ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Контактно-реактивная пайРеактивно-флюсовая пайка из "Справочник по пайке Изд.2 " Влияние паяемого металла на процесс образования спая сказывается и непосредственно при кристаллизации, которая происходит на готовых поверхностях раздела. Образование зародышей новых кристаллов на поверхности паяемого металла зависит от характера смачивания припоем чем меньше краевой угол смачивания, тем меньше затрат энергии требуется для образования зародыша. Если краевой угол мал, то для зарождения. ародыша кристалла требуется незначительное переохлаждение. Поскольку обязательным условием пайки является смачивание припоем паяемого металла, то условия зарождения центров кристаллизации при этом весьма благоприятны. [c.29] В зависимости от соотношения параметров решетки кристаллов паяемого металла и кристаллов, образующихся из расплава, ориентированная кристаллизация может протекать по-разному. Выделяющаяся из расплава новая фаза отличается от паяемого металла видом атомов, типом и параметрами решетки. Образующиеся из нее кристаллы сопрягаются с подложкой такой гранью, в которой расположение атомов наиболее соответствует расположению аналогичных атомов в грани кристалла паяемого металла. Вероятность такой кристаллизации будет тем больше, чем меньше различия межатомных расстояний в плоскостях сопрягающихся фаз. Так, при осаждении алюминия на монокристаллические пластинки платины, при ориентированной кристаллизации меди на никель силы притяжения атомов паяемого металла вынуждают атомы осаждающегося металла занимать узлы не своей решетки, а решетки подложки. Следовательно, кристаллы паяемого металла навязывают образующемуся из расплава кристаллу свой собственный период решетки. Деформация постепенно, с увеличением толщины слоя растущего кристалла снижается. При определенной толщине слоя, кс.нтакти-рующего с подложкой, кристалл приобретает обычный для него период решетки. Это обстоятельство свидетельствует о том, что при пайке в зоне контакта паяемый металл — расплав припоя при наличии ориентированной кристаллизации и различии. между кристаллами подложки и кр сталлами, образующимися из расплава, существует промежуточный слой, в котором решетки как образовавшегося кристалла, так и кристалла подложки находятся в напряженном состоянии. [c.29] При наличии окисной пленки или слоя интерметаллического соединения ориентирующее действие паяемого металла даже при незначительной толщине указанных слоев практически не проявляется. [c.30] На процессы протекающие на границе твердой и жидкой фаз, большое влияние оказывает диффузия. На рис. 18 показана микроструктура шва при пайке стали ОЗВД золотом в среде водорода с точкой росы — 50 °С, из которой можно видеть, что золото интенсивно диффундирует в паяемый металл. [c.30] В этом случае имеет место повышен-, ное проникновение припоя по границам зерен, обусловленное рядом факторов, связанных с диффузией малорастворимой примеси. Диффузия малорастворимой примеси сопровождается образованием дислокаций, по которым в процессе канальной диффузии происходит активное проникновение жидкого металла. [c.30] В приведенном случае пайки стали ОЗВД золотом последнее, диффундируя по большеугловым границам и в объеме зерен паяемого металла, вызывает образование дислокационной сетки, имеющей наибольшее развитие по границам зерен. Повышенная проницаемость границ зерен обусловлена, с одной стороны, повышенной диффузионной подвижностью самой границы зерен, с другой — возникновением вокруг границ зерна области с повышенной диффузионной проницаемостью. [c.30] Существенный вклад в проннкнове-нне припоя по границам зерен может внести также адсорбционный эффект понижения прочности. Жидкий припой, затекая в трещины, образующиеся по границам зерен, взаимодействует со стенками и в зависимости от наклона границ, уровня напряжений, влияния примесей и других факторов приводит к образованию диффузионных клиньев различных размеров. [c.31] Анализ микроструктур паяных швов позволяет заключить, что на процесс образования спая и соответственно на его прочность решающее влияние оказывает состояние поверхности паяемого металла. На рис. 20, 6 видно, что непрерывного спая по границе паяемый металл — шов нет. Это связано не только с недостаточным флюсованием паяемого металла, но и с вытеснением