Файл: Балицкий А.В. Технология изготовления вакуумной аппаратуры.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 09.04.2024
Просмотров: 628
Скачиваний: 2
С еребряны е |
припои |
|
|
|
|
|
|
|
|
Химический состав, массовая концентрация, % |
|||
Марка припоя |
|
|
|
|
|
|
|
М едь |
Серебро |
Цинк |
Свинец |
Олово |
Кадмий |
ПСр-1,5 |
|
1,5 |
|
83,5 |
15,0 |
_ |
ПСр-2 |
|
2,0 |
— |
63 |
30,0 |
5,0 |
ПСр-2,5 |
|
2,5 |
_ |
92,0 |
5,5 |
--- |
ПСр-10 |
50 |
10 |
Остальное |
0,5 |
< 0 ,5 |
< 0 ,5 |
ПСр-12 |
36 |
12 |
|
0.5 |
< 0 ,5 |
< 0 ,5 |
ПСр-25- |
40 |
25 |
|
0,5 |
< 0 ,5 |
< 0 ,5 |
ПСр-45 |
30 |
45 |
_ |
0,3 |
< 0 ,8 |
< 0 ,2 |
ПСр-50 |
50 |
50 |
_ |
— |
— |
|
|
_ |
— |
_ |
|||
ПСр-70 |
26 |
70 |
4 |
|||
ПСр-72 |
28 |
72 |
— |
— |
— |
- |
(ПСрМ-72-28) |
|
|
|
_ |
_ |
26 |
ПСр-40-КН |
16 |
40,7 |
17 |
|||
ПСр-62 |
28 |
62 |
_ |
— |
10 |
--- |
ПСрМИн-бЗВ |
27 |
63 |
— |
— |
— |
— |
|
|
|
Таблица 7-5 |
|
Температура |
|
|
|
плавления |
|
|
|
|
|
Примечание |
Никель |
Начало |
Конец |
|
_ |
265 |
370 |
— |
— |
225 |
285 |
— |
— |
295 |
305 |
— |
< 0 ,5 |
815 |
850 |
ГОСТ 8190-56 |
< 0 ,5 |
750 |
800 |
ГОСТ 8190-56 |
< 0 ,5 |
745 |
775 |
ГОСТ 8190-56 |
< 0 ,2 |
660 |
725 |
ГОСТ 8190-56- |
— |
779 |
850 |
ГОСТ_8190-56 |
— |
730 |
755 |
ГОСТ 8190-56 |
— |
779 |
779 |
ГОСТ 8190-56- |
0,3 |
605 |
620 |
ГОСТ 8190-56 |
— |
660 |
700 |
ГОСТ 8190-56 |
—685 710 МСНХ ТУ215-57,
индий 10 %.
Интересно заметить, что при определенных условиях спаи, вы полненные некоторыми припоями, с течением времени изменяются.
Так, спай, выполненный припоем |
Ni + Cr+Mn на нержавеющей ста |
ли, при дальнейшем прогреве до |
1200 °С в течение 6 ч растворяется |
полностью в основном металле без потери прочности соединения. Флюсы для твердой панки должны полностью расплавляться при
температурах, несколько меньших, чем температура плавления при поя, но не выгорать и оставаться активными при нанвысшеп тем пературе плавления припоя. Для папки углеродистой стали, меди, латуни, бронзы флюсом с успехом служит обезвоженная бура или смесь буры и борной кислоты.
Лучшим флюсом для вакуумно-плотной пайки нержавеющих сталей серебряными припоями является флюс 18В. Он длительное время остается активным даже при нагреве до 800 °С в отличие от флюса 209, который после расплавления очень быстро теряет активность, вследствие чего с ним можно надежно паять только мелкие детали.
