SU1486279A1

SU1486279A1 - Способ капиллярной пайки

Info

Publication number: SU1486279A1
Application number: SU874288533A
Authority: SU
Inventors: Anatolij Ya Kufajkin; Ryurik E Kovalevskij; Ravnak E Esenberlin; Aleksandr S Shmukler
Original assignee: Anatolij Ya Kufajkin; Ryurik E Kovalevskij; Ravnak E Esenberlin; Aleksandr S Shmukler
Priority date: 1987-07-22
Filing date: 1987-07-22
Publication date: 1989-06-15

Description

Изобретение относился к капиллярной пайке и может быть использовано в различных отраслях машиностроения и электронной технике. Цель изобретения - расширение технологических возможностей при пайке протяженных нахлесточных соединений. На боковой

поверхности детали 1, соединяемой пайкой с основанием 2, формуют вспомогательный элемент 3 в виде скошенного выступа, боковая поверхность которого образует с паяемой поверхностью детали 1 острый угол , определяемый из соотношения о( ί </, + </_г, где и с(₂- равновесные углы скачивания припоем поверхности основа·® ния и поверхности детали соответственно. Производят сборку, нагрев до температуры пайки и вводят в зазор между деталью 1 и основанием 2 расплавленный припой. Форма вспомогательного элемента обеспечивает образование выпуклого'¹ мениска в зоне о галтели, что предотвращает опережающее растекание припоя по периметру детали 1 и затворение в зазоре газов и флюса. 1 ил.

62^98^ Г

2

3

1486279 “

4

Изобретение относится к пайке, в частности к способам пайки нахлесточ— ных и тавровых соединений с самопроизвольным затеканием припоя в капиллярный зазор, и может быть использовано в энергетическом машиностроении, электронике, авиастроении, космической технике и других отраслях',' , где предъявляются высокие требования к качеству паяных соединений.

Целы<5 изобретения является расширение технологических возможностей.

На чертеже изображено паяное соединение, сечение. 15

Способ реализуется следующим образом.

На боковой поверхности детали 1,

.присоединяемой пайкой к основанию 2, формуют вспомогательный элемент Зв 20 виде скошенного выступа', боковая поверхность которого образует с паяемой поверхностью детали 1 острый угол </ , определяемый из соотношения ά 4о(, + о<_г , где </, и <К₇ - рав- 25 новесные углы смачивания припоем поверхности основания и поверхности детали соответственно, производят сборку детали 1 с основанием, нагрев до температуры пайки и введение в 30 зазор между деталью 1 и основанием 2 расплавленного припоя.

Способ основан на использовании известных физических явлений, определяемых законом капиллярности. Сог- 35 ласно этому закону при образовании искривленной поверхности расплава по разные стороны от нее возникают различные по величине давления: большие - в выпуклой среде, меньшие - 40

в вогнутой. Используемые для пайки припои образуют с паяемыми материалами сравнительно малые краевые углы смачивания, поэтому, попав в угол между поверхностью основания и боко- 45 •вой поверхностью детали, расплав припоя расходуется частично на заполнение зазора, частично на формирование галтели, имеющей вогнутую форму.

При этом из закона капиллярности сле^дует, что только благодаря вогнутой форме расплав припоя удерживается в галтели, так как при этом условии давление в расплаве ниже давления в окружающей атмосфере, и вследствие $$ этого расплав засасывается в галтель! этой разностью давлений. При осуществлении процесса пайки по предлагаеомму способу создаются условия, когда попавшие в галтель порции расплава припоя приобретают выпуклую форму. В этом случае давление в расплаве выше давления в окружающей атмосфере. За счет разности этих давлений вытесняется расплав из случайно сформировавшегося участка галтели в полость зазора, что способствует подавлению обтекания периметра детали расплавом припоя до заполнения расплавом зазора и свободному вытеснению из зазора порций газа или флюса расплавом припоя.

По предлагаемому способу деталь 1 изготавливают с выступающей кромкой АВС. Боковая поверхность выступающей кромки АВ образует с паяемой поверхностью ΏΒ детали острый угол <£. Угол с/ , припой и условия пайки выбирают взаимосвязанно. При имеющейся величине припой и условия нагрева выбирают такие, которые дают равновесные краевые углы смачивания расплавом припоя поверхности основания и детали ( о(.₍ и соответственно) , которые удовлетворяют условию £ ¢/, + о(₂.

