любой области знаний является необходимым условием для ясности изложения мысли и выражения и для творческого обсуждения построения нового термина. В применении терминов сварка, пайка твердыми припоями и пайка мягкими припоями всегда существовала некоторая путаница. Чтобы внести некоторую ясность в смысл этих терминов, Американское общество сварщиков (AWS — American Welding Society) принимает слово сварка
...
Процессы сварки можно классифицировать различными способами. Правильная классификация облегчает понимание сущности процессов и способствует успешному проведению сварки.
...
В основной схеме сварочных процессов Американского общества сварщиков указаны только те процессы сварки, которые имеют промышленное значение. В «Справочник сварщика» (издание третье) включены стандартные сварочные термины и приведены их определения и пояснения, что очень способствовало уточнению сварочной терминологии.
...
В настоящем Руководстве рассмотрены только процессы пайки твердыми припоями. Американское общество сварщиков определяет пайку твердыми припоями как «группу сварочных процессов, при которых соединение осуществляется путем нагрева деталей до температуры выше 427° и путем применения припоя из цветного металла с более низкой температурой плавления, чем температура плавления соединяемых металлов. В процессе пайки припой заполняет узкие зазоры между соединяемыми поверхностями под действием: сил капиллярного притяжения». Технология процесса пайки характеризуется тремя особенностями: 1) сращивание или соединение-собранного узла из двух или более деталей в одно целое, осуществляемое путем нагрева всего узла или соответствующего участка подлежащих пайке деталей до температуры 427° или выше; 2) при-
...
Общепринятое понимание основной терминологии в любой области знаний является необходимым условием для ясности изложения мысли и выражения и для творческого обсуждения построения нового термина. В применении терминов сварка, пайка твердыми припоями и пайка мягкими припоями всегда существовала некоторая путаница. Чтобы внести некоторую ясность в смысл этих терминов, Американское общество сварщиков (AWS — American Welding Society) принимает слово сварка
...
Процессы сварки можно классифицировать различными способами. Правильная классификация облегчает понимание сущности процессов и способствует успешному проведению сварки.
...
В основной схеме сварочных процессов Американского общества сварщиков указаны только те процессы сварки, которые имеют промышленное значение. В «Справочник сварщика» (издание третье) включены стандартные сварочные термины и приведены их определения и пояснения, что очень способствовало уточнению сварочной терминологии.
...
В настоящем Руководстве рассмотрены только процессы пайки твердыми припоями. Американское общество сварщиков определяет пайку твердыми припоями как «группу сварочных процессов, при которых соединение осуществляется путем нагрева деталей до температуры выше 427° и путем применения припоя из цветного металла с более низкой температурой плавления, чем температура плавления соединяемых металлов. В процессе пайки припой заполняет узкие зазоры между соединяемыми поверхностями под действием: сил капиллярного притяжения». Технология процесса пайки характеризуется тремя особенностями: 1) сращивание или соединение-собранного узла из двух или более деталей в одно целое, осуществляемое путем нагрева всего узла или соответствующего участка подлежащих пайке деталей до температуры 427° или выше; 2) при-
...
менение припоя из цветных металлов с .точкой плавления ниже, чем у основного металла; 3) обязательное смачивание припоем всей подлежащей пайке поверхности основного металла. Последний <рактор является основной особенностью процесса пайки, отличающей его от других сварочных процессов.
...
Чтобы получить хорошее соединение при пайке любым из различных способов, описанных в настоящем Руководстве, должны быть выполнены следующие операции:
...
Основная схема сварочных процессов (фиг. 1) включает в себя восемь дополнительных способов соединения, называемых пайкой:
...
Фиг. 1. Основная схема сварочных процессов (мягкая пайка в схему не включена).
...
Механизированная пайка горелкой может иметь место в том случае, когда по условиям производства требуется применение нескольких горелок, оборудованных одноплеменными или многопла-
...
деталь или горелку, или ту и другую одновременно. В случае использования смеси городского газа с воздухом применяется горелка из огнеупорной керамики (фиг. 4).
...
Механизированная пайка горелкой может иметь место в том случае, когда по условиям производства требуется применение нескольких горелок, оборудованных одноплеменными или многопла-
...
Фиг. 2. Ручная пайка горелкой с многопламенным наконечником.
...
Этот способ пайки не нашел широкого применения, но обеспечивает очень быстрый нагрев. Приспособление для пайки состоит из
...
