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

56 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

52169. Геологічна будова та рельєф Північної Америки. Корисні копалини 310.5 KB
  Мета: сформувати нові поняття; дати знання про особливості будові земної кори Північної Америки та залежність рельєфу від геологічної будови материка; ; сформувати знання про впив на рельєф материка ендогенних та екзогенних сил; закріпити знання про зв`язок між складом гірських пород і розміщення родовищ корисних копалин; продовжувати формування навичок аналізу тематичних карт; розвивати увагу спостередливість творчі здібності. Обладнання: фізична карта Північної Америки атлас підручник. Географічне положення Північної Америки.
52170. Население и политическая карта Северной Америки 121.5 KB
  Цель: дать характеристику населения Северной Америки численность неравномерность размещения по территории расовый состав и политической карты материка. Прерии Северной Америки расположены: а в Кордильерах; б на Великих и Центральных равнинах; в на побережье Атлантического океана; г на севере материка. Какие факторы нарушают зональность природы материка а морские течения; б рельеф; в изрезанность береговой линии. Кем и в каком году была открыта Америка Колонизация материка изменила состав населения.
52171. Географічне положення Північної Америки. Історія відкриття та освоєння материка 31 KB
  Історія відкриття та освоєння материка. Практична робота №8 продовження Мета: cформувати в учнів знання про основні риси географічного положення материка удосконалювати роботу з картами; розвивати пізнавальний інтерес вміння працювати в колективі аналізувати робити висновки; виховувати культуру спілкування самостійність розширювати кругозір дітей щодо історії відкриття та освоєння материка. Колумба план вивчення материка відео...
52172. Нові індустріальні країни Латинської Америки 667.5 KB
  Мета: узагальнення і систематизація знань по темі: Латинська Америка методом формування географічного мислення і творчих здібностей шляхом розвитку умінь самостійно працювати з географічним матеріалом; вирішення проблеми відторгнутих в класному колективі підвищення їх соціального статусу методом зацікавленості особи в участі в ігрових видах діяльності; виховання пізнавального інтересу пошани до народів інших країн самостійності і цивільної...
52173. Природні зони Північної Америки. Висотна поясність 1.25 MB
  Мета уроку: сформувати в учнів систему знань про особливості природних комплексів Північної Америки рослинний та тваринний світ кожної з природних зон; закріпити навички учнів складати характеристики природних зон; розвивати вміння працювати з додатковою пізнавальною літературою; удосконалити вміння учнів працювати з картографічним матеріалом; виховувати в учнів зацікавленість до вивчення природи різних материків світу. Обладнання: карта природних зон світу фізична карта Північної Америки атласи підручники картини тварин та рослин...
52174. Південна Америка 1.28 MB
  Обладнання: фізична карта Південної Америки атласи підручники комп'ютерна презентація інтерактивна дошка або проектор. Отже вирушаємо до Південної Америки. Подорож до Амазонії Настав час нашої подорожі до Південної Америки найбільшого материка планети що лежить у східній півкулі яку Гумбольдт назвав Новий Світ. Вологі екваторіальні ліси Південної Америки називають: пампа; сельва; гілея; льянос.
52175. Amazing America 389.5 KB
  Knowing that the earth was round he decided to reach India by sailing to the west. It was very difficult for him to organize an expedition as nobody wanted to help him. At last the Spanish king gave him some money. In the 1492 he sailed with 3 small ships in to the Atlantic Ocean. They had been sailing for more than 2 months and at last they saw land.
52177. An Exciting World of Science 2.4 MB
  Good morning, everybody! Today we are going to deal with great inventions and their inventors. I believe youll enjoy the subject of our todays lesson. Well talk about great inventions named after their creators. Well talk about computer, this wonderful invention of human talent. It opens the magic world of internet before us.