Кристаллизация при пайке

К первой группе факторов относят физикохимические свойства паяемого металла и припоя, определяющие характер их взаимодействия, воздействие флюсующих сред на припой и паяемый металл, условия и характер кристаллизации при пайке. Характер взаимодействия твердого и жидкого металлов зависит от электронного строения их атомов, соотношения атомных радиусов, положения элементов в ряду электроотрицательности, валентности и потенциалов ионизации атомов. [c.226]

Процессы кристаллизации при пайке. Очень большое влияние на процессы кристаллизации при пайке оказывают характер температурного поля, величина температуры, продолжительность ее действия, скорость остывания, свойства основного металла и флюсов. При пайке между припоем, находящимся в жидком состоянии, и твердым основным металлом имеет место взаимодействие. После затвердевания оно переходит в межкристаллитную форму связи. При этом возможны разные случаи. [c.128]

Кристаллизация при пайке протекает в соответствии с основными закономерностями затвердевания металлов и сплавов, но в связи со спецификой и условиями процесса имеет некоторые особенности [c.94]

Кристаллизация щва при пайке имеет много общего с кристаллизацией сварного шва в связи с физико-химическим взаимодействием припоя с основным материалом и существенно отличается от кристаллизации при литье деталей или слитков, где нет активного взаимодействия жидкого металла со стенками формы. Обязательное отличие по химическому составу и по температурам солидуса припоя от основного металла приводит и к некоторому различию процесса кристаллизации при пайке и сварке плавлением. [c.46]

Кристаллизация при пайке и сварке отличается от кристаллизации при литье наличием готовых центров кристаллизации [c.46]

Различие процессов кристаллизации при пайке и оварке связано с более низкой температурой солидуса припоя, чем основного металла. Поэтому общие зерна паяного шва и основного металла при пайке могут сильнее отличаться по составу, чем при сварке. [c.49]

Образование кристаллизационных или вообще горячих трещин в паяных соединениях значительно более редкое явление, чем в сварных соединениях, что обусловлено особенностями процесса кристаллизации при пайке и меньшим напряженным состоянием паяных соединений. [c.116]

Процессы кристаллизации при пайке имеют много общего с процессами кристаллизации при сварке. Различие связано в основном с более низкой температурой плавления припоя по сравнению с температурой плавления основного металла. Важным условием получения прочной связи при капиллярной пайке является заполнение припоем зазора (капилляра), образуемого между поверхностями спаиваемых изделий. Высота поднятия припоя в зазоре зависит от многих факторов (соотношения физико-химических свойств основного металла и припоя, состава флюса, геометрии соединения режимных условий пайки и т. д.). Теоретически высота капиллярного поднятия идеальной жидкости прямо пропорциональна поверхностным натяжениям на границе фаз и обратно пропорциональна величине зазора. В капиллярах круглого сечения максимальная высота подъема припоя в 2 раза больше, чем при течении между параллельными пластинами. [c.176]

При изложении теоретических вопросов рассмотрены строение и свойства окис-ных пленок на металлах, способы удаления их при пайке, процессы смачивания и капиллярного течения припоев, процессы диффузии, растворения и кристаллизации при пайке. Освещена методика механических испытаний и металлографических исследований паяных соединений. [c.2]

Процессы кристаллизации при пайке [c.109]

Особенности кристаллизации. Кристаллизация при пайке — сложный процесс, основные особенности которого следующие [c.109]

Кристаллизацию при пайке необходимо рассматривать одновременно с процессами, происходящими на границе основной металл-расплав припоя, так как от них зависит температура затвердевания металла зоны сплавления, количество жидкой фазы, ее однородность, наличие в ней зародышей кристаллов, степень ликвации при затвердевании и т. д. Направленный теплоотвод и наличие твердой поверхности, во многих случаях изоморфной с затвердевающим расплавом, делают процессы, происходящие на границе основной металл—зона сплавления часто основными в процессе кристаллизации. Кристаллизацию в этом случае следует рассматривать не в обычном понимании, а как направленное заращивание соединительного зазора. [c.110]

