Механические свойства припоев и паяных соединений

МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПРИПОЕВ И ПАЯНЫХ СОЕДИНЕНИЙ [c.162]

Механические свойства припоев и паяных соединений при пониженных, особенно при криогенных, температурах изучены недостаточно. [c.184]

Расчет паяных соединений на прочность зависит от вида нагружения и конструкции шва п может производиться аналогично расчету подобного сварного соединения. Допускаемые напряжения выбираются в зависимости от. механических свойств припоя. [c.372]

Оловянно-свинцовые припои, а также и паяные соединения, выполненные ими, при охлаждении до низких температур меняют свои механические свойства — охрупчиваются. Пластичность припоев уменьшается, одновременно возрастает их прочность. Паяные соединения, выполненные оловянно-свинцовыми припоями, имеют низкую коррозионную стойкость в условиях тропиков, а также при наличии конденсата стойкость припоя понижается с повышением содержания в их составе свинца. Для работы в этих условиях соединения необходимо защищать лакокрасочными покрытиями. [c.87]

Приготавливая шлифы паяных соединений, необходимо учитывать различие состава и свойств основного металла, припоя и образующегося соединения. Различие в твердости зон паяного соединения при обычной механической полировке приводит к тому, что создается рельефность поверхности или дефектность в связи с неравномерной обработкой. При резком различии твердости зон паяного соединения используют алмазную полировку, что обеспечивает получение достаточно ровной поверхности шлифа и повышает производительность при его обработке в 2—3 раза. В табл. [c.227]

Расчет на прочность паяных соединений. Прочность паяных соединений зависит от большого количества факторов, в том числе и от механических свойств припоев, которые до настоящего времени изучены недостаточно. Значения допускаемых напряжений достоверно получены для ограниченного числа припоев. При наличии сведений о механических свойствах паяного шва их можно рассчитать из условия равнопрочности шва и основного материала по формулам [51, 1051 для соединений внахлестку [c.127]

Паянием называется процесс соединения металлических де- талей путем введения между ними расплавленного сплава, называемого припоем. В отличие от сварки плавлением при пайке основной металл не расплавляется. Припой должен иметь температуру плавления ниже температуры плавления основного металла и, кроме того, должен хорошо растворять и смачивать его поверхность. Прочность паяния зависит от степени взаимной диффузии основного металла и припоя. Главное условие для получения прочного паяния — чистота соединяемых поверхностей. Для этого поверхность изделия предварительно очищают механическим путем, а затем подвергают химической очистке при помощи флюсов. Выбор флюса зависит от вида припоя и основного металла Паяние применимо для всех марок углеродистых и легированных сталей, цветных металлов и их сплавов, а также для соединения разнородных металлов. Преимущество паяния перед сваркой — дешевизна и простота процесса, возможность сохранения без изменений химического состава, структуры и механических свойств детали. Паяние широко используется во всех отраслях промышленности и особенно в химической, автотракторной, приборостроительной и пищевой. В зависимости от температуры плавления и прочности применяемых припоев способы паяния делятся на две группы паяние мягкими припоями и паяние твердыми припоями. [c.329]

Пайкой называют соединение металлических или металлизированных деталей с помощью припоя (расплавленного металла или сплава), температура плавления которого ниже температуры плавления материала соединяемых деталей. В отличие от сварки пайка сохраняет неизменными структуру, механические свойства и химический состав основного материала. Пайка вызывает значительно меньшие остаточные напряжения. В процессе пайки между соединяемыми поверхностями деталей вводится расплавленный припой, который после остывания образует шов, менее прочный, чем сварной. Качественный паяный шов можно получить только при чистых поверхностях спаиваемых деталей. Для защиты поверхности от окисления применяют флюсы, которые, защищая поверхности от окисления, повышают текучесть припоя. [c.371]

