Процессы диффузии и растворения при пайке

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]

Существенное отличие склеивания от большинства процессов сварки и пайки — то, что при затвердевании клея вследствие охлаждения, полимеризации и других физико-химических явлений взаимное растворение и диффузия соединяемых материалов, как правило, полностью отсутствуют. [c.16]

Течение расплавленных припоев в реальных условиях пайки отличается от течения идеальных жидкостей, так как припои, как правило являются многокомпонентными сплавами, которые при пайке вступают в сложные взаимодействия с паяемым материалом. В процессе течения их в зазоре происходит растворение в них паяемого материала, флюса, газовых сред. Известно, что поверхностные свойства жидких растворов зависят от характера распределения в объеме и в поверхностном слое растворенных элементов. Если взаимодействие между атомами растворенного вещества и атомами растворителя меньше, чем взаимодействие между атомами растворителя, то растворенные вещества будут преимущественно выталкиваться из объема растворителя на поверхность. Накопление их в поверхностном слое приводит к уменьшению атомного взаимодействия, в результате чего поверхностное натяжение с ростом концентрации растворенных веществ падает. С другой стороны, под действием диффузии кон - [c.23]

Па. Соединения обладают высокой жаропрочностью и коррозионной стойкостью, однако пластичность их низкая. Длительный отжиг, который совмещают с процессом пайки, повышает пластичность соединений за счет диффузии бора, бериллия и кремния в паяемый металл. В процессе пайки возможно значительное растворение паяемого металла в припое, особенно тогда, когда между ними образуются легкоплавкие фазы. При пайке жаропрочных сплавов припоями, содержащими бор, происходит значительное растворение паяемого металла и проникновение припоя по границам зерен паяемого металла. Поэтому эти припои непригодны для пайки тонкостенных конструкций. [c.242]

Как видно из таблицы, при выдержке до 30 с диффузия олова в железо не происходит. Диффузия железа в расплав олова не наблюдается при пайке без выдержки. Если снижать температуру пайки, то отсутствие растворения (диффузия железа в расплав олова) наблюдается и при более длительной выдержке в процессе пайки. [c.116]

Пайка — процесс соединения пластинок твердого сплава с корпусом с помощью более легкоплавкого присадочного металла, называемого припоем. При пайке основной металл находится в твердом состоянии, а припой — в расплавленном. Соединение осуществляется вследствие взаимного растворения и диффузии припоя и основных металлов. Нагрев инструмента при напайке может производиться различными методами. Наибольшее распространение получила печная пайка, пайка на контактных сварочных машинах, индукционная пайка на установках ТВЧ. [c.192]

Процесс образования металлических связей при нагреве простых латуней, например латуни Л62 на сталь, может протекать двояким путем растворением основного металла в жидком наплавленном, встречной диффузией атомов меди в основной и обратно — атомов железа в наплавленный. Для сближения атомов жидкого наплавленного металла с основным твердым на межатомные расстояния необходимо, как и при пайке, обеспечить полное смачивание твердой подложки жидким расплавом. При использовании обычных флюсов (например, буры) для получения прочного соединения приходится нагревать основной металл до температуры оплавления. В этих условиях доминируют процессы растворения. Учитывая ограниченную растворимость металлов, к которым относится система Си—Ре, количество железа в латуни начинает превышать предел его растворимости и оно выделяется в свободном виде, понижая механические свойства наплавленного металла. Кроме того, вследствие сильного испарения цинка повышается газонасыщенность и пористость наплавленного металла. Эти недостатки при наплавке простых латуней типа Л62 устра- [c.181]

В процессе растворения одновременно может идти диффузия из жидкости в твердую фазу, но поскольку скорость растворения твердого металла в жидком значительно выше, чем диффузия в твердой фазе, то диффузионный слой на поверхности основного металла не образуется С приближением состава зоны сплавления к равновесной точке С скорость растворения замедляется, значение диффузии из жидкой фазы в твердую в этом случае повышается. Поэтому начинает образовываться диффузионный слой при наиболее активной диффузии по границам зерен. Если выдержка при температуре пайки достаточна для достижения в шве равновесной концентрации жидкой и твердой фаз, то жидкая компонента шва будет иметь состав, соответствующий пересечению изотермы с ликвидусом, а граница основной металл — зона сплавления — с солидусом диаграммы состояния. Если нагрев при пайке будет прекращен до момента достижения в шве равновесной концентрации жидкой фазы, то средний состав зоны сплавления не будет соответствовать точке С. [c.92]