Неравновесная кристаллизация. В действительности процесс кристаллизации при пайке далек от этой идеальной схемы, что в первую очередь связано с направленным теплоотводом, незначительным количеством жидкой фазы в шве, активным взаимодействием в зонах спаев и большой скоростью охлаждения. В результате в шве не достигается равномерное распределение компонентов. Направленный теплоотвод в сторону основного металла приводит к тому, что образующаяся при кристаллизации твердая фаза отлагается на поверхности основного металла и изолируется от взаимодействия с жидкой фазой. Поэтому диффузионного выравнивания ее состав практически не происходит. [c.119]

Рассмотренный случай неравновесной кристаллизации при пайке является простейшим. Поскольку основной металл и припой в реальных условиях — это обычно многокомпонентные сплавы, а в процессе образования соединения протекают реакции взаимодействия не только между металлами, но и между металлами и газовыми средами, флюсами, окисными и шлаковыми пленками, то кристаллизация образующегося при этом в шве сплава представляет более сложный процесс. [c.122]

Растекание расплавленного припоя по поверхности паяемого материала определяется многими факто )ами. Среди них наибольшее влияние оказывают характер взаимодействия, свойства припоя (вязкость, жидкотеку-честь). Когда припой имеет широкий интервал кристаллизации, а пайка происходит при температурах, лежащих ниже температуры ликвидуса, особое значение приобретает жидко-текучесть припоя. Наличие в расплаве твердой фазы, строение выпадающих кристаллов, характер их расположения резко меняют жидкотекучесть припоя. [c.19]

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]

При пайке происходит обменная диффузия между атомами припоя и паяемого металла, самодиффузия атомов, растворение паяемого металла в жидком припое, образование новых фаз и, в частности, химических соединений. Последующая кристаллизация сплава, образовавшегося в паяном шве, наиболее существенно влияет на свойства соединения. [c.334]

Общие сведения. Пайкой называется способ соединения элементов конструкций путем их нагрева ниже температуры плавления материалов деталей соединения, смачивания их расплавленным припоем, затекания припоя в зазор между деталями соединения и последующей его кристаллизации при охлаждении. [c.169]

Кристаллизация при охлаждении. Как правило, температура нагрева при пайке на 50—100° выше температуры плавления припоя. При этой температуре вследствие взаимодействия основного металла и припоя образуется сплав в жидком состоянии, из которого формируется структура паяного шва. При окончании нагрева паяемые детали охлаждаются и начинается кристаллизация паяного шва. [c.531]

Кристаллизация при выдержке (диффузионная пайка). Диффузионной называется такая пайка, при которой образование паяного соединения совмещено с изотермической обработкой. Изотермическая обработка обусловливает прохождение диффузии с целью направленного изменения свойств паяного соединения, в том числе посредством кристаллизации металла шва при температуре пайки, которая выше температуры солидуса припоя. [c.531]

Паять готовым полностью расплавляемым припоем с кристаллизацией при охлаждении одновременной электромагнитной пайкой сборочные единицы позиции 2 и 3 согласно чертежу [c.293]

Неоднородность структуры в температурном интервале кристаллизации паяного шва при наличии растягивающих напряжений может привести к нарушению сплошности в виде кристаллизационных трещин. Такие трещины встречаются при пайке весьма редко вследствие того, что готовые припои чаще всего выбирают с малым интервалом затвердевания. Однако при применении припоев с широким интервалом затвердевания, хорошо удерживающихся в больших капиллярных зазорах и потому начинающих находить применение в практике, в определенных условиях могут появиться в шве кристаллизационные трещины. [c.25]

Наполнитель композиционных припоев чаще всего представляет собой порошок, перемешанный с порошком легкоплавкой части припоя. При пайке таким припоем сцепление частиц наполнителя в шве и шва с паяемым металлом возникает в результате взаимодействия последнего с жидкой частью припоя и ее кристаллизации, а также в результате спекания частиц наполнителя между собой и с паяемым металлом. Такой припой условно назван металлокерамическим, а пайка — металлокерамической, так как при ней имеют место процессы спекания, аналогичные процессам в порошковой металлургии. [c.70]

