1.3. Конструкция паяного соединения
Для того чтобы обеспечить достаточную прочность и монолитность паяного шва, необходимо принять к рассмотрению ряд факторов: параметры зазора между спаиваемыми деталями (его ширину, длину и площадь), а также конфигурацию стыка.
1.3.1. Ширина зазора между соединяемыми деталями
Зазор должен быть достаточен для того, чтобы любые остатки флюса или газов были удалены раньше, чем он будет заполнен припоем. Иначе они останутся в качестве включений и могут серьезно ослабить шов. Поэтому конструкция соединения и способ нанесения припоя должны обеспечивать затекание припоя в зазор только с одной стороны (рис. 1.3).
Рис. 1.3. Одностороннее затекание припоя в зазор
При исследовании зависимости предела прочности стыкового паяного шва от величины зазора были сделаны следующие выводы:
- предел прочности шва достигает максимума при уменьшении зазора до 0,05 мм, а затем вновь уменьшается для очень узких зазоров;
- по мере увеличения зазора предел прочности шва уменьшается до величины, характерной для самого припоя (рис. 1.4).
Рис. 1.4. Зависимость предела прочности стыкового паяного шва
от величины зазора
Таким образом, для получения качественного паяного шва на ювелирном изделии рекомендуется величину зазора устанавливать в пределах 0,01–0,1 мм. Однако при изготовлении ювелирной продукции производить такие точные измерения чаще всего нет возможности. Поэтому для достижения приемлемой величины зазора мастер должен полагаться на свой опыт и профессионализм.
Чаще всего зазор стремится сам себя отрегулировать до оптимальной величины соответственно поверхностному натяжению расплавленного припоя. Основной целью мастера должно быть использование именно такого количества припоя, которое необходимо для полного заполнения шва и недопущения дефектов пайки. Кроме того, необходимо избегать в конструкции изделий широких зазоров.
Для того чтобы облегчить затекание припоя в зазор и содействовать образованию аккуратных обтекаемых швов, с краев спаиваемых деталей желательно снимать фаску (рис. 1.5).
а б
Рис. 1.5. Втягивание припоя в зазор:
а – острые края; б – скругленные края
1.3.2. Длина и площадь зазора
Традиционно считается, что увеличение длины или площади зазора приводит к возрастанию прочности соединения. До определенного предела эта закономерность верна. Однако с дальнейшим увеличением этих величин не происходит пропорционального возрастания прочности, а в некоторых случаях возможно снижение сопротивления определенным нагрузкам.
Кроме того, увеличение площади спаиваемых поверхностей сверх некоторого определенного предела влечет за собой повышение газонасыщаемости. Это, в свою очередь, приведет к увеличению пористости и существенному ослаблению соединения.