Консп.лекций_ПАЙКА

Реактивно-флюсовая пайка алюминия - разновидность флюсовой высокотемпературной пайки; пайку выполняют погружением в соляную ванну, в состав которой входит небольшое количество активных хлоридов –

ZnCl2, SnCl2, CdCl2.

После пайки необходима тщательная обработка: промывка в проточной горячей и холодной воде, последующая обработка в 5% растворе HNO3 и 10% растворе хромового ангидрида Cr2O5.Основной недостаток флюсовой пайки алюминия - высокая коррозионная активность алюминия.

Пайка алюминия с медью: пайку выполняют по покрытию: например на поверхность алюминия наносят никелевое покрытие, пайку осуществляют в водороде припоем следующего состава: 49Ag, 20Cu, 31Zn. Еще один пример: на поверхность меди наносят защитное цинковое или серебряное покрытие, для пайки используют припои на основе Sn, Cd, Zn. Через серебряное покрытие на меди может быть осуществлена контактнореактивная пайка. Но при этом в шве образуется хрупкая эвтектика Al-Ag- Cu; такие соединения могут быть использованы только в ненагруженных конструкциях.

Пайка алюминия со сталью выполняется после предварительного лужения стальной поверхности припоями системы Sn-Pb, Al-Si с применением активных флюсов на основе фтористых и хлористых солей.

Лекция 13 Технология пайки металлических материалов. Пайка

титана и сплавов. Пайка сталей и чугуна

Пайка титана и сплавов. Особенности выполнения пайки определяются высоким химическим сродством титана и сплавов к кислороду, азоту, водороду, отсюда – высокая химическая и термическая стойкость его окислов.

Титан – химический элемент 4-й группы периодической системы элементов Менделеева, порядковый номер 22, атомный вес 47,9. Титан – тугоплавкий металл белого цвета, существует в двух аллотропических модификациях - и -титан при температурах выше 8820С. Удельный вес - титана составляет 4,5г/см3, Тпл=1665 50С.

Титан является переходным элементом и имеет недостроенный слой 3d электронной оболочки. В большинстве химических соединений титан четырѐхвалентен, реже - трѐхвалентен. Химическая активность титана с повышением температуры возрастает, он поглощает водород при 200С, при 3000С скорость поглощения водорода весьма высока (отсюда - водородная хрупкость титановых сплавов). Растворимость водорода в титане обратима, что позволяет почти полностью удалить примесь водорода вакуумным отжигом. Заметное взаимодействие Ti c O2 начинается при 6000С, с N2 – выше 7000С.

101

Примеси O2, N2, H2, C, образующие с титаном твердые растворы внедрения, ухудшают его механические свойства. Титан обладает высокой коррозионной стойкостью благодаря образованию прочной оксидной плѐнки.

Титан образует сплавы практически со всеми металлами (за исключением щелочных и щелочноземельных), а также с Si, B, H2, N2, O2.

Легирующие элементы оказывают определенное влияние на температуру аллотропического превращения титана:

- элементы, повышающие температуру превращения – (Al, O, N),

называются - стабилизаторами;

-понижающие температуру превращения (большинство металлов,

например Mo, Mn) - -стабилизаторы;

-элементы, мало влияющие на температуру превращения, называются нейтральными, или двухфазными упрочнителями.

По структуре титановые сплавы делятся на 4 группы:

1группа - сплавы с -структурой: Ti и сплавы Ti-Al, Ti-Sn, Ti-Zr; не содержат -стабилизаторов, хорошо свариваются сваркой плавлением, сохраняют высокую пластичность при низких температурах и не чувствительны к упрочняющей термообработке. Недостаток – пониженная технологическая пластичность.

2 группа - двухфазные сплавы с преобладанием - структуры, содержащие до 2% -стабилизаторов (Cr, Mn, Fe, Si, Cu, Ag, Au). Эти сплавы более пластичны, чем -сплавы, при сохранении хорошей свариваемости; к термообработке нечувствительны.