Флюс замешивается с водой н в виде кашицы в небольшом ко личестве предварительно наносится на место спая равномерным тонким споем. Нагрев деталей ведется уже с флюсом. Если флюса оказывается недостаточно, то перед нанесением на шов припоя флюс добавляется на нагретую деталь с помощью заточенного лопаткой стального прутка. В последнее время стал применяться флюс 1SB не только для лайки нержавеющих сталей и жаростойких никелевых сплавов, но и для малоуглеродистых сталей, меди н ее сплавов и никеля. Дело в том, что бура и борная кислота оставляют после панки стекловидный шлак, с большим трудом удаляемый с металла, а остатки флюса 18В легко удаляются непосредственно после панки кипящей водой (15—20 мин).
Шлак после панки с бурой и -борной кислотой удаляется ки пячением в воде в течение 20—30 мин, а затем обработкой последо вательно в 2—3%-ном горячем растворе натриевого хромпика и хо лодном 1%-ном растворе такого же хромпика. Такая обработка длится также 30 мин, но все же ею снимается обычно не весь шлак и часть его приходится осторожно удалять механической обработкой шва.
Затем швы зачищаются мелкой шкуркой, а медные или латунные детали протравливаются в растворах азотной ки-слоты и тщательно промываются холодной, а затем горячей водой.
Следует помнить, что все эти операции совсем не заменяют и не исключают окончательной промывки, обычной для всех вакуум ных установок, путем тщательного протирания и ополаскивания растворителями и дистиллированной водой. После любой промывки детали следует тщательно просушить в сушильном шкафу или путем длительного обдувания фильтрованным воздухом.
Для пайки нержавеющей стали медью и другими тугоплавкими припоями с температурой плавления выше 850 °С применяется флюс 201 или 200. Эти флюсы также наносятся на место спая до начала нагрева в виде кашицы, замешанной па воде (.при нагреве горелкой пли в печи) или па спирте (при индукционном нагреве токами вы сокой частоты).
При папке тугоплавкими припоями необходимо особенно внима тельно следить за степенью и порядком нагрева детален, так как здесь особенно легко допустить перегрев металла, окисление н преж девременное разложение флюса.
176
fr-S. ЗАЗОРЬ!
Сборка деталей под пайку должна производиться без значительных зазоров, но не на прессовых и даже не
на |
напряженных |
посадках. Зазоры должны составлять |
в |
месте спая в |
момент расплавления припоя 0,05— |
0,12 мм. Они необходимы, чтобы все соединяемые по верхности могли быть смочены расплавляемым в про цессе пайки флюсом, а затем расплавленный припой,
смачивая поверхности спая, |
мог |
по этим |
весьма ма |
лым зазорам проникнуть на |
всю |
глубину |
соединения. |
Проникновение припоя в глубину шва происходит под действием сил поверхностного натяжения, причем зазо ры указанного выше порядка подобно капиллярной трубке содействуют лучшему заполнению шва жидким припоем. Для получения вакуумно-плотного шва необхо димо, чтобы припой хорошо смачивал поверхность спаи ваемого металла и диффундировал в его поверхностный слой не только внутри шва, но и на узких полосках вдоль всего шва снаружи, образуя между ними гал тель.
В случае пайки деталей из однородного металла за зоры устанавливаются окончательно при сборке под пайку и для их сохранения (до заполнения припоем.) следует лишь выдерживать равномерный нагрев всех частей спаиваемого узла.
Сложнее обстоит дело при соединении деталей из разных металлов с разными температурными коэффи циентами линейного расширения и различной теплопро водностью. При определенной температуре плавления припоя нельзя спаять соединение, нагревая детали обратно пропорционально их температурным коэффи циентам линейного расширения, что дало бы возмож ность сохранить зазор неизменным от начала до конца нагрева. Весь узел должен при пайке иметь одинаковую температуру, а, следовательно, детали будут по мере нагрева расширяться по-разному и зазор будет изме няться.
Если мы обозначим через DB и а в диаметр при сбор ке и температурный коэффициент линейного расширения Бала (охватываемой детали); D0 и ао диаметр при сбор ке и температурный коэффициент линейного расшире ния отверстия (охватывающей детали); ta температуру пайки, °С; tc температуру деталей при сборке; DBM дна-
178
метр вала, нагретого до температуры пайки и D0.п диа метр отверстия, нагретого до температуры пайки, то
D p . u z = D o + -ОцССв (^п— '^с) i
До.к—Do+ Daao(ta—tc) .