Классификация припоев по величине температурного интер вала их плавления. К существенным различиям готовых припоев относится их интервал кристаллизации. Способность припоев к растеканию и затеканию в зазор улучшается с уменьшением их интервала плавления. При пайке припоями с широким температурным интервалом плавления предварительная укладка их у зазора не всегда допустима из-за опасности втягивания легкоплавкой части припоя в зазор. При этом более тугоплавкая часть припоя образует у зазора королек , не расплавляющийся при пайке. Вследствие этого свойства паяных соединений могут существенно отличаться от ожидаемых, а образование королька у зазора может приводить к ухудшению товарного вида изделия и удорожать обработку изделия после пайки. Поэтому при выборе припоев и способа введения их в зазор необходимо учитывать ширину их интервала плавления. [c.70]

При пайке погружением деталей, собранных с узкими зазорами, пригодны припои с узким или нулевым интервалом кристаллизации при широких капиллярных зазорах подходят припои с более широким интервалом затвердевания, лучше удерживающиеся в них. Суш,ественный недостаток этого способа пайки — сравнительно быстрое загрязнение жидкого припоя компонентами паяемого металла. Загрязнение припоя цинком, алюминием, кадмием ухудшает качество паяных изделий, и их попадание в ванну недопустимо. [c.211]

Особенностью галлия и припоев-паст на его основе является увеличение объема при кристаллизации, поэтому для получения более прочных и плотных швов при пайке рекомендуется применять давление. [c.39]

Припой представляет собой сплав, с помощью которого производится соединение металлических деталей за счет взаимодейстдия жидкого припоя с поверхностными слоями металлов. Припой имеет температуру плавления ниже, чем у соединяемых металлов, и обладает способностью их смачивать. При пайке происходит частичное растворение основных металлов в жидком припое, диффузия атомов компонентов припоя в эти металлы, химические реакции между компонентами припоя и основными металлами и другие процессы. Припои должны иметь хорошую жидкотекучесть, малый интервал температур кристаллизации, механическую прочность, коррозионную стойкость и высокую электрическую проводимость. Припои с температурой плавления Г,и, ss 450 С называют мягкими, припои с Т л > 450° С твер- [c.280]

Калий хлористый технический (хлорид калия) КС1. Кристаллический рассыпчатый порошок или в виде гранул белого цвета с сероватым или красноватым оттенком. Плотность 1,99 г/сл , температура плавления 776° С, растворимость в воде 25,5% при 20° С, 36% при 100°С. Изготовляют (ГОСТ 4568—65) двух марок К — получаемый кристаллизацией из растворов высшего (содержание КС1 99,0%), 1-го (98,3%) и 2-го сортов (95%) и Ф — получаемый флотационным обогащением калийных руд 2-го (95,0%) и 3-го сортов (92,0%). Поставляют в пятислойных крафтцеллюлоз-ных мешках весом нетто 40 кг. Применяют в машиностроении для наполнения нагревательных ванн, в качестве флюса при пайке и др. [c.284]

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 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]

Для пайки коррозионно-стойких сталей можно применять припои на основе никеля системы Ni—Сг—Мп, Ni—Р. Припоями Ni—Сг—Мп можно паять в среде аргона с трехфтористым бором. При пайке в вакууме припоями, содержащими марганец, последний интенсивно испаряется, засоряет вакуумную систему, адсорбируется поверхностью, окисляется и затрудняет смачивание стали. Припои с широким интервалом кристаллизации системы Ni—Сг—Мп плохо смачивают коррозионно-стойкую сталь и образуют пористые паяные соединепн. . [c.239]

При пайке в отличие от сварки плавлением не происходит плавления основного металла, а расплавляется припой, который при кристаллизации и соединяет паяемые заготовки. Поэтому состав паяного шва обычно в большей степени отличается от состава основного металла, чем при сварке, и наряду с такими дефектами, как трещины, поры, остатки флюсов и продуктов флюсования, непропаи и неспаи (аналогично непрова-рам), наблюдаются такие дефекты, как прослойки хрупких химических соединений (если такие соединения образуются между компонентами припоя и паяемого материала) и локальная химическая эрозия - частичное растворение основного материала в припое, приводящее к уменьшению рабочего сечения шва аналогично подрезу при сварке. [c.339]