Первый способ включает в себя пайку припоями, обеспечивающими возможность получения в шве структуры твердых растворов, оптимальной при работе изделий в условиях воздействия агрессивных сред, циклических нагрузок и сверхнизких температур. В этом случае композиционные припои используются в виде многослойных фольг, покрытий, послойного нанесения порошков, сеток в сочетании с ленточным или порошковым припоями. Для снижения температуры пайки компоненты слоев подбирают таким образом, чтобы в процессе контактного плавления происходило образование жидкой фазы, обеспечивающей смачивание и растворение паяемых материалов, покрытий, буферных прослоек и легирование шва, что придает соединению высокие механические и коррозионные свойства. Так, для получения прочных паяных соединении из титановых сплавов применяют покрытия систем Си—Zr (0в 540- -640 МПа), сложные покрытия Си - (Со—Ni)-Си (0в Я [c.56]

При диффузионной обработке происходят диффузия, растворение, а также испарение отдельных компонентов. Например, марганец кипит при 2150 °С и при этой же температуре полностью испаряется. Поэтому при диффузионной обработке швов, паянных припоями, содержащими марганец, повышение температуры вторичного расплавления достигается за счет испарения марганца. При правильном сочетании припоя, температуры пайки и времени выдержки можно получить паяные соединения с температурой вторичного расплавления до 2760 °С. Например, при пайке вольфрама при 100—1100°С припоем платина — бор с добавкой порошка вольфрама в результате реактивной диффузии в шве образуется сплав, работоспособный при 2000 °С. Преимуществом этого припоя является то, что пайку вольфрама можно производить при температуре ниже температуры его рекристаллизации, т. е. без снижения механических свойств вольфрама. [c.259]

Для высокотемпературной пайки циркония можно применять припои на основе золота. Золото с цирконием реагируют при 1065 °С. Небольшое количество легирующих добавок железа, никеля, меди, образующих с золотом твердые растворы, снижает температуру пайки, но не изменяет механические свойства паяных соединений. В качестве легирующих компонентов используют также ванадий и кобальт. Эти элементы снижают температуру пайки и уменьшают растворимость циркония в припое, т. е. образуют с цирконием твердые растворы, или эвтектику, при температуре, значительно превышающей температуру панки. Для пайки циркония рекомендуются также припои системы Си—Pd с различными добавками (табл. 6). [c.261]

Количество различных припоев, разработанных к настоящему времени, весьма велико и продолжает непрерывно увеличиваться, что обусловлено повышением требований, предъявляемых к механическим и служебным свойствам паяных соединений, н необходимостью улучшения паяемости существующих и новых материалов. [c.23]

Таким образом, важнейшие факторы. Определяющие механические свойства паяных соединений при диффузионной пайке,— состав припоя, характер его физико-химического взаимодействия с паяемым материалом, ширина паяного шва, режимы пайки и давления. [c.179]

Пайка применяется при соединениях, показанных па рис. 6.2. При пайке в основном применяют нахлесточные соединения, поскольку, увеличивая величину нахлеста, легко повысить прочность соединения. Для улучшения механических свойств стыкового соединения практикуется увеличение рабочего сечения за счет применения косого или зубчатого стыка (рис. 6.2). Последний вид стыка часто используют при пайке полотен циркулярных лен точных пил. Однако такая конструкция паяного шва требует ме ханической обработки и усложняет сборку соединяемых деталей Тавровые соединения при пайке применяют очень редко. Пай ка широко применяется при получении трубчатых соединений (рис 6.3). Соединения типов а> и б используют, когда допускается увеличение наружного диаметра трубы, а соединения в> и г — при необходимости его сохранения. Величина зазора между соединяемыми деталями при пайке должна быть минимальной для улучшения заполнения его расплавленным припоем под действием капиллярных сил. Рекомендуемые величины зазоров в деталях, [c.144]

Титановые сплавы. Пайка титана и его сплавов осуществляется в электрических печах, токами высокой частоты, газопламенными горелками. Наилучшие механические свойства спая достигаются при пайке токами высокой частоты. Это объясняется тем, что в результате сокращения термического цикла при этом способе пайки отсутствует рост зерна, приводящий к охрупчиванию соединений. При пайке титановых сплавов целесообразно применять серебряные припои, имеющие температуру плавления ниже температуры рекристаллизации титана и выше температуры, требуемой для удовлетворения условий смачивания припоем паяных деталей. [c.127]

