Основы пайки (referat_payka)

Посмотреть архив целиком

Московский государственный автомобильно-дорожный институт.

















Основы пайки








Студент: Троицкий А. П.


Группа: 1КМ1






Москва 2001.

План реферата


  1. Основы теории пайки металлов……………………1

  2. Технология пайки…………………………………...2

  3. Флюсы ………………………………………………3

  4. Припои………………………………………………4

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




  1. 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.



  1. Технология пайки


Получение паяного соединения состоит из нескольких этапов:


  1. Предварительная подготовка паяемых соединений;

  2. Нагрев соединяемых деталей до температуры ниже температуры плавления паяемых деталей;

  3. Удаление окисной плёнки с поверхностей паяемых металлов с помощью флюса;

  4. Введение в зазор между паяемыми деталями жидкой полоски припоя;

  5. Взаимодействие между паяемыми деталями и припоем;

  6. 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;

t3температура плавления припоя;

t4 – рабочая температура паянного соединения;



  1. Флюсы

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

  1. Твердыми:

  2. Жидкими;

  3. 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:

  1. Химическому составу;

  2. Температуре плавления;

  3. Технологическим свойствам;

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

По температуре плавления делятся на низкотемпературные t<4500C и высокотемпературные t>4500C.

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.

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

  2. 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.

  3. 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).


5




Случайные файлы

Файл
56330.rtf
161657.rtf
11746-1.rtf
42600.rtf
ГОСТ 25592-91.doc




Чтобы не видеть здесь видео-рекламу достаточно стать зарегистрированным пользователем.
Чтобы не видеть никакую рекламу на сайте, нужно стать VIP-пользователем.
Это можно сделать совершенно бесплатно. Читайте подробности тут.