держателя с двумя угольными или графитовыми электродами, между концами которых горит дуга (фиг. 5). Интенсивный нагрев, осуществляемый дугой, требует быстрого перемещения пламени, чтобы предотвратить перегрев материала при пайке. Вследствие этого машинная пайка независимой угольной-дугой обычно не применяется. Электрическая энергия, необходимая для поддержания ду-Фиг.
...
стоянном токе, или от сварочного трансформатора, работающего на переменном токе. Припой обычно подается с внешней стороны соединения.
...
Пайка в печи особенно широко применяется в тех случаях, когда соединяемые детали можно собрать совместно с припоем, помещаемым непосредственно в соединение или около него. Этот способ
...
пайки является высокопроизводительным. Припой применяется в виде проволоки, фольги, металлических опилок, порошка, пас-
...
ты и т. д. При печной пайке флюсы обычно применяются, за исключением тех случаев, когда их функцию выполняет специально вводимая в печь атмосфера.
...
Печи, применяемые для пайки, состоят из камеры нагрева и камеры охлаждения и должны иметь автоматическое регулирование времени выдержки и температуры. Нагрев печи осуществляется электрическим током, газом или нефтью. Паяемые детали загружаются в печь поштучно, партиями или непрерывно по конвейеру (фиг. 6).
...
При этом способе пайки необходимое тепло получается от электрического тока, индуктирующегося непосредственно в подлежащих пайке деталях, отсюда и название индукционная пайка. При индукционной пайке соединяемые детали располагают около или внутри специальных индукторов (токовозбуждающие катушки) и не включают в
...
Припой обычно укладывается у места соединения перед пайкой. Хорошо сконструированное соединение и правильно выполненный индуктор обеспечивают одновременный нагрев всех соединяемых деталей до необходимой температуры. Типичные виды индукторов показаны на фиг. 8.
...
Флюсы для пайки обычно применяются, за исключением тех случаев, когда их функцию выполняет специально подаваемая к месту пайки атмосфера.
...
Для получения тока высокой частоты обычно применяются три источника: машинный генератор, резонатор и ламповый генератор.
...
ты и т. д. При печной пайке флюсы обычно применяются, за исключением тех случаев, когда их функцию выполняет специально вводимая в печь атмосфера.
...
Печи, применяемые для пайки, состоят из камеры нагрева и камеры охлаждения и должны иметь автоматическое регулирование времени выдержки и температуры. Нагрев печи осуществляется электрическим током, газом или нефтью. Паяемые детали загружаются в печь поштучно, партиями или непрерывно по конвейеру (фиг. 6).
...
Тепло для пайки этим способом получается за счет сопротивления протеканию электрического тока через электроды и подлежащее пайке соединение. Детали, составляющие соединение, в этом случае являются частью электрической цепи.
...
Припой в любой удобной форме предварительно укладывается у соединения или присаживается вручную с внешней стороны соединения в процессе пайки. Необходимо учитывать, что при применении флюса электропровод
...
ность соединения уменьшается (большинство флюсов, когда высыхают, становятся изоляторами). Если используется специальная атмосфера, выполняющая функцию флюса, то флюс не применяется.
...
При этом способе пайки соединяемые детали помещают между двумя электродами, сдавливают надлежащим образом и пропускают через них ток. Давление с электродов не снимается до тех пор, пока расплавленный припой в соединении не затвердевает. В некоторых
...
единения, если с другой стороны предусмотрена соответствующая поддержка детали, обеспечивающая создание необходимого давления для пайки.
...
Обычное приспособление для пайки сопротивлением состоит из клещей или зажимов с электродами, закрепленными на конце каждой рукоятки клещей (фиг. 9). Рукоятки являются проводниками тока и присоединены проводами к трансформатору. Для пайки можно применять как переменный, так и постоянный ток, но в последнем случае пайка стоит значительно дороже. Для устранения перегрева деталей клещи желательно охлаждать водой. Пайку сопротивлением можно выполнять также и на сварочных машинах.
...
Электроды могут быть из графита, угля, тугоплавких металлов или медных сплавов, в соответствии с необходимой электропроводностью.
...
Известны два способа пайки погружением: пайка погружением в расплавленную соляную ванну и пайка погружением в расплавленный припой.
...
Этот способ пайки осуществляется путем заливки расплавленного припоя в соединение, предпочтительно с одной стороны. Этот способ уступает другим способам пайки, более экономичным и
...
В отдельных отраслях промышленности, например в производстве электронных трубок, описанные выше способы пайки применяются с определенными специальными усовершенствованиями (см. гл.