Чтобы в момент пайки не создался натяг и флюс и припой могли проникнуть на всю глубину спая, величи на Dо.н должна превышать Дв.ы на 0,1—0,24 мм. При этом условии результаты пайки будут хорошими. Отсю да нетрудно определить и диаметры охватываемой и охватывающей деталей в месте спая при сборке до на чала нагревания.
В некоторых случаях, когда диаметры спаиваемых деталей велики и температурный коэффициент линейно го расширения у охватывающей детали значительно больший, чем у охватываемой, их окончательная сборка в холодном состоянии невозможна и приходится осуще ствлять посадку одной детали в другую уже в значи тельно подогретом состоянии.
Следует учитывать также и теплопроводность метал ла. Медные, алюминиевые, латунные, бронзовые детали быстро прогреваются во всей своей массе и расширяют ся почти равномерно. Если же детали сложной конфигу рации сделаны из нержавеющей стали или никелевого сплава, то прогрев и потери тепла могут быть неравно мерными и какой-то пояс может препятствовать полно му температурному расширению детали в месте спая за счс-т внутренних напряжений металла. В таких случаях необходимо давать дополнительный подогрев детали.
7-9. ТЕХНИКА ПАЙКИ ТВЕРДЫМИ ПРИПОЯМИ
Для ручной пайки припой удобнее всего иметь в виде проволоки толщиной 0,5—2,0 мм. Если припой получен в виде пластин, то их приходится разрезать при помощи ножниц полосками в 2—3 мм шириной («лап шой»). Для удобства пайки такая полоска припаивается одним концом к концу толстой стальной проволоки или тонкому прутку под углом примерно 100—110°. Такой «кочергой» с концом из припоя удобно оперировать во
время пайки. |
; |
Когда детали достаточно нагреты и предварительно |
|
наложенный |
флюс расплавился, пламя горелки перево- |
12* |
179 |
дится па их наиболее массивные части, немного в сторо ну или ниже шва, а подогретый в пламени пруток при поя окунают концом в баночку с флюсом и затем прово дят им точно вдоль шва. При этом конец прутка припоя быстро плавится, припои разогревается иа детали, ста новится жидкотекучим и заполняет шов, очищенный флюсом от окислов.
Скорость этого прочерчивания припоем по шву зави сит от многих условий: массы спаиваемых деталей, ве личины зазора в шве, степени прогрева детали и подо
грева припоя, |
толщины прутка (или |
полоски) |
припоя |
и т. п. |
паяльщика состоит |
главным |
образом |
Искусство |
в том, чтобы правильно нагреть детали п пруток при поя, уловить необходимую скорость прочерчивания при поем по шву п сделать это равномерно, без разрывов и остановок. Затем нужно быстро провести по всему шву заточенным и залуженным (тем же припоем) стальным прутком, разравнивая излишние скопления припоя в от дельных местах и ликвидируя прерывность шва, и быст ро, но тщательно проверять, как лег припои по всей длине ш е э . Если припой лег ровной, непрерывной полос кой, без разрывов н потеков и светится ровным блеском сквозь остатки флюса, четко вырисовываясь на основ ном металле, можно отвести горелку в сторону и оста вить спаянный узел остывать.
Иногда следует продолжать не сильно подогревать отдельные части узла, чтобы не допустить резкого пере пада температур при остывании и избежать возникнове ния температурных напряжений, а часто и трещин или разрывов шва.
7-10. ПАЙКА АЛЮ МИНИЯ
Пайка алюминия мягкими припоями (кроме ультразвуковой) не дает сколько-нибудь падежных и долговечных вакуумно-плотных швов. Поэтому здесь мы не даем описания тех методов, которые часто рекомен дуются в общем машиностроении. Ультразвуковая пай ка описывается в гл. 8.
Твердая пайка алюминия в вакуумной технике рас пространена, наоборот, довольно широко. Следует пре дупредить, что надежно вакуумно-плотно паять можно
180