ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Особенности конструирования паяных соединений из "Технологичность конструкций " Правильно спроектированное соединение должно быть удобным в сборке перед пайкой, а после пайки надежно работать под воздействием эксплуатационных нагрузок. [c.98] При конструировании паяных изделий наряду с выбором основного металла выбирают припои и способ пайки. [c.98] Как общее правило, при конструировании паяного изделия необходимо стремиться к уменьшению количества паяных соединений, если это не противоречит экономичности или другим соображениям. При этом паяные соединения должны равномерно располагаться по изделию,- по возможности, в менее нагруженных местах. Конструкция паяного изделия должна быть такой, чтобы предотвращать концентрацию напряжений. Основной металл выбирают в соответствии с условиями работы проектируемой конструкции и требованиями по прочности, герметичности,коррозионной стойкости и другим показателям. [c.98] Большое значение имеет правильный выбор припоя. Припой выбирают в зависимости от физико-химических свойств основного металла, условий прочности, технологии пайки и специальных требований по жаростойкости, коррозионной стойкости, электропроводности и т. п. Если пайка ступенчатая, то припои и температура пайки должны быть выбраны так, чтобы при образовании последующих швов не произошло расплавление предыдущих. [c.98] При выборе припоя для пайки стальных конструкций следует иметь в виду, что все медные и часть серебряных припоев способствуют возникновению трещин в основном материале в процессе пайки или при последующей сварке вблизи паяных швов. Для устранения этого явления необходимо следить за тем, чтобы в момент пайки материал изделия не был в напряженном состоянии, которое способствует проникновению припоя по границам зерен в зоне растягивающих напряжений и, следовательно, возникновению трещин. [c.98] При необходимости проведения сварки после пайки нужно применять пластичные припои на никель-хромовой основе, которые образуют в паяном шве (при растворении стали) твердые растворы, т. е. пластичные сплавы, не вызывающие растрескивания стали. [c.98] При конструировании изделий из разнородных металлов необходимо прежде всего учитывать различие в коэффициентах линейного расширения, в противном случае в процессе пайки может произойти такое значительное изменение соединительных зазоров, что припой не заполнит их. Второй фактор, который следует учитывать при пайке разнородных металлов, состоит в том, что при некоторых сочетаниях материалов невозможно получить пластичные и прочные паяные соединения. Например, при высокотемпературной пайке титана с медью и никелем, алюминия с магнием и медью, магния со сталью невозможно получить качественных паяных соединений без нанесения на них барьерных покрытий, предохраняющих разнородные металлы от активного взаимодействия и, следовательно, от возникновения в паяном шве хрупких интерметаллидов. [c.98] В качестве барьерного покрытия наносят слой такого металла, который легко паяется и образует прочные связи с покрываемым конструкционным материалом. [c.98] При проектировании паяного изделия необходимо также выбрать наиболее эффективные способ и режимы пайки, от которых в значительной мере зависит качество паяных изделий. Способ пайки выбирают, исходя из требований, предъявляемых к паяному изделию, с учетом состава и свойств основного металла и припоя, программы выпуска изделия и наличия на предприятии соответствующего оборудования для пайки, при этом необходимо учитывать особенности различных способов нагрева. Так, например, при пайке с местным нагревом возможно коробление изделия, выгорание легкоплавких составляющих припоя и пережог основного металла. [c.99] При общем нагреве в печах, соляных ваннах, в расплавах припоев и другими способами паяное изделие равномерно прогревается по всему объему. В этом случае условия течения расплавленных припоев и формирования шва значительно более благоприятные, деформации при пайке имеют меньшую величину, стабильность качества пайки выше. [c.99] При индукционном нагреве основное требование к конструкции деталей состоит в том, чтобы обеспечить возможность установки индуктора по месту пайки. В зоне нагрева индуктором на паяемой детали не следует делать острых кромок, тонких стенок и перемычек у отверстий, так как они могут легко оплавиться. [c.99] Со способом нагрева очень часто связан способ удаления окисной пленки в про цессе пайки. Местному нагреву обычно сопутствует применение флюсов. Общий нагрев в печах чаще применяют