...
Технологические режимы обычно записываются в технологической карте, позволяющей установить все условия и последовательность процессов, в результате которых получается единообразная паяная продукция, отвечающая требованиям конструкции. Такая запись дает возможность конструктору довести свой замысел до производства и способствует его правильному осуществлению. Технологическую карту можно использовать и для контроля, например, при помощи этой карты контролер может определить, какой припой и какой основной металл должны применяться и применяются ли они в процессе производства. По окончании работы технологическую карту можно хранить в папке и использовать в дальнейшем, если будут производиться подобные работы.
...
(Дать эскиз с указанием формы я толщины соединяемых деталей; указать зазор для шва и место укладки припоя в соединении: сварку и способ фиксации деталей)
...
(Указать очиститель: проволочная щетка, наждак или состав очистителя. Указать также технологию и режимы очистки: время, температура, промывка и пр. Если применяется.
...
(Дать эскиз с указанием формы я толщины соединяемых деталей; указать зазор для шва и место укладки припоя в соединении: сварку и способ фиксации деталей)
...
Очистка перед пайкой. Травление в растворе А—19 мин., суш-ка, полное удаление окалины наждачной шкуркой ООО._
...
(Указать очиститель: проволочная щетка, наждак или состав очистителя. Указать также технологию н режимы очистки: время, температура, промывка и пр. Если применяется, те
...
Эскиз. На эскизе следует указывать форму и размеры .деталей соединения', включая и допуски, если это необходимо. На эскизе может быть показана или только плоскость соединения или же полностью весь паяемый узел.
...
Основной металл. Для основных металлов применять стандартные американские .спецификации: ASTM, AISI, SAE *. Если материал не подходит к стандартной спецификации, то следует указывать его химический состав, марку или другие отличительные данные. При сочетании разнородных металлов нужно указывать состав или спецификацию для каждого из них.
...
Специальные условия обработки основного металла (термообработка, отделка и пр.) также необходимо указывать.
...
Очистка перед пайкой. Подробно указать процесс очистки. Отметить, если это важно, время между очисткой и пайкой, а также любые специальные требования для устранения загрязнения очищенных деталей. Промежуточное покрытие указывается только в том случае, если оно применяется для облегчения процесса пайки.
...
Припой. Предпочтительно применять нумерную классификацию припоев согласно стандартам на припои (AWS, А58, ASTM, В260). Здесь же указать количество и форму припоя и как его применять, т. е. размещать ли предварительно на деталях или присаживать вручную во время пайки и пр. Если необходимо, то согласоваться с эскизом.
...
Флюс или атмосфера. В дополнение к указанию вида указать способ применения и другие специальные требования, как, например, степень осушки атмосферы. Если применяются и флюс и атмосфера, то необходимо дать характеристики и того и другого.
...
Сначала нужно указать способ пайки, т. е. горелкой, в печи, индукционный, погружением и пр. Затем надо подробно описать методы контроля процесса. Сюда должны входить гип и размер наконечника горелки для пайки, тип печей в случае применения пайки в печи и пр. Подробно указать, следует ли производить нагрев определенного участка и нагрева каких участков следует избегать.
...
Очистка после пайки. После пайки необходимо удалить все остатки флюса, особенно в тех случаях, когда применялись флюсы, вызывающие коррозию на таких металлах, как алюминий и магний. Удаление флюса может иметь значение также и для окончательной отделки паяной детали.
...
Требования, предъявляемые при контроле. Указать вид испытания и дать подробное описание процесса испытания и результатов. Определить также количество образцов для испытания и степень дефектности, при которой допускается исправление или браковка.
...
Заполненная форма технологической карты приведена в качестве примера, и указанный в карте процесс на практике не применяется.
...
Все металлы и сплавы можно паять, если применять надлежащий способ пайки. Некоторые металлы и сплавы имеют свои металлургические особенности, требующие применения специальных процессов для получения паяных соединений удовлетворительного качества.
...
Водород имеет способность очень быстро диффундировать в кристаллическую решетку многих металлов вследствие того, что его атомы малы. При повышении температуры скорость диффузии возрастает. При диффузии водорода в металл, который не полностью раскислен (содержит кислород), может происходить восстановление окислов, если температура достаточно высока. Конечным продуктом этой реакции являются металлическая губка и водяной пар.
...