3 группа - двухфазные сплавы , содержащие более 2% - стабилизаторов. Обладают хорошей пластичностью после отжига или закалки и высокой прочностью после закалки и старения. Свариваются хуже, чем 1 и 2., после сварки необходима термообработка для повышения пластичности шва.

4 группа - сплавы с преобладанием -фазы. Очень пластичны при комнатной температуре, после термообработки прочность очень увеличивается, сварной шов пластичен после сварки, хрупок после упрочнения термообработкой.

-сплавы:

ВТ1-00, ВТ1-0 , ВТ1-1, ВТ1-2 - технический титан; ВТЛ – сплав (вес.%) - 5Al, 1,0Si ;

Ti-2Al – 2,5Al; ВТ5-1 – 5Al, 2,5Sn ;Ti-3Al – 3,4Al; Ti-Al-Zr – 2Al, 2,5Zr ; BT5

– 5Al ; BT10 – 5Al, 2,5Sn, 3Cu.

-сплавы ( -стабилизаторов до 2%)

OT4-1 – 2Al, 1,5Mn ; АT3 – 3Al, 1,5 (Fe+Cr+Si+B);OT4 – 3Al, 1,5Mn; AT4 – 4Al, 1,5 (Fe+Cr+Si+B); OT4-2 – 6Al, 1,5Mn ; BT4 – 4Al, 1,5Mn ; BT-12 – 4Al, 1Mo, 3Sn, 2Zr.

-сплавы ( -стабилизаторов более 2-х%)

ВТ6 – 4,5Al, 3,5V ; BT6 – 6Al, 4V ; BT8 – 6,5Al, 3,5Mo, 0,25Si ; BT14 – 4Al, 3Mo, 1V; BT16 – 2,5Al, 7,5Mo.

102

-сплавы : BT – 3Al, 8Mo, 11Cr

В качестве жаропрочных сплавов применяют ВТ3, ВТ3-1, ВТ5, ВТ5-1, ВТ8, ВТ9. При длительной работе Траб.=500-5500С, при кратковременной работе – Траб.=8000С.

В результате высокой растворимости О2 и N2 и -стабилизирующим действием этих элементов на поверхности титана образуется малопластичный слой -твердого раствора (альфированный слой). Водород мало растворим в -Ti, но образует с -сплавами гидрид титана – TiOH,

способствующий его охрупчиванию. Поэтому восстановительные газовые

среды, содержащие H2, N2, не пригодны для пайки титана и сплавов.

При 650-7000С образуется стойкий окисел TiO2 (рутил), выше 9000С – нитриды с N2 воздуха. При нагреве в чистом Ar или вакууме – оксид и нитрид не образуется.

Низкотемпературная пайка : на воздухе припоями системы Sn-Pb только по покрытию Ni, Cu, Sn (химически или гальванически нанесѐнному).

Облуживание Ti при 700-7500С, t 15мм в расплаве Sn при использовании активных флюсов (SnCl2,AgCl),при этом происходит восстановление металлов из их расплавленных солей по реакции:

Ti + 2SnCl2 = TiCl4 + 2Sn

Ti + 4AgCl = TiCl4 + 4Ag

Соединения титана, паянные с применением флюсов, некачественны, поэтому низкотемпературную пайку применяют редко. Высокотемпературная пайка титана и сплавов в вакууме или Ar марки А1,

тщательно очищенном от примесей O2, N2 и паров воды. Тпайки 7000С (8009000С); при Т 9000С проявляется склонность к росту зерна и снижение пластических свойств паяных соединений.

Водород, всегда находящийся в титане и снижающий его пластичность, удаляется при пайке (или нагреве) в вакууме 0,01Па при Тн 9000С, поэтому пайка титана в вакууме предпочитательнее, чем в Ar.