на его поверхность неметаллических включений из расплава при кристаллизации. [c.31] Вследствие ликвации при кристаллизации компонентов расплава средний состав зоны сплавления можно определить лишь зкспериментально. [c.33] При пайке железа медью с разными зазорами структура, формирующаяся при затвердевании расплава, оказывается при прочих равных условиях различной в малых и больших зазорах. В широких зазорах (0,5—2 мм) кристаллизация происходит с образованием развитой дендритной структуры и имеет характер объемного затвердевания. Содерл ание железа в осях дендритов достигает 4%, а на периферии падает до 2—2,5 % (массовые доли). Смена форм затвердевания с изменением размера зазора вызывается изменением условий кристаллизации. Согласно существующим представлениям тип кристаллизации сплавов определяется градиентом температуры расплава, а такл е величиной и протяженностью области концентрационного переохлаждения вблизи фронта кристаллизации. При прочих равных условиях уменьшение зазора, а следовательно, слоя кристаллизующейся жидкости, начиная с определенного момента, приводит к таким изменениям указанных факторов, что дендритная форма кристаллов постепенно уступает место ячеистой, а последняя — преобладающему росту кристаллов с гладкой поверхностью. Окончательная кристаллическая структура металла шва не соответствует первоначальным формам роста кристаллов. Новые границы зерен в шве пересекают в произвольных направлениях дендритные и ячеистые кристаллы. При больших зазорах имеются участки, где вторичные границы совпадают с пограничными зонами первичных дендритов. При малых зазорах структура шва по ширине представляет собой один слой зерен. Возникновение вторичной структуры в литых сплавах связывается с образованием при кристаллизации большого числа дефектов (дислокаций и вакансий), способных перемещаться и группироваться в определенных участках затвердевающего металла. [c.34] С уменьшением зазора под пайку от 2 до 0,3 мм предел прочности соединений встык при пайке железа медью возрастает с 255 МПа, что выше предела прочности припоя в исходном состоянии, до 338 МПа, что соответствует пределу прочности железа. При зазоре 0,3 мм медная прослойка оказывается равнопрочной с паяемым металлом. Дальнейшее уменьшение зазора приводит к тому, что шов оказывается прочнее основного металла. При механических испытаниях разрушение образцов происходит по паяемому металлу и прочность стыковых соединений, выполненных с зазором 0,15 мм и менее, перестает зависеть от толщины медной прослойки. [c.34] Поскольку состав зоны сплавления зависит от зазора под пайку и с уменьшением зазора содержание паяемого металла в зоне сплавления возрастает, то наблюдаемая зависимость прочности паяного соединения от размера зазора может быть объяснена различной прочностью образующегося в шве сплава, изменением структуры шва с уменьшением зазора и контактным упрочнением . [c.34] При образовании спаев взаимодействие на границе паяемый металл — расплав припоя может приводить к Бозникновенгло общих зерен. Такой ТПП кристаллизации связан с происходящим при пайке оплавлением зерен паяемого металла в диффузионной зоне насыщенной компонентами припоя. Такой вид спая характерен для пайки железа бериллием (рис. 24). [c.35] Взаимодействие бериллия с углеродом приводит к образованию карбида бериллия, имеющего высокую твердость. [c.35] При охлаждении насыщенных бериллием слоев происходит выпадение из перенасыщенного, раствора бериллия в а-железе интерметаллических соединений — бериллидов, что сопровождается повышением твердости. [c.35] Контуры галтелей, рассчитанные по формулам (37) и (40) при условии, что а = р, а = 1 представлены на рис. 26, б. Поскольку и и V зависят от а линейно, то их значения при а =j= 1 находим путем умножения значений, представленных на рис. 26, б, на а. [c.37] После интегрирования F = 0,5а ( os а — sin р). [c.37] Значения параметров ц,, а, р, а, полученные экспериментально на меди с применением различных припоев и флюса 209 при температуре (800 10) °С и выдержке 5 мни, приведены в табл. 6. Нулевое значение угла р связано с условиями эксперимента. [c.37] Применение расчетных методов оценки галтелей при проектировании изделия позволяет обеспечить формирование полных галтелей при минимальном расходе припоя. [c.38] Вернуться к основной статье