.

Основы пайки (реферат)

Язык: русский
Формат: реферат
Тип документа: Word Doc
11 962
Скачать документ

Московский государственный автомобильно-дорожный институт.

Основы пайки

Студент: Троицкий А. П.

Группа: 1КМ1

Москва 2001.

План реферата

Основы теории пайки металлов……………………1

Технология пайки……………………………………2

Флюсы ………………………………………………3

Припои………………………………………………4

Подготовка деталей к пайке………………………..5

Основы теории пайки металлов

Пайка – сложный физико-химический процесс получения соединения в
результате

Взаимодействия твердого паяемого (основного) и жидкого присадочного
металла

(припоя)

Паяное соединение неоднородно по строению и составу. Паяный шов включают
в себя спаи, диффузионные зоны и место припоя кристаллизовавшегося в
зазоре между деталями с прикристаллизованными ионами.

Спай – переходный слой, образующийся в результате вследствие
физико-химического взаимодействия расплавленного припоя с паяемым
металлом. Контактная поверхность плавится в результате теплообмена с
припоем.

Диффузионная зона – результат взаимной диффузии припоя и паяемого
металла.

Прикристаллизованная зона – результат концентрирования в области спая
тугоплавких компонентов при кристаллизации расплава.

Прочностные характеристики паяного соединения определяется
возникновением химических связей между пограничными слоями припоя и
паяемого металла (адгезией), а также сцеплением частиц внутри припоя
или паяемого металла между собой (когезией).

Особенности процесса кристаллизации вызваны:

Малым зазором (0,05…0,07 мм) между деталями;

Различием химических составов припоя и паяемого металла;

Кратковременностью физико-химических взаимодействий между соединяемыми
металлами расплавом припоя и газовой средой.

Вследствие малого зазора, в процессе пайки между деталями образуется
незначительное количество жидкого припоя, активно взаимодействующего с
паяемыми металлами. В жидкий припой, вследствие диффузии, попадают
примеси, а в металл переходят некоторые компоненты припоя. Изменение
жидкой фазы приводит к изменению структуры металла шва и температуры
кристаллизации.

Кристаллизацию шва рассматривают как двустороннее, направленное к
центру, заращивание зазора. Характер кристаллизации определяется
скоростью остывания и величиной зазора.

При пайке получают соединения с межатомными связями с помощью нагрева
их до температуры ниже температуры их автономного плавления, смачиванием
поверхностей расплавом припоя с дальнейшим затеканием его в зазор и
кристаллизацией. При этом имеет место взаимодействие:

Паяемый материал- расплав припоя – расплав флюса

при температуре ниже плавления паяемых материалов.

Технология пайки

Получение паяного соединения состоит из нескольких этапов:

Предварительная подготовка паяемых соединений;

Нагрев соединяемых деталей до температуры ниже температуры плавления
паяемых деталей;

Удаление окисной плёнки с поверхностей паяемых металлов с помощью флюса;

Введение в зазор между паяемыми деталями жидкой полоски припоя;

Взаимодействие между паяемыми деталями и припоем;

Кристаллизация жидкой формы припоя, находящейся между спаевыми
деталями;

Пайкой можно соединять любые металлы и их сплавы. В качестве припоя
используются чистые металлы (они плавятся при строго фиксированной
температуре) и их сплавы (они плавятся в определенном интервале
температур).

Разница между температурами начала плавления и полного расплавления
называется интервалом кристаллизации. При осуществлении процесса пайки
необходимо выполнение температурного условия:

t1 > t2 > t3 > t4

где t1 – температура начала плавления материала детали

t2 – температура нагрева детали при пайке;

t3 – температура плавления припоя;

t4 – рабочая температура паянного соединения;

Флюсы

Флюсы применяются для удаления окисной пленки с поверхности основного
металла и припоя, а также для недопущения окисления при пайке. Флюсы
могут быть:

Твердыми:

Жидкими;

Пастообразными;

В процессе нагревания соединяемых металлов твердый флюс плавится,
смачивает поверхности деталей и припоя и взаимодействует с окисной
пленкой. Флюс должен взаимодействовать с окисной плёнкой прежде, чем
расплавится припой.

