5. Содержание отчета

1. Характеристики использованных материалов и припоев.

2. Эскизы образцов, приспособлений и описание использованного оборудования.

3. Описание технологии пайки с указанием температуры и других технологических параметров.

4. Результаты механических испытаний образцов и внешнего осмотра до и после механических испытаний, занесенных в табл. 3.2.

Таблица 3.2

Результаты измерений

Материал образца и марка припоя

№ образца

Ширина образца, мм

Длина нахлестки, мм

Площадь нахлестки, мм2

Разрушающая нагрузка Р, Н

τср, МПа

Характер разрушения

6. Вопросы для самоконтроля

1. Каковы основные преимущества бесфлюсовых способов пайки?

2. Каков механизм удаления окислов при пайке самофлюсующими припоями?

3. Особенности технологии пайки самофлюсующими припоями.

Лабораторная работа № 3

БЕСФЛЮСОВАЯ ПАЙКА В ВАКУУМЕ

1. Цель работы

Изучить особенности вакуумной пайки меди серебряным припоем.

2. Активация поверхности при вакуумной пайке

Для удаления окисных пленок с поверхности металлов и предотвращения их образования в процессе пайки чаще всего применяют флюсы. Пайка с применением флюсов имеет ряд недостатков: невозможность удаления остатков флюса для некоторых конструкций, снижение коррозионной стойкости из-за неполного удаления остатков флюса и др.

В последнее время разработаны и широко применяются различные способы бесфлюсовой пайки: абразивная пайка слабоокисляющимися припоями, пайка самофлюсующими припоями, пайка в вакууме, ультразвуковая пайка, в среде инертных газов, в активных газовых средах.

Бесфлюсовая пайка в вакууме возможна потому, что при высокотемпературном нагреве в вакууме, ввиду малого парциального давления кислорода, создаются условия для диссоциации окислов некоторых металлов. Аналогичные условия возникают при использовании чистых инертных газов, из которых наибольшее применение получил аргон. В общем виде реакцию диссоциации можно записать так:

, (3.1)

Константа равновесия этой реакции:

, (3.2)

Так как при постоянной температуре , величины постоянные, то константа равновесия, выраженная через парциальные давления компонентов реакции, будет определяться формулой:

(3.3)

где а – постоянная

– парциальное давление кислорода.

Значение , при котором реакция (3.1) находится в равновесии, называется упругостью диссоциации окисла. Для заданной температуры при парциальном давлении кислорода меньше, чем упругость диссоциации рассматриваемого окисла, реакция протекает в направлении слева направо, т. е. в сторону диссоциации. Повышение температуры при постоянном парциальном давлении кислорода приводит к смещению в сторону диссоциации.

В условиях пайки в вакууме легко диссоциируют окислы меди, никеля, железа, а окислы хрома, кремния, титана, алюминия, магния не диссоциируют даже в высоком вакууме. Поэтому возможность и условия, необходимые для осуществления бесфлюсовой пайки в вакууме, зависят от упругости диссоциации окислов, имеющихся на поверхности паяемого металла.

Так, бесфлюсовая пайка меди и никеля высокотемпературными припоями возможна в низком вакууме при остаточном давлении порядка 1·10^-1 мм рт. ст., углеродистых и малоуглеродистых сталей – при остаточном давлении 1·10^-2...1·10^-3 мм рт.ст., а для нержавеющих и жаропрочных сталей – только с применением самофлюсующих припоев или после предварительного никелирования паяемой поверхности.

Пайку в вакууме или в среде нейтральных газов проводят в специальных печах или в контейнерах (заварных и разборных) с использованием обычных электропечей.