При выборе припоя, способа и режима пайки учитывают, что титан образует хрупкие интерметаллиды в паяном шве практически со всеми элементами, входящими в припои: основа припоя серебро – образует с титаном интерметаллид, менее хрупкий, чем с другими элементами; основа припоя алюминий – образует с титаном ограниченные области твѐрдых растворов, что позволяет рассчитывать на получение менее хрупких паяных соединений.

Состав припоев (вес.%): Ag, Ag + Al (Al 5%), Ag-Al-Li (Al 5, Li-0,2- (улучшает растекание), Ag-Sn (Sn 5%), Ag-Cu (Cu 7-10%).

Интерметаллид TiAl3 характеризуется малой скоростью роста; интерметаллиды TiCu3, Ti2Cu – растворяются в припое; TiNi и TiAg – пластичные; Ti2Ni – хрупкий.

1)Пайка в контейнерах, фольга =0,2мм; вакуум Р=2 0,0001Па, Тп=6800С, t=3мин.

103

2)Пайка в контейнерах из тонколистовой коррозионно-стойкой стали,

изделия изолируют прокладками из молибдена, слюды или керамики. Припой – фольга или порошковые пасты, медленный нагрев до 6000С в вакууме (Р=1,3 0,001 Па), заполнение рабочей полости Не, быстрый

нагрев до Тп=930-9600С.

Припои на основе никеля и меди дают ещѐ более высокопрочные соединения, но никель и медь растворяют титан, вызывая сильную эрозию и охрупчивание в зоне шва.

Диффузионная пайка даѐт более пластичные и прочные соединения. Используют минимально необходимое количество припоя (фольга δ=50мкм или напыленный слой)), например, Ni, Cu, Fe, Go, выдерживают при температуре пайки до тех пор, пока в паяном соединении не образуется пластичный твѐрдый раствор. Прочность соединений, полученных таким способом, близка к прочности паяемого металла.Тп=960-9800С, t=12 час

Пайка сталей и чугуна Пайка углеродистых и низколегированных сталей. Пайка

низкоуглеродистых и низколегированных сталей не вызывает трудностей и может быть осуществлена всеми известными способами. В паяных конструкциях и изделияз используют углеродистые стали обыкновенного качества группы А, Б, В марок Ст0-Ст6 (ГОСТ 380-71), низколегированные, применяемые в судостроении, химическом и нефтяном машиностроении, стали с карбидным упрочнением: 16Г2АФД, 15Г2АФД, легированные Si, V, Ni, Cu: например стали 10ХСНД, 09Г2С, 09Г2Д, 15ГФД и другие.

Пайка конструкционных сталей

Среди основ или компонентов припоев слабое химическое сродство с железом имеют: Ag, Bi, Pb, Cd, Cu, Au, Pd, Ga, Ni, более сильное – Sn,

образующее с железом химическое соединение с закрытым минимумом и монотектику.

Сильным химическим сродством с железом обладают Al, P, Si, Ni, Zr, Zn, образующие с ним диаграммы состояния с одним или несколькими химическими соединениями.

Низкотемпературная пайка: низкотемпературная пайка припоями Sn – Pb основы с использованием флюсов – водных растворов ZnCl2 (припои ПОССу

40-0,5; ПОС – 61; олово).

При пайке возможно образование прослойки интерметаллида FeSn2 - хрупкой, снижающей пластичность шва, поэтому не следует допускать перегрева припоя, т. к. увеличивается толщина интерметаллидной прослойки, повышается пористость швов, снижается прочность.

Цинковые припои: мало пригодны из-за плохого смачивания поверхности, низкого предела прочности паяных соединений т. к. по границе раздела фаз образуются хрупкие интерметаллидные соединения.

Кадмиевые припои: плохо растекаются, не дают прочных соединений.

104

Кадмиево-серебряные припои, легированные цинком, дают прочные соединения (припой состава 82Cd, 16Zn, 2Ag): предел прочности в =

160Мпа.

