ПАЯНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ

Паяные конструкции получили широкое распространение в различных отраслях машиностроения и в ряде

10. Механические характеристики и области применения распространенных припоев

(см. скан)

случаев вытесняют сварные соединения.

Пайкой изготовляют не только отдельные детали, но и сложные крупногабаритные узлы.

При конструировании паяных изделий важное значение имеют выбор припоя и способа пайки.

При выборе основного металла следует учитывать паяемость его припоями, обеспечивающими требуемую прочность, чувствительность основного металла к нагреву и склонность его к образованию трещии под действием расплавленных припоев, проникающих между кристаллами по границам зерен.

Например, пайку сталей латунью применяют в ограниченном масштабе, так как медь является основным компонентом, вызывающим охрупчивание соединений. Поэтому в серебряные и никелевые припои для деталей, работающих при повышенной температуре, не вводят медь [2]. Для уменьшения склонности к хрупкому разрушению рекомендуется наносить на детали никелевое покрытие.

При паянии разнородных металлов необходимо учитывать различие в коэффициентах их термического расширения.

При высокотемпературной пайке ряда разнородных металлов (например, титана с медью и никелем, магиия со сталью, алюминия с медью и др.) невозможно получить пластичные и прочные соединения без ианесения на них барьерных покрытий, предохраняющих разнородные металлы от активного взаимодействия и, как следствие, возникновения в паяном шве хрупких интерметаллидов.

В качестве барьерного покрытия иаиосят такой металл, который легко паяется и образует прочные связи с основным конструкционным материалом.

Припои должны хорошо смачивать покрытие и другой металл (без покрытия), не образуя с ними интерметаллиды.

Например, для пайки стали с титаном на последний наносят молибденовое покрытие, затем осуществляют пайку медными или серебряными припоями.

В табл. 10 приведены механические характеристики и области применения припоев. Для пайки жаропрочных сталей и сплавов используют припои на основе никеля, марганца и палладия с добавками других элементов (хрома, кобальта, циркония

11. Зазоры применяемые при пайке металлов

12. Прочность при срезе паяных соединений

и др.), а также твердые и газообразные флюсы Пайку в атмосфере газообразных флюсов (фтористый водород, трехфтористый бор и др.) производят в герметичных контейнерах, нагре ваемых в печах Пайку короозионно стойких сталей, жаропрочных и титановых сплавов, керамики и тугоплавких металлов производят часто в вакууме (в вакуумных печах)

На качество соединения существенное влияние оказывает размер паяльного зазора (табл 11) и условия течения припоя в нем Чем лучше припой смачивает поверхность основного металла, тем меньшим можно назначить зазор При активном растворении основного металла расплавленным припоем зазоры устанавливают большими, так как припои повышают температуру плавления и хуже растекаются При увеличении зазоров прочность паяного соединения уменьшается из-за образования пустот, не заполненных припоем, флюсовых включений и т. п. Указанные в табл 11 зазоры должны быть выдержаны при нагреве до температуры пайки Прочность паяных соединений существенно зависит от прочности припоя и активности взаимодействия расплавленного припоя и основного металла При активном растворении припоя в металле прочность соединений на 30—60% выше прочности припоя Механические характеристики паяных соединений приведены в табл 12— 15 При повышении температуры окружающей среды прочность соединений снижается

Для соединений, работающих при повышенных температурах, целесообразно применять припои, легированные марганцем и никелем Жаропрочные припои на основе меди (табл 14) могут работать до температуры . С помощью жаропрочных припоев на основе никеля получают соединения с рабочей температурой до Прочность соединений, паяных оловянно-свинцовыми припоями, составляет (табл 15)

В паяных конструкциях в основном следует применять соединения внахлестку (особенно в герметичных соединениях, рис 16) В соединениях необходимы вентиляционные отверстия для отвода газов, создающих давление при нагреве во время пайки (рис 17)

При пайке фланцев к трубам следует предусматривать посадочный поясок и упор на трубе или фланце (рис. 18), а при пайке конструкции

13. Прочность при срезе паяных соединений внахлестку при повышенных температурах

(см. скан)

14. Прочность при срезе соединений, паянных жаропрочным припоем на основе меди

(см. скан)

15. Прочность при срезе соединений, паянных оловянно-свинцовым припоем

(см. скан)

с посадкой деталей с натягом — канавки для лучшего затекания припоя.

При конструировании соединения, пайка которого будет производиться в печах и других установках, следует предусматривать специальные пазы или выемки для укладки на место спая припоя в виде порошка, пасты, проволоки, полос, щайб или нанесения припоев гальваническим способом, с термовакуумным напылением и т. д. (рис 19).

Рис. 16. Паяные соединения внахлестку

В конструкциях, где припой укладывают в виде щайб, фольги или тонкой

Рис. 17. Соединения с вентиляционными отверстиями

Рис. 18. Соединения с посадочным пояском и упором

Рис. 19. Укладка припоя

полосы, необходимо обеспечить возможность перемещения паяиых деталей в сторону уменьшения зазора (например, за счет прижимов и т. д.). Паз или выемку для укладки припоя выполняют, как правило, на детали, имеющей большее сечение.