с использованием нейтральных или активных газовых сред. Если к изделию предъявляют высокие требования по коррозионной стойкости, то желательно паять без применения флюсов. Если же это выполнить невозможно, необходимо выбирать конструкционные материалы, обладающие высокой коррозионной стойкостью. После пайки нужно тщательно удалить остатки флюса и предусмотреть условия защиты паяного шва от коррозии. [c.99] Наряду с правильным выбором основного металла, припоя и способа пайки, одним из основных условий конструирования паяных изделий является обеспечение в соединении капиллярного зазора и создание условий течения припоя в нем. Это требует по сравнению со сваркой более точной механической обработки и сборки под пайку. [c.99] При назначении зазора учитывают физико-химические свойства основного металла и припоя, а также характер взаимодействия между ними в процессе пайки. Чем лучше припой в расплавленном состоянии смачивает поверхность паяемого металла, тем меньшим можно назначить зазор. Если в процессе пайки происходит активное растворение основного металла расплавленным припоем, то зазоры должны быть большими, так как припои в этих случаях повышают температуру плавления и растекаются хуже. Например, в случае пайки алюминиевых сплавов припоем на алюминиевой основе растворение основного металла в расплавленном припое протекает энергично, поэтому требуется выдерживать большие зазоры, чтобы обеспечить заполнение шва. Наоборот, серебряные и медные припои почти не растворяют стали при температуре пайки, и для обеспечения условий капиллярного течения и получения высокой прочности паяного шва в этом случае необходимо назначать малые зазоры. На выбор величины зазора большое влияние оказывают условия удаления окисной пленки в процессе пайки. При малом зазоре флюс, насыщающийся при пайке окислами, не вытекает из зазора и его остатки препятствуют затеканию припоя. С другой стороны, при увеличении зазора ухудшаются условия течения припоев под действием капиллярных сил. Величину зазора в производственных условиях, как правило, определяют на основе экспериментальных данных. Оптимальные величины зазоров при пайке некоторых металлов и сплавов приведены в табл. 10. [c.99] С Другой стороны, назначение более жестких зазоров требует более точной меха-нической обработки и сборки под пайку. [c.100] Для сохранения зазора равномерным необходимо при конструировании так располагать элементы изделия и выбирать такие материалы, чтобы в процессе нагрева при смещении отдельных элементов изделия зазор изменялся незначительно и не нарушались условия капиллярного течения расплавленного припоя. При пайке разнородных материалов зазор при сборке необходимо предусмотреть таким, чтобы в процессе нагрева он принял заданную величину. При охлаждении паяных соединений из разнородных материалов могут возникать внутренние напряжения ввиду различия коэффициентов линейного расширения. Эти напряжения могут вызвать деформации и даже местные разрушения. [c.100] Наряду с соблюдением оптимального зазора, при конструировании паяного изделия необходимо следить за тем, чтобы в зоне паяного соединения не было замкнутых полостей, в которых воздух или другие газы при пайке могут увеличиваться в объеме и служить причиной образования неспаев, пор и раковин в шве. Для выхода расширяющихся в процессе нагрева газов рекомендуется делать в деталях специальные отверстия. [c.100] При конструировании паяных соединений из элементов разной толщины необ ходимо учитывать возможность концентрации напряжений при работе изделия Примеры выполнения паяных соединений при указанных стрелками направлениях нагружения показаны на рис. 13. В первом случае под нагрузкой деформироваться будет тонкий элемент, поэтому по границам с паяным швом в нем возникнут значительные напряжения, вследствие чего возможно разрушение паяного соединения. Избежать этого можно плавным изменением сечений тонких элементов. При такой конструкции соединения концентрация напряжений будет снижена. [c.100] ПО всему шву, что, в свою очередь, способствует равномерному течению флюса и припоя. Соблюдение этого непременного условия образования паяного шва должно быть также предусмотрено при конструировании, в процессе которого должны обеспечиваться не только прочностные показатели изделия, но и условия капиллярного течения припоев. [c.102] Для более точного выполнения замыслов конструктора целесообразно на чертежах делать дополнительные эскизы и указания технологам (рис. 17), уточняющие конфигурацию паяного соединения. [c.103] Вернуться к основной статье