19361

Технология пайки

Лекция

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

Лекция №15 Технология пайки. Описание процесса пайки. Пайка образование неразъемного соединения с межатомными связями путем нагрева соединяемых материалов ниже температуры их плавления их смачивания припоем затекания припоя в зазор и последующей его кристалли...

Русский

2013-07-12

54.5 KB

45 чел.

Лекция №15

Технология пайки.

Описание процесса пайки.

Пайка - образование неразъемного соединения с межатомными связями путем нагрева соединяемых материалов ниже температуры их плавления, их смачивания припоем, затекания припоя в зазор и последующей его кристаллизации.

Достоинства пайки:

  •  Возможно соединение металлов с неметаллами;
  •  Паяные соединения легко разъёмные;
  •  При пайке более точно выдерживается форма и размеры изделия, так как основной металл не расплавляется;
  •  Позволяет получать соединения без значительных внутренних напряжений и без коробления изделия;
  •  Возможна полная механизация и автоматизация процесса.

Термины и определения:

Припой - Материал для пайки и лужения с температурой плавления ниже температуры плавления паяемых материалов;

Паяное соединение - соединение, образованное пайкой;

Паяльный флюс - Вспомогательный материал, применяемый для удаления окислов с поверхности паяемого материала и припоя и предотвращения их образования.

Примечание. Флюс может участвовать в образовании припоя путем выделения из него компонентов, разлагающихся при пайке металла;

Классификация способов пайки

По особенностям процесса и технологии пайку можно разделить на капиллярную, диффузионную, контактно-реактивную, реактивно-флюсовую и пайку- сварку.

Капиллярная пайка. Припой заполняет зазор между соединяемыми поверхностями и удерживается в нем за счет капиллярных сил. На рис.1 показана схема образования шва. Соединение образуется за счет растворения основы в жидком припое и последующей кристаллизации раствора. Капиллярную пайку используют в тех случаях, когда применяют соединение внахлестку.

Однако капиллярное явление присуще всем видам пайки.

Диффузионная пайка. Соединение образуется за счет взаимной диффузии компонентов припоя и паяемых материалов, причем возможно образование в шве твердого раствора или тугоплавких интерметаллов. Для диффузионной пайки необходима продолжительная выдержка при температуре образования паяного шва и после завершения процесса при температуре ниже солидуса припоя.

Контактно-реактивная пайка. При пайке между соединяемыми металлами или соединяемыми металлами и прослойкой другого металла в результате контактного плавления образуется сплав, который заполняет зазор и при кристаллизации образует паяное соединение. На рис.2 показана схема контактно-реактивной пайки.

Реактивно-флюсовая пайка. Припой образуется за счет реакции вытеснения между основным металлом и флюсом. Например, при пайке алюминия с флюсом 3ZnCl2 + 2Al = 2AlCl3 + Zn восстановленный цинк является припоем.

Пайка-сварка. Паяное соединение образуется так же, как при сварке плавлением, но в качестве присадочного металла применяют припой.

Наибольшее применение получила капиллярная пайка и пайка-сварка.

Диффузионная пайка и контактно-реактивная более трудоемки, но обеспечивают высокое качество соединения и применяются, когда в процессе пайки необходимо обеспечить минимальные зазоры. Качество паяных соединений (прочность, герметичность, надежность и т. д.) зависит от правильного выбора основного металла, припоя, флюса, способа нагрева, величины зазоров, типа соединения.

Материалы для пайки.

Припой. Требования к припоям.

Припои для пайки, заполняющие зазор в расплавленном состоянии между соединяемыми заготовками, должны отвечать следующим требованиям:

1. температура их плавления должна быть ниже температуры плавления паяемых материалов;

2. они должны хорошо смачивать паяемый материал и легко растекаться по его поверхности;

3. должны быть достаточно прочными и герметичными;

4. коэффициенты термического расширения припоя и паяемого материала не должны резко различаться;

5. иметь высокую электропроводность при паянии радиоэлектронных и токопроводящих изделий.

Припои классифицируют по следующим признакам:

  •  Химическому составу;
  •  Температуре плавления;
  •  Технологическим свойствам;

По химическому составу припои делятся на свинцово-оловянные, серебряные, медно-фосфорные, цинковые, титановые и др.

Все припои по температуре плавления подразделяют на низкотемпературные

(tпл500оС), или твердые припои. Припои изготовляют в виде прутков, проволок, листов, полос, спиралей, колец, дисков, зерен и т. д., укладываемых в место соединения.

К низкотемпературным, или мягким припоям относятся оловянно-свинцовые, на основе висмута, индия, кадмия, цинка, олова, свинца. К высокотемпературным или твердым припоям относятся медные, медно-свинцовые, медно-никелевые, с благородными металлами (серебром, золотом, платиной).

По техническим свойствам делятся на самофлюсующиеся (частично удаляют окислы с поверхности металла) и композиционные (состоят из тугоплавких и легкоплавких порошков, позволяющих производить пайку с большими зазорами между деталями).

Изделия из алюминия и его сплавов паяют с припоями на алюминевой основе с кремнием, медью, оловом и другими металлами.

Магний и его сплавы паяют с припоями на основе магния с добавками алюминия, меди, марганца и цинка.

Изделия из коррозионно-стойких сталей и жаропрочных сплавов, работающих при высоких температурах(>500оС), паяют с припоями на основе железа, марганца, никеля, кобальта, титана, циркония, гафния, ниобия и палладия.

