2.2. Лабораторна установка для дослідження процесів змочування і розтікання припоїв
Для реалізації метода краплі, що перебуває у стані спокою, при дослідженні металічних розплавів використовується спеціальна вакуумна лабораторна установка з радіаційним нагріванням, схему якої показано на рис. 2.6.
Для нагрівання зразків використовується трубчата піч із графіту або ніобію. Робочий простір печі має діаметр 30 мм, довжину 120 мм. Максимальна можлива температура досліджень на даній установці досягає 1200°С. Температуру визначають за допомогою термопари хромель-алюмель. Точність виміру температури дорівнює ±5 °С.
Фотооптична система складається із освітлювальної лампи, об'єктиву И-51 та касети і дозволяє отримати збільшене в чотири-шість разів зображення краплі розплавленого металу.
При визначенні крайового кута змочування методом спокійної краплі необхідно дотримуватись наступних основних вимог:
класти наважку припою на досліджувану поверхню (підкладку) симетрично;
виставляти підкладку чітко горизонтально;
фотографувати збільшене чітке зображення профілю рідкої краплі та твердої поверхні.
Рисунок 2.6. Схема установки для визначення крайових кутів змочування: 1 - дифузійний насос; 2 - трубчата піч; 3 – крапля припою; 4 - оптична система; 5 - форвакуумний насос
Оцінку змочування і розтікання олов'яно-свинцевих припоїв проводять за допомогою камерної або шахтної печі з температурою нагрівання до 400 °С. Для цього наважку припою певної форми і маси розплавлюють на поверхні пластинки металу та вимірюють площу розтікання припою після охолодження зразка, а крайовий кут змочування - після приготування макрошліфа по діаметральному перерізу краплі та його фотографування.
Змінюючи умови досліджень: флюс, температуру, підготовку поверхні, час розтікання, вибирають найбільш сприятливі умови паяння.
Аналогічно можна виконувати дослідження високотемпературних припоїв на вакуумній установці УДСВ-ДТ для дифузійного зварювання і паяння у вакуумі. Основний матеріал і припої вибирає викладач.
2.3. Устаткування і матеріали
Установка з фотооптичною системою для дослідження змочування і розтікання припою.
Установка УДСВ-ДТ або іншого типу з нагріванням зразків у ніобієвій трубі або безпосередньо струмами високої частоти. Дослідження можна виконувати також у вакуумній печі СНВ-1.3.1/20И1. Для низькотемпературних припоїв використовують камерну або шахтну піч.
Сканер HP Skanjet 4470 с.
Зразки з досліджуваних матеріалів (мідь, жароміцний сплав, графіт, сталь, алюміній, титан тощо) у вигляді пластин 40x40 мм товщиною 1,0...2,0мм.
Досліджувані низькотемпературні і високотемпературні припої (визначаються викладачем).
Флюси: каніфольний (40%-й спиртовий розчин), водний розчин хлористого цинку концентрацій 5...50 % , №201, 209, фтористий амоній, фторборат амонію.
Інструмент: пінцет, плоскогубці, лінійка, штангенциркуль.
Матеріали: абразивний папір, ацетон, серветки, клей, реактиви для підготовки макрошліфів, калька з міліметровою сіткою.
9. Фотографують макрошліфи за допомогою мікроскопа "Неофот-21", цифрового фотоапарату або скануванням.