Флюсы могут содержать вещества, которые:

Вступают во взаимодействие с окисной пленкой, образуя шлаки, легко
растворимые во флюсы;

Растворяют окисную пленку

Вступают в реакцию замещения с окислами труднопаяемого металла и
образуют оксиды легкорастворимые во флюсе.

Флюсы классифицируют по признакам:

температурному интервалу пайки на низкотемпературные (t<4500C) и высокотемпературные (t>4500C);

Природе растворителя на водные и неводные;

Природе активатора на канифольные, галогенидные, фтороборатные,
анилиновые, кислотные и т.д.;

По агрегатному состоянию на твердые, жидкие и пастообразные

3.1Пример флюса

Для низкотемпературной пайки меди используют канифоль.

Канифоль – твёрдое стекловидно6е вещество с температурой плавления
1250С,

получаемое из сосновой смолы. Флюсовый эффект связан с содержанием в ней
абиетиновой кислоты, растворяющей окислы меди. При температуре 300-4000С
канифоль разлагается с выделением углерода и водорода. Вследствие этого
окислы меди интенсивно восстанавливаются.

4. Припои

Припоями называются металлы и их сплавы, применяемые для пайки и лужения
(лужение- процесс нанесения на паяемые детали тонкого слоя припоя для
улучшения смачиваемости деталей при пайке) и имеющие температуры
плавления паяемых металлов.

Припои должны отвечать следующим требованиям:

Обладать высокой жидкотекучестью и смачивающей способностью;

Интенсивно проникать в зазор между деталями;

Обеспечивать прочную связь металлов в зоне спая при статических и
знакопеременных нагрузках;

Иметь высокую коррозийную стойкость.

Припои классифицируют по следующим признакам:

Химическому составу;

Температуре плавления;

Технологическим свойствам;

По химическому составу припои делятся на свинцово-оловянные, серебряные,
медно-фосфорные, цинковые, титановые и др.

По температуре плавления делятся на низкотемпературные t4500C.

По техническим свойствам делятся на самофлюсующиеся (частично удаляют
окислы с поверхности металла) и композиционные (состоят из тугоплавких и
легкоплавких порошков, позволяющих производить пайку с большими
зазорами между деталями).

Применение различных типов припоев:

Свинцовые припои с содержанием серебра до 3% имеют термостойкость, чем
свинцово-оловянистые и применяются при пайке медных и латунных деталей,
работающих при температуре до1500С.

Серебряные припои с медью и цинком применяются при высокотемпературной
пайке стали, меди и её сплавов. Они обладают повышенной тепло- и
электропроводностью и высокой пластичностью, прочностью и коррозионной
устойчивостью.

Медно-фосфорные припои применяются как заменители серебряных припоев
при пайке стали и меди. Они обладают высокой жидкотекучестью и
самофлюсующимися свойствами. Швы прочные, но не эластичные в условиях
низких температур.

Для высокотемпературной пайки стали и меди также применяются также
медно-цинковые припои. Стали можно паять чистой медью и сплавами на
основе никеля.

4.1 Пример припоя

Для низкотемпературной пайки широко используются свинцово-оловянистые
припои, обладающие высокими технологическими свойствами и
обеспечивающие высокую прочность и коррозионную стойкость соединения.

5.Подготовка деталей к пайке и пайка.

Механическая обработка (подгонка деталей друг к другу и создание
шероховатости с помощью шкурки)

Обезжиривание поверхностей, подготавливаемых для пайки (едким натром
(5-10 г/л), углекислым натрием (15-30г/л), тирнатрийфосфатом (30-60
г/л), эмульгатор ОП-7 (0,5 г/л)). Детали в растворе выдерживают при
температуре 50-600С в течение 15-20 минут. После обработки щелочью
детали последовательно промывают горячей и холодной водой, а затем
сушат.

Нагрев и пайка осуществляется паяльником, паяльными клещами, газовым
пламенем, в печах, током ВЧ, электронным или лазерным лучом (паяльником
можно паять только тонкостенные детали при температуре до 3500С).

PAGE

PAGE 4

Нашли опечатку? Выделите и нажмите CTRL+Enter

Похожие документы
Обсуждение

Оставить комментарий

avatar
  Подписаться  
Уведомление о
Заказать реферат!
UkrReferat.com. Всі права захищені. 2000-2019