Паяльные флюсы.

Эти флюсы применяют для очистки поверхности паяемого металла, а также для снижения поверхностного натяжения и улучшения растекания и смачиваемости жидкого припоя.

Флюс (кроме реактивно-флюсовой пайки) не должен химически взаимодействовать с припоем. Температура плавления флюса должна быть ниже температуры плавления припоя. Флюс в расплавленном и газообразном состояниях должен способствовать смачиванию поверхности основного металла расплавленным припоем. Флюсы могут быть твердые, пастообразные, жидкие и газообразные.

Флюсы классифицируют по признакам:

  •  Температурному интервалу пайки на низкотемпературные (t4500C);
  •  Природе растворителя на водные и неводные;
  •  Природе активатора на канифольные, галогенидные, фтороборатные, анилиновые, кислотные и т.д.;
  •  По агрегатному состоянию на твердые, жидкие и пастообразные По химическому составу.

Наиболее распространенными паяльными флюсами являются бура (Na2B4O7) и борная кислота (H3BO3), хлористый цинк (ZnCl2), фтористый калий (KF) и другие галоидные соли щелочных металлов.Классификация припоев:

По технологическим свойствам:

- самофлюсующиеся припои - которые удаляют окислы с паяемой поверхности без участия флюса;

- композиционные припои - состоящие из смеси тугоплавких и легкоплавких элементов.

По содержанию активирующих компонентов, повышающих смачиваемость.

По температуре плавления:

- низкотемпературные (температура плавления припоя меньше 450 0С);

- высокотемпературные (температура плавления припоя больше 450 0С).

По сортаменту:

- пластичные припои.

- хрупкие припои.

Отличие пайки от сварки состоит в том, что в момент сварки плавятся соединяемые концы деталей или изделий, а при пайке расплавляется только лишь припой. В пайке делаются преимущественно швы внахлестку, что приводит к увеличению расхода металла. Прочность соединения зависит от величины нахлеста. Выделяют два вида пайки – низкотемпературную (используется припой с температурой плавления ниже 550 градусов С) и высокотемпературную (температура плавления припоя выше 550 градусов С). При низкотемпературной пайке работа осуществляется электропаяльниками и газовоздушными горелками, а в высокотемпературоной — горелками, которые работают на смеси ацетилена с бутаном или пропана с кислородом. Низкотемпературная пайка предполагает использование оловянисто-свинцовых припоев, высокотемпературная — медно-фосфористых (для меди, латуни, бронзы), медно-цинковых (для никеля, стали, чугуна) и серебряных (для черных и цветных металлов, кроме алюминия и цинка). В любой пайке применяются флюсы (канифоль, флюсы с хлоридами металлов, флюсы на основе буры, с щелочными металлами, порошкообразные и др.). Процесс пайки состоит из следующих этапов: предварительная очистка деталей, их лужение, соединение деталей (между ними должно быть расстояние от 1 до 2 мм), обработка флюсом, пайка. Соединенные детали должны остывать естественным путем.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

49759. Разработка программы для имитационного моделирования системы массового обслуживания 815.12 KB
  Основные показатели: коэффициент использования системы средняя задержка в очереди среднее время ожидания среднее по времени число требований в очереди и в системе. Емкость накопителя требований r равна 14 дисциплина обслуживания циклическая с квантом q = 10 секунд. В системе интервалы времени между поступлениями требований являются независимыми случайными величинами со средним временем = 60 секунд. Время обслуживания является случайной величиной некоррелированной с интервалами поступления требований.
49760. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПРИВОДА 591 KB
  Требуемая мощность кВт электродвигателя привода определяем по формуле: где Рв потребляемая мощность измельчителя Уточнение передаточных чисел привода Определяем общее передаточное отношение привода по формуле: Тогда Находим передаточное число редуктора: Тогда Принимаем Уточняем передаточное отношение открытой передачицепной: тогда SH коэффициент запаса прочности принимаем в соответствии с рекомендациями с....
49761. Разработка базы данных подразделения учета основных средств предприятия 269.12 KB
  Целью данной курсовой работы является разработка базы данных подразделения учета основных средств предприятия. По итогам выполнения данной работы должна получиться информационная система, удовлетворяющая современным требованиям и упрощающая работу работников бухгалтерии по учету основных средств сельскохозяйственного предприятия.
49763. Автоматизация конструирования и технологической подготовки производства РЭС 263.93 KB
  На рисунках 1 и 2 представлены условнографическое отображение микроконтроллера PIC16C8404 P и чертеж его корпуса соответственно. Рисунок 1 Условнографическое отображение микроконтроллера PIC16C8404 P. На рисунках 1 и 2 представлены условнографическое отображение микросхемы КМ155ИД11 и чертеж её корпуса соответственно. Рисунок 1 Условнографическое отображение микросхемы КМ155ИД11.
49765. Экономическое обоснование проекта стратегического развития предприятия в сфере дорожного проектирования на примере предприятия ООО «АСК Драфт» 9.38 MB
  Проектирование дорог – это комплексный подход к решению транспортной проблемы в пределах целого региона или страны. Начинается он с этапа принятия решения о строительстве связи в сети дорог. Обязательной задачей этого и последующих этапов проектирования является анализ и сравнение различных вариантов.