Поскольку стекла представляют собой сильно переохлажденную жидкость, их кристаллизация при нагреве обычно происходит с сильным заро-дышеобразованием, что позволяет получать однородный, чрезвьшайно мелкозернистый металл. Такая кристаллическая фаза не может быть получена обычными методами обработки. Это открывает возможность получения специальных припоев в виде тонкой ленты. Такая лента легко изгибается, ее можно резать и подвергать штамповке для получения оптимальной конфигурации. Весьма важным для пайки является то, что лента гомогенна по составу и обеспечивает надежный контакт во всех точках изделий, подвергаемых пайке. Припои имеют высокую коррозионную стойкость. Они используются в авиационной и космической технике. [c.864]

Медь и никель образуют непрерывный ряд твердых растворов. Поэтому при пайке медью происходит значит, растворение паяемого материала в припое, что сопровождается повышением темп-ры плавления жидкой фазы, расширением интервала ее кристаллизации и уменьшением жидкоте-кучести. При пайке медью необходимы строгая дозировка припоя, возможно более близкое расположение припоя к зазору (или укладка припоя в зазор) и нагрев при темп-рах, близких к рабочей теми-ре пайки. [c.58]

Подобные ликвационные явления в паяном шве весьма наглядно видны при пайке теплостойких сталей и жаропрочных никелевых сплавов различными припоями системы Ni—Сг—Fe—В—Si—С с большими интервалами кристаллизации. В. А. Чен показал, что при пайке встык сталей и никелевых сплавов некоторыми припоями этой системы в малых зазорах (<0,05 мм) образуется однофазный шов с высокой прочностью при комнатной температуре, близкой или равной пределу прочности паяемого жаропрочного сплава, но при наличии больших зазоров (0,1 мм) предел прочности паяных соединений снижается в 2 раза и более. Одновременно с уменьшением предела прочности паяного соединения уменьшается и пластичность паяного шва в связи с образованием малопластичных эвтектик, содержаш,их хрупкие силициды (FesSi и др.) или бо-риды (NijB и др.). [c.64]

Экспериментально установлено, что на межфазной границе состав практически близок к значению равновесного солидуса при температуре пайки (точка Сг на рис. 4). Если при этом прекратить нагрев и охладить паяное соединение, то в шве произойдет кристаллизация жидкой прослойки. Образующийся сплав представляет собой твердый раствор, поэтому конечная структура будет однофазной, аналогичной возникающей при кристаллизации чистых металлов (рис. 5). При увеличении выдержки при температуре пайки можно достичь затвердевания в результате изотермической кристаллизации. При этом состав кристаллизующихся слоев будет отвечать равновесному солидусу при teMnepaType пайки (точка Сг на рис. 4). При всех других температурах изотермической [c.14]

Припои на магниевой основе применяют только для пайки магниевых сплавов при пайке ими других метал- лов получаются хрупкие. соединения, обладающие низкой коррозионной стойкостью. В качестве магниевых припоев применяют сплавы магния с алюминием, цинком и кадмием. Магний с алюминием при содержании 32,3% А1 образует эвтектику с температурой плавления 437° С. Согласно экспериментальным данным, в магниевых припоях алюминия должно содержаться не выше 25—27%. так как при дальнейшем увеличении его содержания припои сильно охрупчиваются. Целесообразно вводить в эти припои не свыше 1—1,5% цинка, так как при большем его содержании увеличивается интервал кристаллизации сплава и склонность паяных соединений к тре-щинообразованию. Для снижения температуры плавлб ния магниевых припоев в них вводят кадмий. [c.37]

За исключением случаев применения ультразвуковых колебаний с целью удаления окисной пленки с поверхности паяемого металла выбрацию при пайке обычно используют для удаления неметаллических включений и воздействия на процесс кристаллизации металла шва в целях измельчения структуры (особенно в случае образований грубозернистых столбчатых структур или иглообразных выделений). Кроме того, вибрация вызывает более равномерное распределение тугоплавких частиц в шве и способствует активизации растворно-диффузионных процессов. [c.45]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...