Растворно-диффузионный спай, когда основной металл и припой образуют между собой твердые растворы, если не учитывать диффузию в твердой фазе при нагреве под пайку, начинает формироваться с момента смачивания основного металла расплавом припоя. В результате протекающего при этом растворения твердого металла в жидком припое состав зоны сплавления изменяется, достигая равновесного при данной температуре, соответствующего пересечению изотермы с линией ликвидуса. В процессе растворения одновременно идет диффузия из жидкости в твердую фазу, но поскольку скорость растворения твердого металла в жидком значительно выше, чем диффузия в твердой фазе, то диффузионная зона на поверхности основного металла не образуется. С приближением состава зоны сплавления к равновесному скорость растворения основного металла замедляется, и в основном металле начинает образовываться диффузионная зона. Наиболее активная диффузия при этом протекает по границам зерен и дефектам структуры основного металла. [c.118]

При правильно.м выборе припоя в процессе пайки происходит взаимное растворение металлов и нх диффузия,, благодаря чему обеспечивается прочное соединение. [c.276]

Пайка — процесс, родственный сварке плавлением. Шов, соединяющий детали, заполняется особым металлом — припоем, представляющим собой специальный сплав, по составу совершенно отличный от металла соединяемых деталей и более легкоплавкий. Расплавленный припой наносится на зачищенные кромки соединяемых частей, смачивает их и по затвердевании и кристаллизации образует соединительный шов. При этом возможны также процессы взаимного растворения и диффузии. [c.5]

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]

Обычно наряду с процессом проникновения припоя между границами зерен идут процессы фронтального растворения паяемого металла (общей эрозии), уменьшающие эффект межзерен-ного проникновения или образования жидкой фазы. Интенсивность этих процессов зависит от скорости диффузии, температуры, количества припоя и т. д. Проникновение жидкого металла между границами зерен во многих случаях вызывает местную эрозию, растворение пограничных зон металла в припое. Поэтому скорость такой местной (локальной) эрозии, как и общей эрозии. зависит от растворимости легирующих элементов припоя е паяемом металле чем больше эта растворимость, тем медленнее протекает процесс эрозии. Так как скорость диффузии легирующих элементов, особенно образующих твердые растворы внедрения, большая между границами зерен, чем внутри зерен, го можно ожидать, что при пайке припоями, содержащими такие элементы, обычно слабо растворимые в основном твердом металле, припой будет проникать между границами зерен. Действительно, эвтектические припои систем Ре — В и N1 — В (бор слабо растворим в железе и никеле) весьма склонны к проникновению этих металлов между границами зерен. Существенное значение при этом имеет то обстоятельство, что эвтектики содержат небольшое количество бора и значительно большее количество железа или никеля это вызывает переход в эвтектику заметного количества паяемого металла по границам его зерен, куда проник бор. [c.29]

К ир )цессам, расширяющим объем зоны сварки, можно отнести растворение, диффузию, кристаллизацию. Эти процессы протекают во времени, н ход их в значптельиои степени зависит от температуры, с возрастанием которой взаимная растворимость и диффузия металлов обычно повышаются. Особенно большую роль играет растворимость при пайке. Образование сплава в зоне сварки расширяет объем зоны и повышает надежность сварного соединения. Отрицательное влияние взаимного растворения может наблюдаться прп образовании хрупких интерметаллических соединений, например при сварке меди с алюминием, где образование хруикого интер.металлического соединения СнзА1 часто создает значительные затруднения для получения прочной сваркп. [c.3]

Решающее значение для протекания этих процессов, так же как и при пайке, имеют температурный режим наплавки, явления флюсования, смачивания и растекания наплавляемого металла, диффузии, растворения и кристаллизации. Имеются и некоторые различия. В частности, при наплавке нежелательно значительное растекание жидкого металла, так как в ряде случаев (при сравнительно большой толщиие наплавляемого слоя) это приводит к снижению производительности и понижению коэффициента полезного использования наплавленного металла. Кроме того, при большой растекаемости его по поверхности, он уходит из сферы защитного действия пламени, что может способствовать большему окислению металла. В связи с этим оптимальные пределы значения краевого угла смачивания при наплавке, как правило, должны быть несколько иными, чем при пайке. [c.181]

Пайку, при которой затвердевание расплава происходит при температуре выше температуры солидуса припоя без охлаждения из жидкого состояния, называют диффузионной пайкой. Процесс пайки начинается непосредственно после завершения процесса растворения (t = /нас) паяемых материалов в шве, т. е. достижения в шве состава с= i, независимо от способа получения расплава в зазоре. Отвод легкоплавких компонентов из шва может осуществляться разными механизмами в результате взаимной диффузии в паяемые материалы, испарением в окружающую среду или связыва-нием их в тугоплавкие химические соединения. Принципиально возможно сочетание всех трех механизмов. Наиболее изучен и широко используется первый механизм — отвод легкоплавких элементов за счет диффузии в паяемые материалы, который определяет скорость движения межфазных границ Xi (t). [c.51]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...