Реферат: Основы пайки
Московский государственныйавтомобильно-дорожный институт.
Основы пайкиСтудент: Троицкий А. П.
Группа: 1КМ1
Москва 2001.
План реферата1.<span Times New Roman"">
Основы теории пайкиметаллов……………………12.<span Times New Roman"">
Технологияпайки…………………………………...23.<span Times New Roman"">
Флюсы ………………………………………………34.<span Times New Roman"">
Припои………………………………………………45.<span Times New Roman"">
Подготовка деталей кпайке………………………..51.<span Times New Roman"">
Основы теории пайки металлов Пайка — сложный физико-химическийпроцесс получения соединения в результатеВзаимодействиятвердого паяемого (основного) и жидкого присадочного металла
(припоя)
<img src="/cache/referats/8393/image002.jpg" v:shapes="_x0000_i1025">
Паяноесоединение неоднородно по строению и составу. Паяный шов включают в себя спаи,диффузионные зоны и место припоя кристаллизовавшегося в зазоре между деталями сприкристаллизованными ионами.
Спай – переходный слой, образующийся в результатевследствие физико-химического взаимодействия расплавленного припоя с паяемымметаллом. Контактная поверхность плавится в результате теплообмена с припоем.
Диффузионная зона – результат взаимной диффузииприпоя и паяемого металла.
Прикристаллизованная зона – результатконцентрирования в области спая тугоплавких компонентов при кристаллизациирасплава.
Прочностные характеристики паяного соединенияопределяется возникновением химических связей между пограничными слоями припояи паяемого металла (адгезией), а также сцеплением частиц внутри припоя или паяемого металла между собой (когезией).
Особенности процесса кристаллизации вызваны:
·<span Times New Roman"">
·<span Times New Roman"">
·<span Times New Roman"">
между соединяемымиметаллами расплавом припоя и газовой средой.Вследствие малого зазора, в процессе пайки междудеталями образуется незначительное количество жидкого припоя, активновзаимодействующего с паяемыми металлами. В жидкий припой, вследствие диффузии,попадают примеси, а в металл переходятнекоторые компоненты припоя. Изменение жидкой фазы приводит к изменениюструктуры металла шва и температуры кристаллизации.
Кристаллизацию шва рассматривают как двустороннее,направленное к центру, заращивание зазора. Характер кристаллизации определяется скоростью остывания ивеличиной зазора.
При пайке получают соединения с межатомными связямис помощью нагрева их до температуры нижетемпературы их автономного плавления, смачиванием поверхностей расплавом припояс дальнейшим затеканием его в зазор и кристаллизацией. При этом имеет местовзаимодействие:
Паяемый материал- расплав припоя – расплав флюса
при температуре нижеплавления паяемых материалов.
2.<span Times New Roman"">
Технология пайки
Получениепаяного соединения состоит из нескольких этапов:
A.<span Times New Roman"">
B.<span Times New Roman"">
деталей до температуры ниже температуры плавления паяемых деталей;C.<span Times New Roman"">
D.<span Times New Roman"">
E.<span Times New Roman"">
F.<span Times New Roman"">
жидкой формы припоя, находящейся между спаевыми деталями;Пайкой можно соединять любые металлы и ихсплавы. В качестве припоя используютсячистые металлы (они плавятся при строго фиксированной температуре) и их сплавы(они плавятся в определенном интервале температур).
