Композиционный припой для низкотемпературной пайки

 

Изобретение относится к пайке, в частности к композиционным припоям для низкотемпературной пайки, и может быть использовано при проведении ремонтных работ нефтегазопромысловых и нефтеперерабатывающих сооружений и оборудования, также нефтегазопроводов и других сооружений для хранения и транспортирования пожаровзрывоопасных сред, преимущественно углеводородов. Припой для низкотемпературной пайки состоит из легкоплавкой фазы, содержащей олово, свинец и висмут и частиц наполнителя - тонких плоских чешуек из белой жести.

Изобретение относится к пайке, в частности к композиционным припоям для низкотемпературной пайки, и может быть использовано при проведении ремонтных работ нефтегазопромысловых и нефтеперерабатывающих сооружений и оборудования, также нефтегазопроводов и других сооружений для хранения и транспортирования пожаровзрывоопасных сред, преимущественно углеводородов.

Наиболее близким композиционным припоем для низкотемпературной пайки является припой состоящий из легкоплавкой фазы в виде эвтектического сплава олово-свинец и наполнителя в виде армирующих частиц железа (описание к авторскому свидетельству СССР N 310764, B 23 K 35/26, 1971). Наличие армирующих частиц делает консистенцию расплавленного припоя более густой, облегчая пайку вертикальных швов, однако при произвольной форме частиц капиллярные явления не получают полного развития. При плоской форме части наполнителя течение расплава жидкой фазы протекает более интенсивно, качество паяного шва вследствие меньшей пористости улучшается, а вязкость припоя растет, обеспечивая простоту перекрытия значительных зазоров и пайку вертикальных швов.

Задачей изобретения является повышение механической прочности паяных соединений, особенно при динамических нагрузках, и обеспечение пайки вертикальных швов.

Припой имеет следующий состав, мас. олово 40 45; свинец 25 30; висмут 8 10; железо 15 20. Температура полного расплавления припоя 160 - 190^oC. Выплавка припоя производится в тигле под слоем древесного угля с добавкой хлористого аммония. После расплавления легкоплавких составляющих в припой вводятся чешуйки белой жести размерами 2х3 мм и толщиной 0,4 мм, нарезанные из полосок дополнительно луженых горячим способом. Введение чешуек при непрерывном растирании припоя. Приготовление припоя идет при температуре 220 250^oC, после окончания размешивания припой выливается в холодную форму во избежание ликвации по плотности. Толщина слитков не должна превышать 8 10 мм.

Температурный интервал пайки составляет 160 200^oC, при этом обеспечивается получение качественных вертикальных швов. Прочность паяных соединений составляет σ_в 60 70 мпа. В качестве флюса рекомендуется 50%-ный раствор хлористого цинка.

Благодаря наличию неплавящихся чешуек вся масса припоя оказывается пронизанной плоскими капиллярами, обеспечивающими равномерное распределение легкоплавкой фазы. Легкоплавкая фаза представляет собой сплав, близкий по составу к тройной эвтектике олово-свинец-висмут. Присутствие твердых чешуек обеспечивает значительную вязкость припоя во всем интервале температур пайки, которая не позволяет припою стекать при пайке вертикальных швов. Это же не позволяет перекрывать отверстия диаметров до 12 мм без наложения заплат, чего невозможно добиться при пайке обычными припоями.

Твердые частицы наполнителя увеличивают статическую прочность припоя, что позволяет искусственно завышать зазоры, т.е. толщину паяного шва без снижения его прочности. А это в свою очередь создает условия для пластической деформации при перегрузке соединения внешними силами и, как следствие, к резкому повышению ударной вязкости паяного соединения.

Формула изобретения

Композиционный припой для низкотемпературной пайки, состоящий из легкоплавкой фазы, содержащей олово и свинец, и частиц наполнителя, отличающийся тем, что в качестве частиц наполнителя он содержит тонкие плоские чешуйки из белой жести, а легкоплавкая фаза дополнительно содержит висмут.