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

43 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

78080. БЛОК КЕРУВАННЯ ГАЗОВОГО КОТЛА НА МК 1.32 MB
  У житлових приміщеннях комфорт визначається температурою, вологістю, швидкістю руху повітря, тепловою характеристикою конструкції будинку, температурою внутрішніх поверхонь кімнати і якістю кімнатного повітря, у робочих приміщеннях до цих параметрів додаються шум, вібрації тощо.
78081. Социально-экономические последствия ресурсно-экологических опасностей современного российского хозяйствования 874 KB
  Экономическое развитие человечества связано с ускоряющимся ростом потребления природных ресурсов планеты в результате которого происходит истощение запасов сырья и ухудшение состояния окружающей среды как следствие интенсивного природопользования и его экологического воздействия.
78082. Особенности выявления эффективности функционирования российской экономики в условиях стабильного осуществления рыночных отношений 593 KB
  Проблема измерения эффективности (результативности) экономики до сих пор остается не до конца изученной. В советской экономике существовал единый народный хозяйственный комплекс (единое предприятие), где можно было измерить эффективность.
78083. СОЦИАЛЬНО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОСЛЕДСТВИЯ РЕФОРМИРОВАНИЯ СИСТЕМЫ РОССИЙСКОГО ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ 372.5 KB
  В связи с этим особую актуальность приобретают вопросы реформирования современной высшей школы России. Реформирование ВПО России должно отвечать требованиям перспективного экономического роста в стране и учитывать особенности трансформационного периода.
78084. Исследование системы организации ипотечного кредитования и определение основных направлений ее совершенствования в практике российских банков 287 KB
  Российский ипотечный рынок остается крайне привлекательным сегментом для российских банков. Почти 70% участников ипотечного рынка видят ипотечное кредитование в качестве одного из приоритетных направлений своего развития.
78085. НЕДЕЙСТВИТЕЛЬНОСТЬ БРАКА 265.5 KB
  За последние годы резко увеличилось число проституток и наркоманов. Их заболеваемость намного превосходит заболеваемость обычного среднестатистического человека. В связи с этим большое число российских граждан приобрели аналогичные заболевания (ранее неизвестные или малораспространённые).
78086. Дисбактериоз. Принципы терапии заболеваний верхних отделов ЖКТ у детей 105.5 KB
  Дисбактериоз - это изменение количества и состава физиологически необходимой для организма микрофлоры. В результате нарушается пищеварение, ухудшается всасывание, что приводит к гиповитаминозу, анемии, снижению иммунитета, возникновению аллергических реакций организма.
78088. РОДЖЕРС КАРЛ РЭНСОМ (1902 - 1987) 47.5 KB
  Как представителю гуманистической психологии идея ценности и уникальности человеческой личности является центральной для Роджерса. Степень тождественности этого поля реальной действительности Роджерс называл конгруэнтностью. К невротизации приводит и отказ от самоактуализации которую Роджерс как и Маслоу считал одной из важнейших потребностей личности.