книги / Сварка в машиностроении. 4

П29—76 на основе меди, содержащий 25,0—35,0% Мп; 1,5—2,5% Sn; 1,0—3,0% Cd и 0,1 —1,5% Si. Температура пайки этим припоем 780—800°С. Прочность на срез нахлесточных соединений стали достигает 60—65 кге/мм2, меди 30,0—36,0 кге/мм2. Припой рекомендуется вместо медно-цинковых, медно-никелевых и серебряных припоев.

^Никелевые припои применяют главным образом для пайки коррозионностойких и жаропрочных сталей и никелевых сплавов. Получение припоя, обеспе­ чивающего высокие эксплуатационные характеристики соединения, облегчается с повышением температуры плавления припоя. Однако увеличение температуры плавления припоя и, следовательно, температуры пайки ограничивается отрица­ тельными последствиями термического воздействия на паяемый материал. Для большинства материалов, для пайки которых применяют никелевые припои, допустимая температура нагрева при пайке находится в пределах 1000—1150° С, а с некоторой потерей свойств основного металла, которая может компенсироваться улучшением свойств паяного соединения в целом, до 1200—1250° С. Литейные жаропрочные сплавы допускают нагрев при пайке до 1220° С без потери свойств.

Указанные выше температуры пайки могут иметь припои различного состава, который конкретизируется требованиями, определяемыми условиями работы соединения: коррозионная стойкость в определенных средах, жаростойкость без больших механических нагрузок, жаростойкость в сочетании с значительными статическими или динамическими нагрузками и т. п. Кроме того, от состава зави­ сит возможность изготовления припоев в наиболее удобной форме — в виде про­ волоки, фольги.

Никельмарганцевые припои с большим содержанием марганца пластичны, но не отличаются высокой жаростойкостью и жаропрочностью и используются как коррозионно-стойкие. Введение хрома до 10—12% повышает жаростойкость.

Припои с небольшим содержанием марганца, как правило, хрупки и приме­ няются в виде порошка или фольги и других форм, полученных методом порошко­ вой металлургии. Однако они значительно более жаростойки и жаропрочны.

Наиболее жаропрочными и жаростойкими, но менее технологичными явля­ ются припои без марганца, соответствующий уровень температуры плавления которых достигается введением кремния и бора, а повышение жаропрочности и жаростойкости — легированием хромом, молибденом, кобальтом и другими компо­ нентами. Эти припои применяют в виде порошка, из которого приготовляют пасту на органическом связующем (например, на 10%-ном растворе акриловой смолы БМК-5 в растворителе Р-5).

Некоторые никель-марганцевые припои с различным содержанием марганца Приведены в табл. 12. К жаропрочным припоям с малым содержанием марганца относится также припой, разработанный в ИЭС им. Е. О. Патона, ПАН-1, легиро­ ванный хромом, кремнием и молибденом, с температурой пайки 1220° С. Разра.

от 5 до 50° С) с порошком относительно тугоплавкого металла — меди, никеля, серебра и др. Полученная паста способна затвердевать при комнатной или повы­

66% порошка меди; 2) 34% сплава состава: 74% Ga, 24% In, 2% Ag, 66% порошка меди. Прочность соединений меди колеблется в пределах 0,4—4,7 кгс/мма, в зави­ симости от температуры и времени выдержки при затвердевании пасты.

низкая коррозионная стойкость и прочность соединений. Несколько большей коррозионной стойкостью характеризуются соединения, паяные припоями, бога­ тыми цинком, особенно припоем П380А.

ческий силумин. Для приготовления припоя в виде литых заготовок той или иной формы, листа, прессованных прутков или проволоки и порошка используют пер­ вичный силумин в чушках по ГОСТ 1521—76, например СИЛ 0. Температура плав­ ления колеблется от 580 до 590° С в зависимости от фактического содержания кремния (10— 13%). Вследствие высокой температуры плавления припоя должна быть обеспечена высокая точность температуры пайки (пайка в печах или погру­ жением во флюсовых ваннах).

Эвтектический силумин в фасонных отливках имеет марку АЛ2; его также используют как припой, но он может содержать значительно больше примесей, чем сплав СИЛ 0.

