Способ пайки деталей с некапиллярным сборочным зазором

 

r»> 6I 7195

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН Ия

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Респуолик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 31.03.77 (21) 2468529/25-27 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (43) Опубликовано 30.07.78. Бюллетень ¹ 28 (45) Дата опубликования описания 06.07.78 (51) !> 1.кл.е В 23 K 1/00

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 622 791.3 (088.8) (72) Авторы изобретения А. Е. Шапиро, Э. С. Каракозов, Н. А. Кудрин, В. К, Струнец, А. П. Пугач, Д. Г. Забулдович, Е. Ф. Трекин и Г. Я. Кержнер (71) Заявитель Московский трижды ордена Ленина, ордена Октябрьской

Революции и ордена Трудового Красного Знамени автомобильный завод им. И. А. Лихачева

ВСЕСОИЗЗИ ЛЯ

ТЕХНИЧЕСИАя

БМЬЛИОТЕйА (54) СПОСОБ ПАЙКИ ДЕТАЛЕЙ

С НЕКАПИЛЛЯРНЫМ СБОРОЧНЫМ ЗАЗОРОМ

Изобретение относится к област>и пай>ки и может быть использовано >В машино>строении при изготовлении >паяных конструкций из сталей и цветных металлов с нека>п>ил>лярными сборочными зазорам>и.

Паяные конспру>к>ции " капилляряыми сборочными зазорами между соединенными деталями обладают достаточной технологичностью и высокими характеристиками механических свойств. В случае нека>пил>лярных с>барочных зазоров для получения >прочных и плотных >паяных соедггнений п>риходится,применять дополнительные констру>кт>ивные и технолог>ичес>кие >приемы, на>пример, заполнять сбороч>ные зазоры, смесью металлических 15 параш>ков, один >из которых, расплавляясь:при температуре пайки, служит при>пое>м (1).

Известен с>пособ пай>ки деталей с некапиллярHым сборочHb!IM зазором, при котором сбо>рочный зазор заполняют смесью тугопла>вк>их металл ичес>ких порошка>з с различной температурой >плавления, ря>дом с зазором размещают при>пой, произ>водят спекан>ие смеси параш>ков, на>грев под >пай>ку >и охлаждение (21

Этот способ дает возможность получить герметичные паяные соединения >при больш>ой величи>не сборочного зазора — 0,8 — 1,4 млл.

Одна>ко при у>зеличен>ии сбс1рочно."о зазора приходится .знач>ительно увеличить количество Зо порошкового >наполнителя н, следовательно, объемную долю его частиц в >пая>но>м цгве.

Ча>ст>1л>цы наполннтеля образуют >конгломераты, а в предельном случае — при с>пекании— п>зчт>и не>п>рерывный ка>ркас, заполняющий

80 — 90% объема >шва. >Павы>шеи>ие неоднородности металла ш>за при .подобном соотношении твердой и .мягкой фаз резко уменьшает пластичность паяного соединения, а та>кже

его способность выдер>живать знакоиеременные и ударные нагрузки. Кро>ме того, aHewe Hные в >ионгломе>раты частицы образуют аа>м>киутые;полости, в которые при>пой не проникает, и >кото>рые я>вляют>ся готовыми центрами за>рождения хрупкого разрушения, так как связи между частицами, образовавшиеся при апекан>ии без давления, з>начительно слабее связей, образующихся меж>ду частицами и пр>иноем при смачива>нии.

Целью изобретен>ия является повышение пластич>ности и однородности ивяных саед>инений п>р>и боль>ших,сборочных зазорах за счет увеличения объемной доли мягких >прослоек в,паяном шве, уменьшения внутрен>н>их концентраторов, напряжений за >счет созда>ния у>словий для когезионной связи всей поверхности частиц наполн>ителя с >компонентами припоя.

Для этого IB >качестве IIgpoiII!K3 с наи>меньшей температурой плавления (наименее ту617195

55 гаплавкой;составляющей порошковой смеси), выбирают,на1иболее тугаплавкий ко1мпо1IOHT припоя, наносимого на место 1пайки, причем после расплавления припоя и затекания cro в зазор 1производят перепрев IBblIllle тем1пературы 1пайк1и, но ниже температуры плавления норош1ка .= наименьшей тем1перагурой пла1вления и выдерж1и1зают п1ри этой тем1пературе до полного растворения этого IllopollrKB в npuIloe.

При сборке под пайку сбо1роч1ный зазор заполняют;смесью тугапла1в1кого 1и легкоплавкого металлических llopoulIKOB, взятых в соотношении от 1: 1 до 3: 1 IB зависимости от вел1ичины зазора. Порошкс1зую смесь вводят в зазор .в виде пасты, замешанной на ограническом связующем веществе,,которое обладает клеющи1ми свойствами и 1полимернзуегся

B нормальных условиях 1при сушке. Примером такого связулощево является расгвор,поливииил1бутирали в ацетоне. Непосредственно после 1введен1ия пасты около сборочного зазора устана1зл1ивают заготоз1ку црипоя, выполненную в 1виде 1проволоч1наго кольца ил и шайбы. Последующая сушка на воздухе обеспечивает за 1счет .поли1меризации связующего взаимную фиксацию деталей, наполнителя и припоя.