Так как размер молекул паров воды слишком велик, то диффузия их в поверхность металла, подобно диффузии водорода, произойти не может. Вследствие этого внутри металла развивается давление, которое для вязкой медной сердцевины составляет 63 кг/мм2.
...
Электролитическая вязкая медь, серебро и палладий при наличии в них кислорода подвергаются водородному охрупчиванию, если их нагревать в присутствии водорода. Следовательно, чтобы спаять вязкую медь без охрупчивания, атмосфера, в которой происходит нагрев, не должна содержать водорода. Поэтому для деталей, выполняемых пайкой, хорошо применять раскисленную или бескислородную медь. Бескислородная медь может окисляться и подвергаться водородному охрупчиванию в том случае, когда применяется неправильный режим нагрева. Практически медь, обладающую водородной хрупкостью, невозможно восстановить до нормального состояния.
...
границам зерен. При этом не образуются водяные пары, как в меди, но иногда развивается высокое давление, так как водород диффундирует в форме атомов, которые при взаимодействии в металле превращаются в молекулы, имеющие меньшую подвижность и создающие по мере накопления определенное давление.
...
Сталь, подвергшаяся водородному охрупчиванию, имеет низкую вязкость. Однако механические свойства такой стали и содержащих железо сплавов можно восстановить, если заставить водород диффундировать наружу при длительном нагреве стали в печи только до температур 8G—100° или, если хранить сталь долгое время до восстановления вязкости.
...
К счастью, большинство других металлов и сплавов, окислы которых можно восстановить при помощи водорода, содержат в себе избыток раскисляющих элементов и не подвергаются водородному охрупчиванию.
...
Некоторые нержавеющие стали и другие сплавы, содержащие хром и углерод, способны образовать и выделять карбиды при нагреве до температуры 480—700°. Выделение карбидов происходит вследствие того, что углерод реагирует предпочтительно с хромом с образованием карбидов, которые обычно отлагаются по границам зерен. Образование карбидов приводит к уменьшению в сплаве количества хрома, поэтому материал, непосредственно примыкающий к частицам карбида, имеет значительно худшую коррозионную стойкость, чем первоначальный сплав. В соответствующих коррозионных средах механические свойства такого сплава могут понижаться с образованием малого или незаметного очага коррозии.
...
Выделившиеся карбиды могут снова раствориться в сплаве при нагреве до 1000—1130° и последующем быстром охлаждении. Однако эта термообработка не является пригодной для паяных узлов.
...
Другой стабилизирующей термообработкой, при которой невы-делившиеся хромовые образования разгоняются (диспергируются) по всему объему, является нагрев до 870° в течение 2 час, затем охлаждение в печи до 540° и последующее охлаждение на воздухе.
...
При быстром процессе пайки в нержавеющих сталях нормального типа выделяется очень незначительное количество карбидов. В тех случаях, когда быстрый нагрев невозможен, а паяные соединения из нержавеющей стали должны работать в условиях коррозии, следует применять одну из стабильных сталей, таких, как 347 или 321 *.
...
и медноникелевые сплавы, имеют тенденцию растрескиваться во время пайки, если они находятся в напряженном состоянии и в контакте с жидким припоем. Материалы с высокой температурой' отжига, и в особенности те, которые подвергаются старению, также имеют указанную тенденцию к растрескиванию под нагрузкой. Растрескивание возникает почти мгновенно в процессе пайки и трещина хорошо видна до тех пор, пока расплавленный припой не войдет в нее и полностью не заполнит ее *.
...
Этот процесс можно рассматривать как коррозионное растрескивание под напряжением, если расплавленный припой считать коррозионной средой. Сталь, находящаяся в напряженном состоянии и помещенная в каустический раствор, или находящаяся под напряжением латунь, помещенная в раствор аммиака, могут служить-примером коррозионного растрескивания. Напряжения, вызывающие растрескивание, могут возникать при неправильном охлаждении деталей после термообработки до пайки, или при механическом или термическом нагружении деталей в процессе пайки.
...
Причину возникшего растрескивания под напряжением можно» обычно установить путем критического анализа процесса пайки. Принимают все меры к устранению источника, вызывающего напряжения в детали во время пайки.
...
* В ряде случаев эти трещины визуально обнаружить не удается и тогда: они могут привести к разрушению паяной детали в процессе эксплуатации.
...