Для паяльных материалов (припоев, флюсов и газовых сред) сведения об их составе, температурах плавления, а для припоев — и данные об их механических свойствах недостаточны при этом необходимы еще сведения о специальных свойствах материалов, определяющие их совместимость с паяемыми металлами. Так, например, для флюсов необходимы данные об их температурных интервалах активности с различными конструкционными материалами и припоями, о влиянии остатков флюсов на коррозионную стойкость паяных соединений, о сравнительной активности флюсов и др. [c.19]

Более резкое торможение процессов образования и роста интерметаллидных прослоек при пайке может быть достигнуто легированием припоя элементом D, образующим на границе паяемого металла и припоя достаточно тонкую прослойку химического соединения, которая нарушает контакт и взаимодействие между ними, но существенно не снижает механических свойств паяного соединения. Образование такой прослойки возможно [c.36]

По данным о прочности припоев не всегда можно судить о прочности паяного шва и паяной конструкции. Только в некоторых случаях, при наличии широких зазоров и весьма слабого взаимодействия припоя с паяемым металлом, прочность паяного соединения совпадает с прочностью припоя. Поэтому, если в ранее опубликованных работах по пайке подробно исследовали свойства припоев, то в последнее время таких исследований практически нет исследуют главным образом механические свойства паяных соединений. [c.51]

Роль узких зазоров при пайке металлов не сводится только к образованию и влиянию трехосного напряженного состояния в паяном шве на механические свойства соединения. Удельный объем припоя на единицу площади паяемого металла увеличивается [c.63]

Легирование припоев с целью уменьшения их растекаемости и вытекания из капиллярных, но относительно широких зазоров наиболее эффективно может быть достигнуто при введении в припой сравнительно тугоплавких компонентов в количествах, существенно не ухудшающих технологических, физических и механических свойств паяных соединений. Для этого в оловянносвинцовые припои вводят 3—8% Си. [c.89]

Под- действием сжимающего давления на паяемые детали жидкая фаза, содержащая диспергированную окисную пленку, в большей или меньшей степени выдавливается из зазора. Оставшееся в зазоре небольшое количество жидкой фазы затвердевает, а состав ее успевает изменяться при гомогенизации в течение нескольких минут, а не часов, как при обычной диффузионной пайке. Приложение давления имеет смысл только после смачивания припоем поверхностного слоя соединяемых деталей и контактного плавления выступов рельефа паяемого металла. При этом вместе с жидкой фазой из шва будут удалены диспергированные кусочки окисной пленки. Для этого необходимо и достаточно приложение сравнительно небольшого давления во избежание хрупкого разрушения паяемого металла в контакте с жидким припоем. Оставшаяся в зазоре тонкая пленка жидкой фазы обеспечит быстрое протекание процесса диффузионной пайки и высокие механические свойства паяного соединения, особенно если припой имеет ту же основу, что и паяемый металл. В литературе описан подобный вариант прессовой диффузионной пайки под названием активируемое диффузионное соединение . [c.180]

Лабораторные испытания паяных соединений проводят при отработке технологии пайки, контроле механических свойств паяных изделий, при разработке новых припоев. В зависимости от степени ответственности паяемых изделий проводят лабораторные испытания отдельных узлов или полностью изделий в условиях, имитирующих эксплуатационные нагрузки. Особо ответственные паяные конструкции подвергают натурным испытаниям в условиях эксплуатации. При работе паяного соединения в конструкции в нем могут возникнуть напряжения растяжения, сжатия, сдвига и сложные напряженные состояния, когда одновременно возникают напряжения различного вида. Для паяных соединений наибольшее распространение получили испытания на срез и на отрыв. При проведении механических испытаний различают кратковременные статические испытания, длительные статические испытания, динамические испытания при ударных нагрузках, испытания на усталость. [c.218]

Мягкие припои. Мягкие припои обладают низкой температурой плавления, обычно ниже 300 , и невысокими механическими свойствами. Поэтому их применяют в тех случаях, когда к соединению не предъявляются высокие механические требования, или для получения герметичного шва. Следует учитывать, что паянные мягкими припоями соединения плохо противостоят изгибам и ударам. [c.189]