Разница между температурами начала плавления иполного расплавления называется интервалом кристаллизации. При осуществлениипроцесса пайки необходимо выполнение температурного условия:
t1 > t2 > t3 > t4
где t1 – температура началаплавления материала детали
t2 – температуранагрева детали при пайке;
t3– температураплавления припоя;
t4 – рабочая температурапаянного соединения;
3.<span Times New Roman"">
ФлюсыФлюсы применяются для удаления окисной пленкис поверхности основного металла и припоя, а также для недопущения окисления припайке. Флюсы могут быть:
a)<span Times New Roman"">
b)<span Times New Roman"">
c)<span Times New Roman"">
В процессе нагревания соединяемыхметаллов твердый флюс плавится, смачивает поверхности деталей и припоя ивзаимодействует с окисной пленкой. Флюс должен взаимодействовать с окиснойплёнкой прежде, чем расплавится припой.Флюсы могут содержать вещества, которые:
·<span Times New Roman"">
Вступают во взаимодействие с окисной пленкой, образуя шлаки, легкорастворимые во флюсы;·<span Times New Roman"">
Растворяют окисную пленку·<span Times New Roman"">
Вступают в реакцию замещения с окислами труднопаяемого металла иобразуют оксиды легкорастворимые во флюсе.Флюсы классифицируют по признакам:
-<span Times New Roman"">
температурному интервалу пайки на низкотемпературные (t<4500C) ивысокотемпературные (t>4500C);-<span Times New Roman"">
Природе растворителя на водные и неводные;-<span Times New Roman"">
Природе активатора на канифольные, галогенидные, фтороборатные,анилиновые, кислотные и т.д.;-<span Times New Roman"">
По агрегатному состоянию натвердые, жидкие и пастообразные3.1Пример флюса
Для низкотемпературной пайкимеди используют канифоль.
Канифоль — твёрдое стекловидно6е вещество с температуройплавления 1250С,
получаемое из сосновой смолы. Флюсовый эффект связанс содержанием в ней абиетиновой кислоты, растворяющей окислы меди. Притемпературе 300-4000С канифоль разлагается с выделением углерода иводорода. Вследствие этого окислы меди интенсивно восстанавливаются.
4. Припои
Припояминазываются металлы и их сплавы, применяемые дляпайки и лужения (лужение- процесс нанесения на паяемые деталитонкого слоя припоя для улучшения смачиваемости деталей при пайке) и имеющиетемпературы плавления паяемых металлов.
Припои должны отвечать следующим требованиям:
-<span Times New Roman"">
Обладать высокой жидкотекучестью и смачивающей способностью;-<span Times New Roman"">
Интенсивно проникать в зазор между деталями;-<span Times New Roman"">
Обеспечивать прочную связь металлов в зоне спая при статических изнакопеременных нагрузках;-<span Times New Roman"">
Иметь высокую коррозийную стойкость.Припоиклассифицируют по следующим признакам:
a)<span Times New Roman"">
Химическому составу;b)<span Times New Roman"">
Температуре плавления;c)<span Times New Roman"">
Технологическим свойствам;По химическому составу припоиделятся на свинцово-оловянные, серебряные, медно-фосфорные, цинковые, титановыеи др.
По температуре плавления делятся нанизкотемпературные t<4500Cи высокотемпературные t>4500C.
По техническим свойствам делятся на самофлюсующиеся(частично удаляют окислы с поверхности металла) и композиционные (состоят изтугоплавких и легкоплавких порошков, позволяющих производить пайку с большими зазорами междудеталями).
Применение различных типовприпоев:
Свинцовые припои с содержанием серебра до 3% имеюттермостойкость, чем свинцово-оловянистые и применяются при пайке медных и латунных деталей, работающих притемпературе до1500С.
Серебряные припои с медью и цинком применяются привысокотемпературной пайке стали, меди и её сплавов. Они обладают повышеннойтепло- и электропроводностью и высокой пластичностью, прочностью и коррозионнойустойчивостью.
Медно-фосфорные припои применяются как заменителисеребряных припоев при пайке стали имеди. Они обладают высокой жидкотекучестью и самофлюсующимися свойствами.Швы прочные, но не эластичные в условияхнизких температур.
Для высокотемпературной пайки стали и меди такжеприменяются также медно-цинковые припои. Стали можно паять чистой медью исплавами на основе никеля.
4.1 Пример припоя
Для низкотемпературной пайки широко используются свинцово-оловянистыеприпои, обладающие высокимитехнологическими свойствами и обеспечивающие высокую прочность и коррозионнуюстойкость соединения.
5.Подготовка деталей к пайкеи пайка.
1.<span Times New Roman"">
2.<span Times New Roman"">
0С в течение 15-20 минут. После обработки щелочьюдетали последовательно промывают горячейи холодной водой, а затем сушат.3.<span Times New Roman"">
0С).