Никель и другие сплавы, в состав которых входит большое количество никеля, при нагреве в присутствии серы или компонентов с содержанием серы становятся хрупкими. Это вызывается образованием легкоплавкого сульфида никеля, который располагается преимущественно по границам зерен и, будучи хрупким, растрескивается под действием приложенных нагрузок. Материал, обладающий, сернистой хрупкостью, непригоден для применения и восстановлению не поддается.
...
Добавка хрома к никелю и медноникелевым сплавам уменьшает их склонность к охрупчиванию. При пайке особенно важно, чтобы
...
сплавы, в которых основным элементом является никель, были бы перед нагревом очищены от веществ, содержащих серу, таких, как нефть, смазка, краска, меловые пометки и охлаждающие жидкости. Нагрев никелевых и медноникелевых сплавов нужно производить в атмосфере, свободной от сернистых примесей.
...
Основной металл, механические качества которого получены в результате закалки, может сделаться менее твердым и более крупнозернистым, если температура пайки выше температуры его отт жига. Термически обработанные материалы после нагрева их в процессе пайки изменяют свои механические свойства. Материалы в отожженном состоянии очень незначительно изменяют свои свойства при пайке.
...
Зона, на которую распространяется термическое влияние при пайке, в большой степени зависит от применяемого способа нагрева. При пайке горелкой, индукционным методом или путем погружения образуется некоторая зона теплового влияния. При пайке в печи нагреву подвергается материал всей паяемой детали. В основном зона термического влияния при пайке шире и имеет менее отчетливую границу, чем при любом процессе сварки.
...
Часто желательно производить термообработку спаянного узла для улучшения механических свойств основного материала. Для черных сплавов это осуществляется путем закалки с повышенных температур с последующим отпуском при более низкой температуре. Для других сплавов, таких, как меднобериллиевый сплав, дураникель, К монель, инконель X и нержавеющая сталь 17-7РН (сталь СН-2), термообработка заключается в нагреве до средних температур с последующим регулируемым охлаждением. Когда металл подвергают пайке с последующей термообработкой, то важно, чтобы применяемый припой образовал достаточно прочное паяное соединение, которое не могло бы разрушиться при перемещении деталей для термообработки.
...
Соединение между припоем" и основным металлом в процессе пайки происходит путем сплавления или диффузии. Обычно такое сплавление является поверхностным эффектом и распространяется вглубь соединяемых поверхностей на несколько тысячных долей миллиметра. Однако в некоторых случаях сплавление и диффузия происходят на большую глубину, что требует применения специальных способов пайки.
...
При пайке в печи медь очень легко сплавляется с никелем, мо-нелем и медноникелевыми сплавами. В этом случае расплавленная медь не растекается на большую площадь, так как сплавление основного металла с медью повышает температуру плавления образовавшегося сплава, что приостанавливает его растекание.
...
Некоторые припои, например на основе алюминия и магния, сплавляются и диффундируют полностью через тонкий алюминиевый лист, если он находится при температуре пайки дольше, чем это необходимо. При такой чрезмерной диффузии паяное соединение не будет прочным и пластичным.
...
Излишний жидкий припой, который растекается под действием силы тяжести по тонким элементам паяемых изделий, может образовать раковины в таких элементах в процессе диффузии и сплавления с основным металлом.
...
Пайка золота при производстве ювелирных изделий производится очень быстро, чтобы припой не диффундировал в золото и не вызывал его обесцвечивания и образования пятен.
...
В случае чрезмерной диффузии и сплавления необходимо производить пайку за наиболее короткое время и при наиболее низкой температуре, насколько это возможно. Припой нужно применять и количестве, достаточном для заполнения соединительного зазора полностью. Излишнее количество припоя нежелательно и неэкономично.
...
При помощи пайки можно соединять многие разнородные материалы. Действительно, пайка является решением проблемы соединения в тех случаях, когда несовместимость материалов вследствие их металлургических особенностей является основным препятствием для соединения их сваркой.
...
Однако имеются и некоторые ограничения. Припой для пайки разнородных материалов должен иметь температуру плавления меньшую, чем температура плавления любого из соединяемых основных металлов и должен быть совместимым с обоими основными металлами. Это можно проиллюстрировать двумя примерами.
...
Алюминиевые припои применяются для соединения алюминиевых сплавов между собой, но спаять этими припоями алюминиевые ■сплавы с медными сплавами и получить швы удовлетворительного качества невозможно. Серебряные припои непригодны для пайки алюминиевых или магниевых сплавов между собой, а также для пайки этих сплавов с другими металлами.
...