Для улучшения растекания припоя, взаимодействия паяемого металла и припоя, повышения механических свойств, коррозионной стойкости паяного соединения, а в некоторых случаях для ограничения растекания припоя по паяемой поверхности и предотвращения нежелательного взаимодействия его с паяемым металлом на последний предварительно наносят технологическяб [c.231]

В 8 гл. 2 были рассмотрены различные типы паяных соединений и технологические методы их получения. Прочность лаяных соединений зависит от сочетания механических свойств припоя и основного металла, от конструкции соединения (стыковое, косое, нахлесточное), от прочности связей между припоем и основным металлом, зависящей от их конкретного сочетания, а также от вида технологического процесса пайки и флюсов, от толщины слоя припоя, от соотношения площадей соединения и поперечного сечения соединяемых элементов. Последним фактором часто пользуются для получения равнопрочных с основным металлом соединений, если прочность припоя ниже прочности основного металла. Например, путем изменения угла или увеличения длины нахлестки в косых и нахлесточных соединениях можно повысить прочность соединения при недостаточной прочности металла припоя в шве. Благодаря малой толщине припоя и способности его во многих случаях образовывать за счет диффузии новые сплавы или даже пол- [c.111]

Необходимые механические, физические и химические свойства Ми и паяиых соединений обеспечиваются подбором припоев, вспомогательных материалов, способа нагрева, режима и термического цикла пайки, а такисе подготовки поверхности паяемого материала и устранением остатков флюсов. Обеспечение высокого качества паяиых соединений возможно прежде всего на основе анализа и устранения причин образования дефектов в паяном соединении, так как последние могут понизить его качество. [c.28]

Механические свойства при пониженных температурах соединений из меди, медных сплавов и коррозионностойких сталей, паянных оловянно-свинцовымн, серебряными и медными припоями, приведены в табл. 57—60, а также в работах [6, 25, 63]. [c.184]

Весьма подвержены коррозии соединения медных труб с латунными вентилями, для припаивания которых использованы медно-фосфорные припои с бурой в качестве флюса. После четырех лет эксплуатации трубопроводов с горячей водой в таких соединениях обнаруживаются утечки воды и продукты коррозии, причем само паяное соединение, как правило, находится Б хорошем состоянии, тогда как латунный корпус вентиля подвергается значительному обесцинкованию. Это объясняется тем, что при эксплуатации имели место типичные условия обесцин-кования—наличие двухфазной а/р латуни, температура воды 60—70 °С, высокое содержание в воде сульфатов, хлоридов и соединений меди (соответственно 215, 51,5 и 188 мг/л). Обес-цинкование приводит к снижению механических свойств латуни и герметичности вентиля. Целесообразно в сочетании с медными трубами использовать арматуру не из латуни, а из бронзы. [c.160]

В качестве легкоплавких припоев применяют в основном сплавы на основе олова и свинца различного состава, от которого зависят и свойства припоев. Для получения специальных свойств припои легируют сурьмой, серебром, висмутом, кадмием. Серебро и сурьма повышают, а висмут и кадмий понижают температуру планления сплавов. Олово и свинец дают диаграмму эвтектического типа. Чем меньше интервал кристаллизации, тем выше жидко-текучесть сплава и меньшая выдержка требуется для затвердевания припоя в соединении, что нужно учитывать при выборе припоя в каждом конкретном случае. От интервала кристаллизации зависит также герметичность паяных соединений. Широкий интервал кристаллизации способствует получению пористых негерметичных соединений. Механическая прочность припоев сохраняется в определенном интервале температур. С повышением и понижением температуры механические свойства ухудшаются. При низких температурах (от -—30 до —60° С) происходит резкое снижение ударной вязкости, особенно при большом содержании олова. Прочность припоев при повышении температуры также снижается. Для припоев [c.254]

