ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Механические свойства и их зависимость от конструкционных факторов паяных соединений Условия равиопрочиости паяных соединений из "Проектирование технологии пайки металлических изделий Справочник " При работе паяных соединений в изделиях устанавливается сложное напряженное состояние. Поэтому надежность и ресурс паяных изделий могут быть определены только непосредственно при испытании в эксплуатационных нлн имитирующих их условиях. [c.150] Механические характеристики паяных соединений в лабораторных условиях оценивают на специальных образцах с паяным швом, что позволяет судить о влиянии на них конструкционных факторов соединения, состава припоя и паяемого материала, вспомога- тельных материалов, способов и режимов пайки, различных условий нагружения, коррозии и температурных условий. [c.150] При растяжении сплошного металлического образца для механических испытаний напряжения равномерно распределены по его сечению, и весь объем его рабочей части подвергается сначала упругой, а затем пластической деформации. [c.150] В отличие от сплошного паяный образец состоит из зон, различных по составу, структуре и свойствам. Кроме химической и структурной неоднородности паяного соединения, в нем под действием механического нагружения возникает неоднородное поле напряжений, определяемое типом паяного соединения. Поэтому паяный образец сопротивляется действию нагружения неравномерно. [c.150] Для обеспечения работоспособности паяных изделий одним из важнейших конструкционных факторов является тип паяного соединения. [c.150] При капиллярной пайке типы паяных соединений различают по расположению и форме соединяемых деталей, продолжающих одна другую, пересекающихся или соприкасающихся. При этом поверхность спая может быть параллельной, перпендикулярной или наклонной под углом направлению внешней нагрузки. В соответствии с этим различают следующие простейшие типы паяных соединений (рис. 22) иахлесточиое (а), в том числе телескопическое. [c.150] Исследования распределения напряжений возникающих в швах стыковых паяиых соединений, для случая, когда предел текучести пластичного паяного шва меньше предела текучести паяемого материала ат.ш ат.мк, показали [50], что в пределах упругих деформаций при растяжении паяный шов упрочняется. [c.151] При растяжении паяного образца из стержней круглого сечения паяный шов (более пластичный, чем основной металл) подвергается равномерному растяжеиию по радиальным направлениям при напряжениях а,=Ет (е г-ег)ц, где Еш — модуль упругости шва е г — продольные деформации в шве е — продольные деформации Мк ц — коэффициент Пуассона. [c.151] В окружном направлении at=r =(Sr (рис. 23). Поэтому уже в пределах упругих деформаций в шве возникает трехосное растяжение. [c.151] Возникновение напряжений Ot и Гг, хотя и значительно меньших, чем g, повышает предел текучести и снижает пластичность шва (контактно упрочнение паяного шва) [51, 52]. [c.151] Расчет паяных соединений в настоящее время представляет значительные трудности в связи с влиянием многих факторов, определяющих прочность полученного соединения. В первом приближении при расчете прочности соединения ориентируются на предел текучести или временное сопротивление разрыву паяемого материала и на допустимое расчетное усилие F, определяемое с помощью этих двух характеристик прочности в наиболее слабом месте паяного соединения Р=Ва .ъ1к8 у , где — площадь поперечного сечения соединения в наиболее слабом месте R — коэффициент безопасности. [c.152] Формально расчетное уравнение при условии совпадения плоскости приложения усилий и расположения шва записывают в виде aiiS = =Тер5н, где а. л/и — временное сопротивление основного материала Sb — площадь нахлестки S — площадь поперечного сечеиия рабочей части образца. [c.152] В реальных случаях образующиеся при испытании листовых образцов напряжения изгиба, а также сопротивление отрыву делают величину Тер неопределенной [25]. Некоторую неопределенность в расчете прочности на срез нахлесточных образцов вносит также непостоянство среднего значения Тер при испытании образцов с разной площадью нахлестки. [c.153] Влияние галтели. В изделиях, паяные швы которых подвергаются вибрационным нагружениям, существенную роль играют радиус Rt и высота hr галтели. Галтель снижает концентрацию напряжений и способствует существенному повышению вибрационной -прочности паяных соединений. Радиус галтели и ее высота зависят от объема припоя по отношению к объему капиллярного зазора. С увеличением объема припоя растут радиус и высота галтели [3]. При объеме нриноя, равном объему капиллярного зазора, галтель не образуется после затвердевания шва формируется утя-жипа, направленная внутрь зазора и обусловленная объемной усадкой жидкого металла. [c.153] Сопротивление разрушению стьковых паяных соединений о. как правило, больше, чем нахлесточных (тер). Отношение t vlot-n зависит от формы испытываемых образцов и процессов, протекающих при пайке, свойств паяемого металла и припоя и не является постоянной величиной. [c.154] На значение механических характеристик паяных соединений существенно влияют также размеры образца. Поэтому при определении механических свойств паяных соединений при статическом разрыве пользуются стандартными образцами (рис. 25, 26), форма, размеры, изготовление н испытание которых регламентированы ГОСТ 23047—7Ь. [c.154] Влитие величины зазора и шероховатости Мк. К важнейшим конструкционным факторам, влияющим на механические свойства паяного шва, относятся зазор между соединяемыми деталями и шероховатость паяемого металла, в нахлесточных соединениях — также величина нахлестки, в косостыковых — угол скоса. Влияние этих факторов иа механические свойства паяного шва иеодиозиачио и зависит от физико-химического взаимодействия паяемого металла н припоя, режимов и способов пайки. [c.155] При исследовании зависимости временного сопротивления стыковых паяных соединений цилиндрических образцов от зазора были обнаружены четыре ее варианта (при условии, что временное сопротивление паяемого металла выше, чем у литого припоя) (рис. 28). Типы зависимости бив характерны для случая пайки пластичными припоями, слабо взаимодействующими с основным металлом (например, коррозионностойкая сталь при пайке серебряными припоями). При уменьшении зазора в этом случае от 0,6 до 0,04 мм временное сопротивление стыковых соединений резко повышается с 294 до 880 МПа (Р. Н. Лич), при дальнейшем уменьшении зазора происходит снижение Ств паяных образцов, -что объясняется появлением дефектов в паяных швах — пористости, неиропаев, обусловленных недостаточной смачивающей способностью припоя или включениями флюса. [c.156] Вернуться к основной статье