Высокотемпературная пайка: высокотемпературная пайка выполняется медным, медно-цинковыми и серебряными припоями. Меднофосфорные припои не рекомендуются , т. к. образуют хрупкие фосфиды железа по границе спая. Возможно использование меднофосфорных припоев только для соединений, не работающих при вибрационных и динамических нагрузках.

В качестве флюса используется бура Na2B4O7, флюсы ПВ – 200, ПВ – 201,

ПВ – 209, ПВ – 284Х.

Пайка выполняется в газовых средах, в атмосфере водорода, диссоциированного аммиака, в продуктах неполного сгорания смесей воздуха с газами: пропаном, генераторным городским.

Окисная плѐнка на поверхности низкоуглеродистых и низколегированных сталей нестойкая, легко восстанавливается в газовых средах и растворяется во флюсе.

При выборе Тп и способа нагрева следует учитывать возможность отжига сталей, превращений остаточного аустенита в мартенсит, распад мартенсита, развитие отпускной хрупкости. Пайку ведут при температуре высокого отпуска (6200С) припоем ПСр40.

Таким образом: низколегированные стали можно паять всеми известными способами, следует учитывать только то, что некоторые легирующие элементы (Al, Cr) образуют стойкие окислы. Тогда применяют более активные флюсы, либо газовые средыазот или Ar +BF3.

Композиционные припои используют при пайке соединений с зазорами2мм: используют порошковый припой с добавлением до 30% тугоплавкого наполнителя.

Паста : 70% порошка припоя (62%Cu + 30%Mn + 8%Ni)

20% наполнителя (порошки Cu и C0 в соотношении 1:1

10% флюс ( 80%Na2B4O7 + 20%H3BO3).

При больших сборочных зазорах прочность паяных соединений резко падает: появляется усадочная пористость, снижается эффект упрочнения шва.

При зазорах 1мм: для пайки используется композиционный следующего состава: припой 68%, наполнитель сталь 20-12%; флюс-стекло- 10%, флюс ПВ 201-10%; температура пайки Тп =11800С, время пайки - tп=120с. Тугоплавкий наполнитель добавляют в пасту в зависимости от величины соединительного зазора.

Пайка коррозионно-стойких сталей

К коррозионностойким сталям относятся ферритные, легированные Ni; аустенитные и аустенитно-ферритные, легированные Cr, Ni; мартенситные и аустенитно-мартенситные, легированные ферритообразующими элементами

– Al, Ti, Mo , при низком содержании C.

105

Оксидные соединения на поверхности коррозионно-стойких сталей имеют сложный состав и более стойкие, чем на низкоуглеродистых и низколегированных сталях: Me2O3, FeO, Cr2O3.

Оксидная плѐнка восстанавливается в газовых восстановительных средах при 12000С (сравнить с низкоуглеродистыми и низколегированными сталями

– в водороде при 9000С)

Низкотемпературная пайка выполняется припоями системы Sn-Pb, флюсы – канифольно-спиртовые не пригодны. Работают флюсы: 1) - канифольно-спиртовый с добавлением ортофосфорной кислоты ( флюс ЛМ- 1, состав: 30г канифоли, 400г спирта, 100г ортофосфорной кислоты). Температура пайки Тп=280-3200С. Необходим быстрый нагрев (испаряются компоненты флюса); 2) - флюс – водный раствор ZnCl2. Для усиления активности добавляют HCl, HF, HNO3, H3PO4, NH4Cl: например состав флюса: 38-40% водного раствора ZnCl2 (2 объѐма), HCl (1 объѐм).

Используют при пайке паяльником или горелкой, добавляют флюс по мере необходимости в процессе пайки. При печной пайке флюс состава 2 плохо пригоден.

Низкотемпературная пайка по технологическому покрытию (Cu, Ni, Ag) и по облуженной припоем системы Sn-Pb поверхности низкотемпературными припоями с использованием канифольных флюсов.