Всложных конструкциях с большим числом соединений целесообразно использовать листовой материал из алюминиевых сплавов (АМц, АД1), плакиро­ ванный силумином (АПС). Для бесфлюсовой пайки в вакууме в припой вводят небольшое количество магния. Снижение температуры плавления припоя может быть достигнуто введением меди. Припой 34А состава: 6% Si, 28% Си, остальное алюминий, плавится при температуре 525° С и может использоваться для пайки горелкой низколегированных алюминиевых сплавов (АМц, АД1).

Впоследнее время разработаны перспективные припои, содержащие герма­ ний. Например, припой АЛ4ГА состава: 9% Si, 5% Ge, остальное алюминий,

плавится при 555—564° С (температура пайки 570—575° С). Особенностью этог0

10. Оловянные, цинковые и кадмиевые припои для пайки алюминиевых сплавов

припоя является возможность пайки термически упрочняемых сплавов АВ и

магниевых отливок. Типичны припои магний—алюминий—цинк с температурой плавления от 560 до 625° С. Например, припой П380Мг имеет состав: 72—75% Mg, 2,0—2,5% Al, 23—25% Zn, температура плавления 550—560° С.

ФЛЮСЫ И ГАЗОВЫЕ СРЕДЫ

Классификация флюсов для пайки установлена ГОСТ 19250—73.

В зависимости от температурного интервала активности паяльные флюсы разделяют на низкотемпературные (до 450° С) и высокотемпературные (свыше 450° С). По природе растворителя различают флюсы водные и неводные (обычно спиртовые). По природе вещества, определяющего действие флюса, низкотемпе­ ратурные флюсы бывают канифольные, кислотные, галогенидные, гидразиновые, фторборатные, анилиновые, стеариновые, а высокотемпературные — галогенид­ ные, фторборатные, боридные, боридно-углекислые. Возможны различные комби­ нации активных веществ. По основному механизму действия флюсы могут быть защитными (пассивными) и активными. В табл. 17 приведены наиболее типичные паяльные флюсы различных групп, даны сведения о их температуре активности и основном назначении. ГОСТ 23178—78 гарантирует следующие значения растекаемости припоя на стали 12Х18Н9Т: для флюсов ПВ200, ПВ201, ПВ209 и ПВ209Х — 3,5 см2, для флюса ПВ284Х — 2 см2 (определяется по ГОСТ 20486—75).

В зависимости от способа пайки, характера производства (единичное, серий­ ное, массовое), конструкции и размеров изделия и соединения, а также свойств флюсы могут использоваться в виде порошка, пасты или раствора.

Разработаны специальные газообразные флюсы, например флюс БМ-1 (ТУ 6-02-707—72), представляющий собой жидкость, кипящую при 54° С. Пары этой жидкости с помощью флюсопитателя вводятся в ацетиленовый трубопровод и, попадая в пламя горелки, образуют борный ангидрид, выполняющий роль флюса. Преимущество газообразного флюса заключается в практическом отсут­ ствии продуктов реакции после пайки. Пайка в газовых средах (главным образом высокотемпературная) обычно позволяет полностью избавиться от применения флюса.

Для пайки в вакууме применяют специальные вакуумные печи или контей­ неры, нагреваемые в электрических печах [3]. Обычно используют вакуум с оста­ точным давлением 10"2—10“б мм рт. ст. Чем ниже температура пайки и более легирован паяемый материал компонентами, обладающими большим сродством к кислороду, тем нцже должно быть остаточное давление. В ряде случаев это требование становится практически трудновыполнимым и приходится использо­ вать различные технологические приемы, улучшающие смачиваемость припоями: при пайке жаропрочных сталей и никелевых сплавов — их никелирование, при пайке алюминиевых сплавов — введение магния в количестве 0,1 i/л объема контейнера для дополнительного воздействия паров магния на окисную пленку.

При пайке в атмосфере аргона применяют контейнеры различной конструк­ ции. В некоторых случаях (при пайке титана) аргон подвергают дополнительной очистке. Часто применяют также никелирование сложнолегированных сталей и

в количестве около 1 г/л объема контейнера. При пайке фторборат калия разла­ гается с образованием фторида бора, взаимодействующего с окисной пленкой и улучшающего смачивание припоем.

Широко, особенно в радиоэлектронной промышленности, используют пайку в водороде. Допустимая влажность водорода зависит от паяемого материала: при пайке меди и низкоуглеродистых сталей пригоден водород из баллонов без