ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Влияние физико-химических факторов на прочность паяных соединений из "Металловедение пайки " При пайке наблюдается понижение прочности основного металла под воздействием расплавленных флюсов, припоев, условий и характера нагрева. Эффект понижения прочности и разрушение твердых металлов под действием расплавов жидких сред зависят от многих факторов. [c.188] При разрушении поликристаллических образцов под влиянием расплавов наряду с трещинами по границам зерен наблюдаются также немногочисленные трещины и на отдельных зернах. Это свидетельствует о том, что наличие межкристаллитных границ не является необходимым условием для проявления эффекта снижения прочности и пластичности в присутствии расплавов металлов. [c.189] Таким образом, эффект понижения прочности связан с уменьшением поверхностной энергии твердых металлов, что происходит в первую очередь в тех случаях, когда диаграмма состояния взаимодействующих металлов эвтектического типа, а расплавленный металл не вступает в химическое взаимодействие с твердым, растворяясь в нем в весьма небольших количествах. В то же время роль межзеренных границ здесь остается определяющей, поскольку в условиях снижения межфазной энергии под действием расплава границы зерен являются наиболее ослабленным местом. Это объясняется тем, что граница зерен обладает значительным избытком свободной энергии ввиду нескомпенсированности молекулярных сил, что приводит к снижению прочности. [c.189] Оценка влияния расплава припоя на паяемый материал по ГОСТ 20487—75 производится на основе показания влияния припоя на пластические свойства материала (/Са %). Ка является отношением относительного удлинения материала образца, разрушенного в контакте с жидким припоем, к относительному удлинению материала образца, разрушенного при отсутствии контакта с припоем. Форма и размеры образца приведены на рис. 106. [c.190] Расчетная длина образца /о должна быть ограничена отметками с точностью до 1 % от ее величины, толщина образца с погрешностью не более 0,01 мм, длина 0,1 мм. [c.191] Толщину и ширину следует измерять не менее чем в трех местах расчетной длины образца. По наименьшему значению вычисляют площадь поперечного сечения образца с точностью до 0,1 мм . [c.191] Нагревательное устройство должно обеспечивать равномерный нагрев по всей длине до заданной температуры и поддержание ее постоянной в течение испытания. [c.191] Температуру замеряют в соответствии с теми же требованиями, что и при испытании на затекание припоя. [c.191] Испытанию подвергают не менее пяти образцов без припоя и не менее пяти образцов с припоем. Припой в количестве 30-1-5 мм размещают на рабочей длине образца. Условия испытания определяют принятой технологией пайки в зависимости от флюсующих средств. Для измерения температуры в конце расчетной длины образца приваривают не менее двух термопар. Отклонения от заданной температуры при нагреве до 600° С должно составлять 5, при нагреве свыше 600° С — 8° С. [c.191] Скорость, нагрева от температуры начала плавления гфипоя до температуры испытания должна быть не менее 30 град/мин. Нагружение образцов при температуре пайки с припоем и без припоя производится со скоростью 1—2. мм/мин под действием плавно возрастающей нагрузки. [c.191] Испытания считаются недействительными при условиях, предусмотренных ГОСТ 9651—73, а также при разрушении образцов с нанесенным припоем по месту, где не было контакта с расплавом. В этих случаях испытания должны быть повторены. [c.192] Влияние условий и характера нагрева в первую очередь связано с образованием в процессе пайки окисных пленок. [c.192] Наибольшее влияние на прочность паяных соединений оказывают окисные пленки, расположенные в виде прослоек в зоне спаев (рис. 107, а) и в объеме шва (рис. [c.193] При выходе В галтельные участки. Так, при пайке малоуглеродистой стали ВСт. 3 высокотемпературным припоем искусственно вводимые в шов пленки, занимавшие до 60% Щва, но не выходящие в галтельные участки, мало влияют на статическую прочность паяных соединений (рис. 109,а). Прослойки, выходящие в галтельные участки, резко снижают прочность соединений (рис. 109,6). [c.194] Необходимо отметить, что процесс удаления окисных пленок при пайке в случае применения солевых флюсов может давать побочные явления, например проникновение флюса по границам зерен основного металла (рис 110), что вызывает значительное снижение прочности паяного соединения [3]. [c.195] Дендритная ликвация при больших зазорах приводит к ослаблению центральной части шва вследствие кон-центрации в ней более легкоплавкой и, следовательно, менее прочной составляющей. [c.195] Известно, что кристаллизация в шве начинается на подложке — основном металле и тугоплавких частицах. Легкоплавкая фаза и неметаллические включения оттесняются в центральную часть шва. Для увеличения количества центров кристаллизации и снижения, таким образом, ликвации в шве в состав припоев иногда вводят частицы основного металла или иного более тугоплавкого металла. Увеличение числа центров кристаллизации происходит и в случае модифицирования расплава зоны сплавления [4]. Однако особенности геометрии шва и влияние масштабного фактора затрудняют равномерное распределение модификатора в расплаве зоны сплавления, что делает этот метод мало действенным. [c.195] Эффективный способ увеличения числа центров кристаллизации — применение вибрации в процессе кристаллизации расплава [5]. Твердые частицы в зоне сплавления под воздействием вибрации перемещаются в расплаве, в результате центральная часть шва обогащается тугоплавким компонентом. Таким образом, процесс вибрации способствует выравниванию химического состава шва по сечению, что повышает прочность соединения. [c.196] Известно, ЧТО возникновение и рост интерметаллид-ных прослоек зависят от длительности взаимодействия твердой и жидкой фаз. Применение вибрации способствует сокращению необходимого времени контактирования расплава с поверхностью основного металла и тем самым способствует измельчению возникающих интерме-таллидов. Мелкодисперсные частицы тугоплавкого соединения являются дополнительными центрами кристаллизации, что в свою очередь повышает свойства соединений. [c.196] Вернуться к основной статье