Высокотемпературная пайка флюсовая

Для высокотемпературной пайки используют припой на медной и никелевой основе и флюс ПВ-200; ПВ-201,либо серебряный припой системы Ag-Cu

(ПСр 72), Ag-Cu-Cd-Zn (ПСр40; ПСр45; ПСр25) и флюс ПВ-209; ПВ-284Х.

Выполняют пайку также в контролируемой атмосфере , состоящей из трѐхфтористого бора BF3 в смеси с инертным газом.

Ферритные хромистые стали паяют припоями состава: 1)- 40Ag, 30Cu, 28Zn, 2Ni; температура пайки - Тп=7800С; 2)- состав: 40Ag, 30Cu, 25Zn, 5Ni; Тп=8500С; 3) – состав: 50Ag, 15,5Cu, 16Cd, 15,5Zn, 3Ni ; Тп=6900С. Введение никеля в припой предотвращает щелевую коррозию в соединениях, добавляют 2-3% Ni.

Ферритные коррозионно-стойкие стали (13%Cr) паяют серебряными припоями, обеспечивающими коррозионную стойкость соединений. Эти стали склонны к межкристаллитной коррозии после закалки с температуры выше 9000С.

Пайка чугуна

Основная трудность при пайке чугуна – присутствие графита в структуре чугуна, затрудняющего смачивание. Используют предварительную пескоструйную обработку поверхности с последующим выжиганием графита окислительным пламенем газовой горелки, либо электрохимической обработкой в соляной ванне при 450-5100С.

Низкотемпературная пайка выполняется припоем системы Sn-Pb либо другим низкотемпературным. Используется флюс на основе ZnCl2 с добавлением солей CuCl или SnCl2. Перед пайкой обязательна обработка

106

флюсом ПВ-209 или ПВ-284Х при 600-7000С или электрохимическая обработка в соляной ванне.

Для облегчения пайки низкотемпературным припоем применяют гальваническое лужение или контактное меднение в растворе медного купороса.

Высокотемпературная пайка выполняется припоями на основе меди, (например латунь Л63) и серебряными. Флюсы – ПВ-209, ПВ-284Х, которые растворяют графит на поверхности чугуна.

Серебряные припои используют преимущественно, Тп 9000С, чугун не перегревается. Перегрев чугуна приводит к структурным превращениям и при последующем охлаждении к выделению хрупкого цементита. Поэтому применение припоев на основе меди ограничено вследствие высокой температуры пайки.

Припой системы Cu-P для пайки чугуна применять нельзя, поскольку образуются хрупкие фосфиды. Таким образом, пайку чугуна можно выполнять при температуре Тп 9000С, газовой горелкой или паяльной лампой с нейтральным пламенем.

После пайки проводят отжиг при 700-7500С в течение t=20 мин для снятия внутренних напряжений. Пайка в печах с контролируемой атмосферой выполняется с добавлением флюса.

Лекция 14 Технология пайки неметаллических материалов. Пайка

металлов с неметаллами

Пайка является уникальным и часто единственным способом соединения металлов с неметаллами и неметаллов между собой. В результате взаимодействия неметалла (стекла, керамики, полупроводников, ферритов, графита, алмаза) с металлом (припоем) образуется металло-

неметаллический спай.

Пайку металла со стеклом используют при изготовлении разного рода вакуумных приборов (гермовводов, смотровых окон), при изготовлении ламп накаливания (от миниатюрных до мощных генераторных), в производстве крупных зеркал оптических приборов, для облицовки внутренних частей труб нефтепроводов. Соединение кварца с металлом (с нержавеющей сталью, коваром и др.) используют при производстве электрических кварцевых резонаторов. Пайкой можно успешно соединять металлы с полупроводниками, что является значительным еѐ преимуществом перед другими способами соединения, особенно когда необходим контакт на большой площади. Пайку полупроводников применяют при внутреннем монтаже приборов (припайка токоотводов, напайка перехода на кристаллодержатель) и при наружном монтаже - припайка внешних выводов, герметизация.