При отсутствии такого припоя и таких условий используют имеющийся припой и имеющиеся условия, характеризующиеся своими величинами <4, и с(₇, с учетом которых выполняют угол на выступающей кромке детали, используя соотношение ά ί οί, + </_?.

Пример. Осуществляли пайку медных деталей диаметром 20 мм, высотой 10 мм к медному основанию, представляющему собой диск диаметром 30 мм, высотой 5 мм. При этом одна партия деталей имела обычную цилиндрическую поверхность, во второй партии деталей в соответствии с предлагаемым изобретением была изготовлена выступающая кромка шириной 3 мм. Угол разделки кромки составлял 29+1 , Для пайкй был выбран припой ПСр40 и флюс ПВ 209Х. Предварительными экспериментами было установлено, что при контактировании с медью расплава припоя ПСр40 под слоем флюса ПВ 209Х равновесный краевой угол смачивания равен 21°. Сумма значений краевых углов смачивания расплавом припоя основания и детали составляет 42 , Таким образом, выбранные угол разделки выступающей кромки, припой и условия нагрева соответствуют условию предлагаемого изобретения.

1486279

6

Как при предварительном определении краевых углов смачивания, так и при пайке деталей к основанию металлические поверхности перед сборкой и нагревом подвергали химическому травлению и обезжириванию ацетоном. Затем на них наносили тонкий слой флюса. Нагрев осуществляли кислородно-ацетиленовым пламенем. С целью исключения влияния газовой струи на течение расплава припоя пламя горелки направляли на нижнюю поверхность основания. Припой в виде проволоки диаметром 1,2 мм приводили; в контакт с основанием, он плавился, смачивая поверхность и детали. При пайке деталей, не имеющих выступающей кромки, расплав припоя, попав в галтельную часть шва, приобретал вогнутую форму свободной поверхности, благодаря чему капиллярное давление устойчиво удерживало расплав в галтели. При пайке деталей,' изготовленных с предлагаемой выступающей кромкой, порции расплава припоя, попавшие в галтельную часть, приобретали выпуклую форму, при которой капиллярное давление вытесняет расплав из галтели в зазор, После пайки деталей они были подвергнуты рентгеноконтролю. Для повышения его эффективности детали и основания перед рентгеноконтролем были срезаны на токарном станке до суммарной толщины 2,5 мм. Результаты рентгеноконтроля показали, что при пайке

' деталей без выступа паяные соедине• |Ния содержат дефекты в виде пор и непропаев, которые составляют 11—47%

площади пайки. При пайке деталей в соответствии с изобретением содержание этих дефектов в паяных швах уменьшилось до 3-12%.

В сравнении со способом пайки, при котором в галтельной части соединения формируют вспомогательные

элементы из защйтной пасты, ограни. чивающей растекание припоя в галтельном участке, изобретение расширяет возможности ограничения растекания высокоактивных припоев, а также исключает неоднородность гантельных участков. Положительный эффект от реализации изобретения заключается

Ю в повышении качества паяных соединений - уменьшении содержания в них дефектов и повышении вследствии этого прочности и вакуумной плотности. Наиболее значимый эффект обеспечива15 ется в электронном машиностроении и приборостроении, где высокая плотность паяных швов обеспечивает снижение их теплового сопротивления и существенное повышение рабочего ресур20 са изделия.

Claims

Формула изобретения

Способ капиллярной пайки деталей

25 с основанием, включающий их изготов-ление, сборку, формование в галтельном участке вспомогательного.элемента, предотвращающего опережающее растекание припоя по периметру дета30 ли и затворение в зазоре газовых и флюсовых включений, нагрев до температуры пайки и введение в зазор между деталью и основанием расплавленного припоя, о’ т л и ч а к> щ и й с я тем, что, с целью расширения

35 „

технологических возможностей, вспомогательный элемент формуют перед сборкой на боковой поверхности детали в виде скошенного выступа, бо—

4θ ковая поверхность которого образует с паяемой поверхностью детали острый угол оС. , определяемый из соотношения </ έ где с/,и с(_г- равновесные углы смачивания припоем поверхности основания и поверхности детали соответственно.