15.3. МЕТОДЫ ИЗГОТОВЛЕНИЯ

15.3.1. Пайка

Волноводы ичень малых размеров, детали, не испытывающие больших нагрузок и укрепляемые внутри конструкций, а также точные контрольные приборы при сборке паяют мягким припоем, так как при низких температурах получаются наименьшие деформации [73]. Там, где необходимы механическая жесткость и усталостная прочность пайка обычно производится твердым припоем [13—15]. В этом случае спаиваемые металлы не нагреваются до температуры их плавления (как при сварке), а соединяются заполняющим сплавом, имеющим более низкую температуру плавления и растекающимися в области их соединения благодаря капиллярности 15]. Таким процессом является пайка медью [113], а также пайка при средней температуре, известная под названием «Изифло» (Easiflo). Для сложных узлов и при массовом производстве используются паяльные печи, поверхностный нагрев и индукционный нагрев, где температура и длительность процессов хорошо контролируются.

В сверхвысокочастотных конструкциях часто применяются легкие сплавы алюминия и магния [1, 100]. В таких случаях, если для выравнивания и придания жесткости предусмотрены направляющие штифты, детали можно склеивать эпоксидными смолами, например смолой аралдит [78]. Пайка алюминия мягким и твердым припоем представляет трудности из-за быстро образующейся на поверхности пленки окисла. Эта пленка является тугоплавкой и может быть удалена с помощью активных флюсов при высокой температуре.

В одном из методов на контактные поверхности гальваническим путем наносится слой меди и после лужения производится пайка мягким припоем. Пленку окисла можно удалить и при низкой температуре методами вибрационной пайки [83, 111], обеспечивающими возможность облудить и произвести пайку мягким припоем. Такие контактные соединения из-за наличия разнородных металлов легко подвергаются коррозии; однако известен случай, когда образец после покрытия пайки смолой аралдит и термообработки при 130° С в течение 7 час успешно выдержал испытания на влажность и испытания в соленом растворе [124].

Для пайки сверхвысокочастотных элементов из алюминия используются специальные мягкие припои [6, 129]. Сплавы на основе цинка имеют рабочую температуру от 450 до 500° С, но свойство проникновения их при стыках внахлестку может изменяться. Имеется сплав, содержащий 67% кадмия и 33% цинка, но его температура плавления (266—310° С) выше рабочих температур, допустимых при ультразвуковой пайке и пайке с органическими флюсами, поэтому он может использоваться для пайки алюминиевых поверхностей с механической очисткой. Существуют припои с большим содержанием олова, например 76% олова, 20% цинка, 4% алюминия, дающие удовлетворительные результаты по коррозии, но к этому следует относиться осторожно, так как известны случаи, когда на спаянных при рабочей температуре 200° С изделиях после испытаний на влажность были обнаружены признаки коррозии.

Более прочные и надежные соединения могут быть получены методом аргонно-дуговой сварки [74], при которой используется химически чистый алюминий. После этого детали могут быть защищены против коррозии [124, 139] посредством анодирования. Такое же преимущество имеет пайка твердым припоем [64, 107, 118]. Этот припой, изготовляемый в форме прутков, является сплавом алюминия и кремния, имеющим температуру плавления примерно на 50° С ниже температуры плавления спаиваемого металла. Для уменьшения толщины пленки окисла детали обезжиривают и зачищают шабером. Соответствующий флюс, лучше в виде суспензии в дистиллированной воде, наносится как на соединяемые поверхности, так и на припой. Более предпочтительны соединения внахлестку с конусными зазорами от 0,13 до способствующими капиллярному растеканию припоя. Пайка с применением пламени требует большого мастерства и используется, например, для крепления соединительных фланцев на концах волноводных труб.

При пайке с погружением детали, изготовленные из почти чистого алюминия и соответствующим образом укрепленные, погружаются в ванну, имеющую температуру пайки. Рекомендуется [112], чтобы зажимы или зажимные устройства были специально сконструированы для такого процесса; практика показала, что наиболее удовлетворительными являются крюкообразные пружины с запорной перемычкой, пружины со специальными отверстиями для крепления детали и другие подобные приспособления. Во избежание деформации во время нагрева или охлаждения скрепляемое изделие должно быть хорошо охвачено пружиной и если это необходимо, то оснащено распорками. Зажимы следует изготовлять из таких материалов, как Инконель, Нимоник, никель и некоторые нержавеющие стали.

При пайке в соляной ванне или ванне с флюсом [18, 108] стыки узлов заполняются материалом (припоем) с большим содержанием алюминия. После этого вся сборка погружается в раствор, который действует как флюс, а затем температура повышается до точки плавления припоя и поддерживается ниже точки плавления алюминия. При такой пайке устраняется деформация и само соединение получается более чистым и однородным.

В одном из процессов пайки в ванне [121] на спаиваемые поверхности наносится флюс и узел погружается в специальный состав, содержащий кремний в растворенном виде. Нагретый флюс снимает окисную. пленку, а спаиваемые металлические поверхности поглощают из раствора кремний; образовавшийся в результате этого сплав имеет температуру плавления ниже температуры в ванне. Таким образом, получается спайка расплавленным металлическим осадком. Далее алюминий продолжает поглощать кремний и с изменением состава сплава температура его плавления становится выше температуры в ванне, после чего детали вынимаются.

Для самоскрепляющихся волноводных узлов, обеспечивающих более легкие и более гибкие конструкции [125], используется паянный твердым припоем армированный алюминиевый лист. Штамповкой лист доводится до требуемых для узла размеров и формы, детали узла скрепляются с помощью штифтов и направляющих отверстий. После пайки погружением допуски для волноводных узлов с поперечным сечением сохраняются в пределах Используя такой процесс, можно изготовлять сложные узлы, весящие только подобные конструкции, изготовляемые методом литья под давлением, имеют вес до