107

Соединения графита с графитом и металлами используют в различных конструкциях – в соединениях электродов дуговых печей, крупногабаритных анодов ртутных выпрямителей, нагревателей шахтных печей, высокотемпературных теплообменников, длинномерных нагревателей, лодочек для выплавки металлов, и т.д. Пайка является наиболее технологичным и экономически выгодным методом соединения графитовых материалов, позволяет получать высокопрочные, электропроводные и герметичные соединения.

Соединения графита со сталью используются в узлах крепления графитовых катодов и анодов к токопроводящим медным или алюминиевым шинам металлургических печей и электролизных ванн для выплавки цветных металлов, торцовых уплотнителей, подпятников, радиальных и упорных подшипников аппаратов, работающих в среде жидких углеводородов, теплообменников ядерных реакторов – (графитовые трубы паяют с трубными досками из коррозионно-стойкой стали), в узлах сочленения камер сгорания с металлической арматурой.

Пайку графита с медью используют при производстве щеток электродвигателей, токосъѐмных устройств; соединение графита с титаном используется при креплении графитовых узлов торцовых уплотнителей в титановой обойме, и в качестве промежуточного слоя при соединении графита со сталью.

Соединения металлов с оксидными фазами (стеклом, керамикой, ферритами) возможно по следующим трем технологическим схемам:

1. В результате введения расплавленного припоя непосредственно на соединяемую поверхность неметаллического материала. При

взаимодействии в процессе пайки расплавов металлов с оксидными системами смачивание окисла припоем и адгезия возрастает с повышением сродства металла к кислороду. Химически активные к кислороду металлы Ti, Zr, Al, Si, Mn хорошо (с малым краевым углом смачивания) смачивают поверхность окислов Al2O3, BeO, MgO. Используют серебряные припои, содержащие Ti u Zr (25-50%), которые способны одновременно смачивать поверхность металла и неметалла.

2.Вторая группа технологических процессов соединения металлов с неметаллами (стеклом, керамикой) состоит в том, что на неметаллический материал перед пайкой путѐм вжигания (серебра или платины), металлизацией, восстановлением окислов или другими способами наносят слой металла. Спай образуется при предварительном покрытии неметалла слоем металла, т.е. при пайке по металлопокрытиям.

Для нанесения металлического слоя стеклянную деталь покрывают суспензией порошка металла или соединений металла, например, хлористой платины или окиси серебра, и нагревают для получения прочно сцепленной со стеклом плѐнки металла.

Далее выполняется пайка с использованием припоев системы Sn-Pb, в качестве флюса применяют водный раствор хлористого цинка. Если спай предназначен для работы при высоких температурах, в качестве припоев

108

применяют серебро, медь или сплавы на их основе. Металлическое покрытие в этом случае должно быть особо прочно связано со стеклом. Перед нанесением металлического покрытия стекло следует очистить от загрязнений и оксидных плѐнок.

При пайке необходимо избегать перегрева, чтобы металлическая плѐнка на стекле не растворилась в припое.

3.Третья технологическая схема соединения металла с неметаллами состоит в применении переходных слоѐв из неметаллического материала, спай образуется при использовании легкоплавкого стекла, глазури, эмали, предварительно нанесенных на металл с использованием

стеклоприпоев.

В таких соединениях опасность образования трещин уменьшается, т.к. напряжения в спае металл-стекло значительно ниже, чем при пайке без переходного слоя.

Стеклоприпои представляют собой смеси окислов металлов с необходимым коэффициентом температурного расширения. При пайке стеклоприпоем образуется тонкая плѐнка окислов, которая способствует хорошему сцеплению припоя с керамикой и металлом.

Для пайки в окислительной атмосфере пригодны припои систем:

SiO2 – ZnO – B2O3 – PbO u V2O5 – B2O3 – ZnO

При пайке в восстановительной атмосфере стеклоприпои не должны содержать легко восстанавливающихся окислов, поэтому применяют стеклоприпои на основе SiO2, Al2O3, CaO, MgO, BaO.