Воздействие на паяемые металлы расплавов припоев зависит от состояния поверхности паяемого металла, наличия на ней загрязнений, окисных пленок, а также от состояния пред-поверхностиых слоев (наличие остаточных напряжений, наклепа, различных дефектов — от субмикроскопических до микроскопических в значительной степени определяет свойства паяного соединения). Если на поверхности паяемого металла имеются пленки с неметаллической связью, то они затрудняют доступ расплава к твердому металлу и ухудшают условия взаимодействия между ними. После механической обработки резанием воздействие расплава усиливается. Если же паяемый металл подвергался полированию или накатке, что приводит к уменьшению поверхностных дефектов, то воздействие расплава снижается. [c.17]

Композиционная структура в шве мол<ет быть получена в процессе ква-зисамопроизвольного диспергирования. Эффект диспергирования при пайке в основном исследовался на системах с отсутствием взаимной растворимости. Анализ показывает, что размер частиц, заполняющих зазор, уменьшается (в соответствии с различием межатомных размеров взаимодействующих металлов) в направлении Мп-> —Sn—)- Ag-> u. Исследование вклада эффекта диспергирования в механические свойства паяных соединений сплава вольфрама W—3Ni—2 u припоем системы Ni—Мп—Сг—Со показал, что интенсивность эффекта зависит от характера напряженного состояния поверхности сплава, температуры пайки и ширины зазора. Наиболее интенсивно эффект проявляется при 1300—1320 °С, выдержка 10—15 мин, зазор 0,05 мм. В этом случае частицы вольфрама размером 10 мкм и менее зап.олияют практически всю ширину шва. Из анализа математической модели [2] следует, что вклад в упрочнение шва от [c.56]

Для панкн алюминиевых сплавов применяют припон на основе алюминия, цинка и олова. Припои на основе алюминия обеспечивают паяным соединениям наиболее высокие коррозионные свойства и механическую прочность, однако они имеют сравнительно высокую температуру плавления, что затрудняет проведение пайки. В припои на алюминиевой основе вводят кремний, серебро, медь, цинк, кадмий и другие металлы. Составы алюминиевых припоев, применяемых при пайке алюминиевых сплавов, приведены в табл. 48—50. [c.84]

Припой ВПрП наносят на паяемые поверхности в виде пасты, которая приготавливается в соотношении 60 40 из порошков припоя и сплава никель— бор—кремний. В качестве связующего порошков применяют 10 %-ный раствор акриловой смолы БМК-5, разведенной в растворителе Р5. Пайку осуществляют в печн в среде аргона с трехфтористым бором при 1130°С и выдержке 5 мин. Нагрев производят со скоростью 50 °С/мнн. При таком режиме пайки сохраняются механические свойства паяемого материала. Соединения, паянные встых, имеют кратковременную прочность 120— 150 МПа при 1000 °С. При увеличении зазора с 0,3 до 1,0 мм прочность соединений практически не меняется. [c.242]

Известно, что силы взаимодействия атомов металлов действуют на расстоянии до 1 нм. Наличие на поверхности металла, подлежащего пайке, толстых окиспых, жировых и других неметаллических пленок, не удаляемых с помощью флюсов и активных газовых сред, препятствует его физическому контакту с жидким припоем. Поэтому для полут1ення высокого качества паяных соединений и изделия наряду с температурным критерием совместимости М.,, и ТРП, физико-химическим критерием совместимости Ми и Мп, а также с критериями обеспечения оптимальных механических, физических и химических свойств паяных соединений следует учитывать критерий активирования Ми и Мп, определяющий требования, необходимые для обеспечения совместимости их со способами подготовки поверхности перед пайкой и способами устранения окиспых плеиок при пайке. [c.88]

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]

Механические свойства соединений, паянных особолегкоплавкими и легкоплавкими припоями [c.166]

Механические свойства соединений, паянных среднеплавкнми припоями, выше, чем паянных особолегкоплавкнми и легкоплавкими припоями. [c.169]

Данные о механических свойствах соединений, паянных некоторыми среднеплавкими припоями, в зависимости от коиструкциои-ных факторов, способов и режимов пайки приведены в табл. 45—49. [c.170]