Коррозионная стойкость металлов представляет собой очень сложный вопрос, изложение которого не представляется возможным в настоящей книге. В случае необходимости получить данные о коррозионной стойкости металлов или о сопротивлении металлов воздействию специфических сред и атмосфер лучше обращаться к стандартному руководству по этому вопросу под названием «Справочник по коррозии» под редакцией Г. Г. Улиг, опубликованному а 1948 г.
...
Американское общество сварщиков определяет припой как применяемый при пайке присадочный материал. К припоям относятся цветные металлы или сплавы с температурой плавления выше 425°, но ниже температуры плавления соединяемых металлов. Раньше
...
Пайка золота при производстве ювелирных изделий производится очень быстро, чтобы припой не диффундировал в золото и не вызывал его обесцвечивания и образования пятен.
...
В случае чрезмерной диффузии и сплавления необходимо производить пайку за наиболее короткое время и при наиболее низкой температуре, насколько это возможно. Припой нужно применять и количестве, достаточном для заполнения соединительного зазора полностью. Излишнее количество припоя нежелательно и неэкономично.
...
эти металлы называли твердыми припоями и паяльными сплавами, но затем этот термин был заменен более точным термином — присадочный металл для пайки.
...
Для лучшего уяснения природы припоев и правильного выбора их для специальных целей необходимо прежде всего изучить температурные характеристики (кривые охлаждения и пр.) применяемых металлов и сплавов. Характеристику плавления чистого металла описать легко, так как чистый металл переходит из твердого состояния в жидкое при постоянной температуре и скорее, чем плавятся сплавы в определенном интервале температур. Характеристика плавления сплавов более сложная. Любые группы сплавов можно изучить лучше всего путем составления диаграммы зависимости химического состава от температуры. Такие диаграммы называются диаграммами состояния.
...
Такую диаграмму можно получить при исследовании свойств сплавов различного состава при различных температурах.
...
После точного химического анализа для каждого сплава строят кривые охлаждения, по которым определяют температуру начала затвердевания и температуру, при которой весь сплав становится совершенно твердым. Эти точки наносят на диаграмму и соединяют линиями. В результате получается серия кривых, которые обычно представляются в координатах: состав в процентах — температура в градусах.
...
Из диаграммы фиг. 13 видно, что в эвтектический состав входят 72% серебра и 28% меди (точка С). Этот состав плавится и становится полностью жидким при 779°.
...
Любые сплавы, имеющие состав, отличный от эвтектического, не становятся полностью жидкими до тех пор, пока не будет достигнута более высокая температура. Например, сплав из 50% серебра и 50% меди имеет температуру солидуса 779°, а температуру ликвидуса 862°. Другими словами, этот состав сплава серебро—медь начинает плавиться при 779° и полностью превратится в жидкое состояние при 862°.
...
лам. Такие припои широко применяются для пайки в тех случаях, когда величину .зазора в соединении легко установить. При пайке этими припоями можно применять как медленный, так и быстрый яагрев.
...
В противоположность этому имеются другие припои с широким интервалом кристаллизации (большая разница между температурами солидуса и ликвидуса), в случае применения которых необходимо принимать меры предосторожности во избежание слишком медленного нагрева. При частичном расплавлении этих припоев (температура нагрева припоя в процессе пайки несколько выше температуры солидуса, но ниже температуры ликвидуса) жидкая их часть будет иметь состав, отличный от твердой части. Если припои этого типа предварительно поместить в соединение и медленно нагревать в
...
Тенденция припоя с широким интервалом кристаллизации к лик-:вации зависит от соотношения компонентов, которые плавятся, и времени, в течение которого это плавление происходит. Составляющие компоненты припоя, которые фактически остаются твердыми при температуре верхнего предела кристаллизации, не проявляют чрезмерного стремления к ликвации, а часть припоя, находящаяся ;в жидком состоянии в процессе плавления, способна ликвировать.
...
Припой с широким интервалом кристаллизации, который не проявляет стремления к чрезмерной ликвации, часто применяется, когда пригонка деталей в узле не является точной, и в особенности, :Когда в процессе производства невозможно поддерживать постоянный зазор между соединяемыми деталями. В тех случаях, когда детали собраны с ■ необходимым зазором, применяемый припой можно нагревать выше его температуры ликвидуса, чтобы обеспечить затекание его в узкий зазор за счет капиллярного притяжения. 'Однако, когда при соединении требуется большой зазор, то припой .можно осторожно нагревать до температуры в пределах интервала кристаллизации, чтобы полностью заполнить больший зазор между этими деталями. Таким же образом можно делать швы с валиком, что было бы невозможно без припоев с широким интервалом кристаллизации. Однако применение таких припоев считается нецеле-•сообразным и их по возможности исключают из употребления.