При соединении металла с керамикой используют следующие составы металлизационных паст (% вес):

1)80Mo, 20Mn; 2) 80Mo, 10Mn, 10TiH4;

3)75Mo, 20Mn, 5Si; 4) 75Mo, 20Mn, 5Mo2B4.

5) 75Mo, 20Mn, 5V2O5; 6) 80Mo, 20(MnО-Al2O3-SiO2).

Образование связей между керамикой и металлом (или металлическим покрытием) происходит в результате химических реакций по границе миграции стеклофазы.

В процессе вжигания молибденово-марганцевой пасты (80%Мо, 20%Mn) во влажной азотно-водородной среде (3:1) при температуре 13000С происходит окисление марганца до окиси марганца, вступающей во взаимодействие с керамикой с образованием алюмината марганца MnO · Al2O3 (марганцевой шпинели), которая при нагреве находится в размягчѐнном состоянии. При температуре 14000С, когда начинается заметное спекание частиц молибдена, размягчѐнная шпинель соединяет металлизированный слой с керамикой.

Активная роль в образовании связей между керамикой и металлом отводится стеклофазе. Стеклофаза является наиболее легкоплавкой составляющей керамики. Кроме окислов алюминия, в еѐ состав входят окислы других металлов, у которых менее прочная связь с атомами кислорода, что способствует более активному смачиванию керамики металлом.

109

При соединении керамики с металлом возможны все три технологические схемы: непосредственно припоями; по предварительно металлизированному слою; стекло-припоями.

В состав припоев для пайки керамики в качестве активных составляющих вводят титан и цирконий.

При пайке стали 1Х18Н10Т используют припой Ti(50%) + Cu(50%); T=9800С, выдержка 5 мин; пайка в вакууме 0,0001мм рт.ст.

Пайка керамики с коваром (Н29К17) осуществляется по следующим технологическим схемам:

1)при применении припоя состава Ti(50) +Cu(50) (Тп=11080С; в вакууме 0,0001мм рт. ст., выдержка 5мин);

2)по предварительно металлизированному покрытию после обработки Mo-Mn - пастой припоями состава Ti(50)-Cu(50) и ПМ-17 при

Тп=980-10000С, в спае наблюдается ряд переходных слоѐв с различной микротвердостью.

Расплавленные стѐкла хорошо смачивают все металлы, на поверхности которых адсорбирован слой окисла и нагрев производится при соответствующей температуре. Образование прочного соединения между металлом и стеклом зависит от напряжений в зоне спая, наличия газовых пузырей, процесса расстекловывания стекла.

Спаи между металлом и стеклом могут быть согласованными и несогласованными.

Согласованные – образуются между стеклом и металлом с одинаковыми или близкими значениями ТКЛР во всѐм интервале температур от 200С до температуры пайки.

Несогласованные образуются между стеклом и металлом с резко различными ТКЛР. Обеспечение прочности в этом случае достигается конструкторскими решениями металлической детали, которая должна свободно деформироваться вслед за деформацией стекла.

При выборе металла для соединения со стеклом учитывают, помимо значимой ТКЛР (в зависимости от типа спая и его конструкции) – другие его свойства – температуру выделения газов, обрабатываемость резаньем и давлением, возможность сварки и пайки, аллотропические изменения.

Необходимость обеспечения постоянных электрических параметров в приборах как условие их надѐжности и долговечности выдвигает требование

кструктуре металлов в рабочем интервале температур.

Впромышленности возникает необходимость создавать паяные соединения со стеклом металлов:

Cu, Ni, Fe, Pd, Pt, Ti, Ta, Zr, Mo, W,

сплавов: 50Н, 54Н, 47НД, 42Н, 48Н, Н42Х4, 29НК;

стали 12Х18Н10Т.

Используют газовый нагрев, индукционный, в печах, сопротивлением.

Газовый нагрев применяют для бусинковых и ленточных спаев, для изготовления гребешковых и плоских ножек. Пайку выполняют при

110