Серебряны<е припои отличаются хорошим сочетанием физико-механических свойств — относительно невысокими температурами плавления, повышенными элбктро- и теплопроводностью, высокими прочностью и пластичностью. Они хорошо смачивают металлические поверхности и заполняют зазоры, обеспечивая прочность, коррозион-HJTO стойкость паяных соединений, пригодность для эксплуатации в условиях ударных и вибрационных нагрузок. Эти припой широко используют для пайки черных и цветных металлов и их сплавов за исключением алюминия и магния. [c.401]

Упрочнение паяного шва при таком взаимодействии А и В с образованием монотектики возможно путем легирования его другим компонентом, образуюш,им с припоем или его компонетами мелкодисперсные изолированные включения химических соединений в пластичной матрице шва, но не вступаюш,им в химическое взаимодействие с паяемым металлом А или основой припоя В. Количество вводимых компонентов-упрочнителей должно быть таким, чтобы включения химических соединений не образовывали в шве сплошной хрупкой сетки или развитых пластин, что понизило бы механические свойства паяного иГва, [c.30]

Влияние величины зазора на "структуру и механические свойства шва наблюдали при пайке никелевого жаропрочного сплава ЖС6К эвтектическим припоем ВПрИ, содержаш,им кремний и бор. Стойкость стыкового паяного соединения при температуре 975° С и Ов = 20 кгс/мм при ширине зазора не более 0,05—0,06 мм равна стойкости образцов самого сплава (—50 ч) [24]. [c.64]

Высокие механические свойства и хорошая смачивающая способность припоев d — (10—40) % Zn, по данным Иванага Сингитиро, может быть достигнута и при введении в них титана (0,05—0,5 ) или меди и титана (0,05—1,0%). Такой припой пригоден для пайки изделий сложной формы из низкоуглвроди-стой стали или меди. Добавка в кадмиевые припои серебра в количествах, не вызывающих образования в шве включений хрупкой фазы, обеспечивает высокую прочность и пластичность паяного соединения. [c.97]

О. Кнотек установил, что сохранение высоких механических свойств,характерных для соединений,паянных припоями с 40% Ag, может быть обеспечено и после пайки припоями, содержащими серебро в пределах 30 < Ag с 40%, при условии, если содержание меди и цинка определяется по формулам Си = 19 + 0,8 X X (40 — Ag%) и Zn = 22 + 0,2 (40 — Ag%) d — остальное. Предложены припои, содержащие 13—28% Ag, 25—48% Си, 20— 35% Zn, 10—25% d, легированные 0,5—5% Nin0,05—0,5% Si. Эти припои имеют электросопротивление, коррозионную стойкость и механические свойства не ниже, чем у припоев, содержащих более 38% Ag. [c.115]

Припои Ag — 5% А1 и Ag — 5% Ti при пайке титана обладают хорошей растекаемостью и образуют плавные галтели. Температура плавления припоев 913 С. Однако соединения из титана, паянные этими припоями, имеют пониженную прочность и корро-вионную стойкость. Снижение температуры плавления серебряных припоев достигается при легировании их легкоплавкими элементами, например оловом, но при этом вследствие образования в шве химического соединения титана с оловом и повышения диффузионной пористости происходит снижение пластичности паяного соединения. Легирование припоев особолегкоплавким элементом — галлием позволяет сохранить высокие механические свойства паяного шва и снизить температуру пайки на С. [c.117]

Последовательные операции точечной сварки нахлесточных соединений из листов толш иной 1,2 мм жаропрочного никелевого сплава ХНбОВТ и последующая пайка внахлестку припоем ВПр8 позволяют повысить механические свойства комбинированных соединений, особенно при высоких температурах. Сварку и пайку проводили при температуре 1190 С в диссоциированном фтор-борате калия в смеси с аргоном. Образцы с точечными соединениями при температуре 950° С и нагрузке 100 кгс разрушались через 2 35 мин образцы, паянные припоем ВПр8, — через 50—70 ч, а образцы, полученные комбинированным способом — точечной сваркой и затем пайкой, — через 113—170 ч. [c.323]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...