...
лам. Такие припои широко применяются для пайки в тех случаях, когда величину .зазора в соединении легко установить. При пайке этими припоями можно применять как медленный, так и быстрый яагрев.
...
В противоположность этому имеются другие припои с широким интервалом кристаллизации (большая разница между температурами солидуса и ликвидуса), в случае применения которых необходимо принимать меры предосторожности во избежание слишком медленного нагрева. При частичном расплавлении этих припоев (температура нагрева припоя в процессе пайки несколько выше температуры солидуса, но ниже температуры ликвидуса) жидкая их часть будет иметь состав, отличный от твердой части. Если припои этого типа предварительно поместить в соединение и медленно нагревать в
...
Тенденция припоя с широким интервалом кристаллизации к лик-:вации зависит от соотношения компонентов, которые плавятся, и времени, в течение которого это плавление происходит. Составляющие компоненты припоя, которые фактически остаются твердыми при температуре верхнего предела кристаллизации, не проявляют чрезмерного стремления к ликвации, а часть припоя, находящаяся ;в жидком состоянии в процессе плавления, способна ликвировать.
...
Согласно теории припой должен полностью расплавиться прежде, чем он затечет в зазор и распределится в соединении под действием капиллярных сил. Поэтому обычно температура ликвидуса припоя может считаться самой низкой температурой, применяемой для пайки *, и все детали, входящие в соединение, должны быть нагреты до этой температуры или выше.
...
Практически нельзя быть уверенным, что все внутренние и внешние части паяемого соединения нагреваются только до этой минимальной температуры. Месторасположение и скорость нагрева, масса деталей и коэффициент термического расширения основного металла являются теми факторами, которые определяют распределение тепла в паяемой детали. В случае быстрого местного нагрева (индукционная пайка) распределение температуры неравномерно и температура наружных поверхностей значительно больше, чем внутренних. При медленном нагреве (пайка в печи), когда деталь нагревается равномерно и постепенно, распределение температуры в паяемом узле более равномерное (см. ниже таблицы припоев).
...
При смачивании паяемого металла расплавленным припоем может иметь место диффузия компонентов припоя в основной металл или растворение припоем основного металла. Такие диффузия и растворение наиболее вероятны в том случае, когда припой и основной металл подобны по химическому составу. На диффузию и растворение могут оказывать влияние следующие факторы:
...
Иногда в процессе пайки вследствие местной диффузии припоя между зернами основного металла происходит растрескивание металла, которое зависит от его внутренних напряжений. Этот вопрос освещен в гл. 2.
...
Чрезмерная диффузия припоя в основной металл может оказывать существенное влияние на физические и механические свойства металла. Тонкие части основного металла являются наиболее уязвимым местом паяного соединения и в них вследствие эрозии могут образоваться сквозные раковины. Растворение основного металла припоем изменяет температуру его ликвидуса и может привести к плохому заполнению зазора между соединяемыми деталями. Для того чтобы уменьшить или диффузию или растворение
...
основного металла, процесс пайки необходимо производить как можно быстрее и поддерживать низкую температуру пайки в пределах диапазона кристаллизации для применяемого припоя.
...
Остальная часть главы посвящена описанию составов и применению припоев, входящих в «Спецификацию припоев» (AWS А5.8—52; ASTM В260—52). Состав припоев указан номинальный.
...
Величину соединительного зазора практически лучше всего определять опытным путем. Обычно для нахлесточных соединений с длиной нахлестки (перекрытия) менее 6,35 мм
...
Наиболее широко применяется пайка алюминия горелкой, в печи или погружением, хотя возможны также и другие способы пайки. Применение флюса необходимо при всех перечисленных способах пайки. Вследствие того, что флюсы для пайки алюминия по своей природе могут вызывать коррозию, надо после пайки тщательно очищать детали от остатков флюса. Способы удаления остатков флюсов описаны в гл. 12.
...
При медленном нагреве меднофосфористые припои имеют тенденцию к ликвации. Поэтому необходимо, в особенности, когда припой накладывается предварительно, производить нагрев по возможности быстро. После пайки припой приобретает в шве светло-серый цвет. После погружения паяного соединения в 10%-ный раствор серной кислоты припой снова принимает цвет меди.
...
В приведенной ниже таблице отмечено, что нижний предел температур пайки для этих припоев меньше, чем их температура ликвидуса. Основным принципом пайки является нагрев до наименьшей температуры из рекомендованного интервала в соответствии с минимальным зазором между соединяемыми деталями и необходимым временем выдержки. Это в свою очередь зависит от соединяемых материалов, применяемого способа пайки и конструкции паяемого соединения.
...
лым зазором. Самые лучшие результаты получаются при соединительном зазоре от 0,025 до 0,075 мм.
...
Припой ВСиР-3 также имеет исключительно хорошую текучесть при температуре пайки. Рекомендуемый соединительный зазор от 0,05 до 0,125
...
Припой ВСиР-5 применяется для очень плотных соединений. Соединительный зазор рекомендуется устанавливать в пределах 0,075—0,125
...
(BAg). Серебряные припои применяются для пайки всех черных и цветных металлов, за исключением алюминия, магния и других металлов с очень низкой температурой плавления. Эти припои применимы для всех способов пайки и
...
Интервал температур плавления этих припоев очень узкий. После пайки припои в шве приобретают светло-желтый цвет.
...
Припой BAg-2 также свободно растекается по паяемой поверхности и применяется для пайки общего назначения, но при несколько повышенной температуре пайки. Более широкий интервал кристаллизации этого припоя позволяет выполнять пайку соединений с неравномерными зазорами, но необходимо принимать меры для предотвращения ликвации припоя. После пайки припой приобретает желтый цвет.
...
Припой BAg-З широко применяется для припаивания твердосплавных пластин режущего инструмента к стальным державкам вследствие его способности смачивать поверхности твердых сплавов. Припой имеет широкий интервал кристаллизации, но его твердая и жидкая фазы не склонны к чрезмерной ликвации. Это позволяет применять припой для пайки соединений с большими зазорами или для получения валиков (галтелей). Припой обычно имеет хорошие антикоррозионные свойства, но растекается несколько хуже, чем припои BAg-1 и BAg-2. После пайки припой BAg-З приобретает беловато-желтый цвет.
...
Припой BAg-4 подобно припою BAg-З широко применяется для припаивания к резцам пластин из твердых сплавов, хотя при этом требуется несколько повышенная температура нагрева. В расплавленном состоянии припой более текуч, чем припой BAg-З. После пайки припой приобретает светло-желтый цвет.
...
Припои BAg-5 и BAg-б применяются для пайки металлов при повышенных температурах. Их можно применять в том случае, когда присутствие кадмия в составе припоя является вредным, например при пайке оборудования для пищевых продуктов. После пайки припой в шве имеет светло-желтый цвет.
...
Припой BAg-7 является промышленным припоем с низкой температурой плавления, который не содержит кадмия; применяется при пайке в печи. После пайки припой принимает беловатый цвет подобно цвету нержавеющей стали. Этот припой находит применение в молочной и пищевой промышленности, где содержание кадмия в швах паяных изделий не допускается. Припой BAg-7 менее склонен вызывать при пайке коррозионное растрескивание под напряжением на нержавеющей стали и некоторых никелевых сплавах.
...
Припой BAg-8 применяется в тех случаях, когда припой не должен содержать легко испаряющихся элементов, как, например, при пайке вакуумных труб. Хотя этот припой свободно растекается, но плохо смачивает черные металлы. После пайки припой в шве имеет белый цвет.
...
Припои BAg-9, -10 и -11 применяются обычно для соединения пайкой серебряных изделий. Эти три припоя имеют разную температуру плавления и могут применяться для ступенчатой пайки последовательных соединений. После пайки все припои в шве приобретают белый цвет.
...
электронных трубок, где легко испаряющиеся элементы особенно нежелательны. Пайка электронных трубок этими припоями ведется индукционным методом, в печи или методом сопротивления в восстановительной атмосфере или вакууме без флюса. При других способах пайки применяют флюс из буры и борной кислоты. Для ступенчатой пайки имеются два меднозолотых припоя BCuAu-1 и BCuAu-2, допускающие изменения температуры пайки.
...

Сварка, резка и пайка металлов
Променеві методи обробки: Навч. посібник
Сварные базовые детали станков и машин. Обзор
Руководство по пайке металлов
Газовая сварка и резка металлов
Металловедение сварки стали и сплавов титана
Справочник по сварке и склеиванию пластмасс

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

admin

Руководство по пайке металлов