В каче т1ве наименее тупонлавкой составляющей наполн1ителя вы1бирапот 1поро шо1к металла, входящего в состав 1пр1ипоя как компонент, имеющий наибольшую температуру пла1зле1ния. Так, нап1риелс1р> при и спо чьзозании латунных ггрипоев, это,порошок меди.

1После сумки сбо1р1ку 1помещалот в печь и лроиз1зодят медленный нагрев,под 1пай1ку, в процессе котс1рого проис1ход1ит полное зигораН0е связующего вещества 1и спекание порошкового наполнителя, обес1печивающее его фиксацию iB сборочном зазоре при высоких температурах. При температу1ре пайки припой раоплазляется, пропитывает порошковую массу наполнителя и об1разует пая ное соединение. После этого температуру повышают выше температуры 1пайки, чтобы удерж; ть припой 1в ж1идко м сс1стоянии,:поскольку его тем1пература плавления увеличивается в результате 1ззаимодействия с íàпол1нителем.

Пределом повышения температуры .я1вл яе1тся

To÷Kà плавле11ия наименее 1тугоплавкото llloрош1ка, входящего в со|ста1в напол1нителя, так как в,случае е."о расплавления количества более туго1плаз1кого IlopoillIIKB будет недостаточно для того, чтобы удержать жидкий металл в сбороч1ном,зазоре.

После по1зышення температу1ры .производят выдержку, п1ри которой наименее тугопла1вкий порошок растворяется в жидком припое.

По мере актизного ра ст зорения,порошка узелич1ивается температура 1плавл .ния припоя и

1вяэксс1ть жид1кзй фазы, поэтому наличное Количество более тугоплав1кой соотазля1о1цей на данном этале является достаточным. Поскольку HBIHMCIHee тугоплазкий порошок выбран из состава при1поя, его растворение IIIIp HIBogHT к б

55 образо ванию однородного спла1ва, располатающегося в 1паяном шве в 1виде мяпких прослоек между частица1м1и более тугопла1зкого порошка. В результате, после охлаждения получают паяный шов с раз1намерно ðàcIïðåделенными ча1атицами более ту1гоплаакого

llopoIllIKa, размер, которых соизмерим с толщиной мягких од1норо дных IIIpoICJloeIK при равном соотношении объемов твердой .и мягкой фаз, Таким образом, наименее тугоплавкая составляюща я Ilo poiIIIIKIOBoH смеси выполняет двоякую роль. Гарантируя необходимую плотность наполннтеля при c6oIpIKe и пайке, îíà IB результате последующего пол нто paIcIIIBopeния в припое обеспечивает увеличен1ие однород1ности,и объемной доли пла1сги1чной про,слойки в пая1ном ш ве.

1Пример. Продлатаемый способ был

oIIIIpoI60IBBIH для оое1динени я грубопр оводов диаметром 8 — 24 мм с киппеля1ми и поворотными угольниками 1из,стали 20. Сборочный зазор 1в телескопических соединениях ат 0,7 до

1,3 мм, длина нахлестки б — 8 мм. Пай1ка выполняегоя в конвейерной печи с э1ндогазовой агмо1оферой. С1борочный зазор за1полняют смесью железного и медного порошков при соо,гношени и 2: 1 и 3: 1 для зазора 0,7—

1,0 мм и 1,0 — 1,3 мм соогветственно..В качесгве llpHIIlая и1сlIQ;Ibaуют про1золочные кольца из лагун1и Л63, которые уста1навливают 1над зазором после введения пасты нанолнителя, после сушки сборку помещают в 1печь и нагревают до температуры пайки 950 — 970 С, п1ри которой пр1и1пой ра1Сплавляегся и затекает в уплотненный зазор. Затем температуру на. прева поднимают до 1040 — 1060 С и приводят выдерж1ку 3 — 8 мин до полного растворения мед1ного порош1ка в 1припое. В результате, после охлаж1дения получены паяные соединения со 100%-ным заполнением обороч1ното зазора, равномерным распределением твердой и заявкой фаз в шве, прочностью 30,4—

34,2 кгс/мм и огносителыным удлинением при р а стяжении 6 — 11%.

Фор1мула изоб1ретения

Способ пайки деталей с нвканиллярным сборочным зазором, п1ри котором сборочный зазор заполняют смесью тугоплавких, металлических Illopoшков с различной температурой плавления, рядом с зазором размещают припой, п1роизводят GlleIKBHHe CMBcIH порошков, нагрев под пайку и охлаждение, о тл ич а ющ и й1ся тем, что, с целью повышения пластич1ности, однородности и плотности паяного JIIBa, в качесгве порош1ка с наименьшеи температурой плавления BbloIHipaloT наиболее тутоплазкий компонент,п рипоя, причем после раснлавления припоя и затекания его в зазор производят 1перегрев вы ше темпе1ратуры пайки, но ниже температуры плавленная порош1ка с наименьшей температурой плавления и зы617195

Составитель Ф. Конопелько

Техред И. Михайлова Корректор В. Гутман

Редактор Л. Чепайкина

Заказ 437/713 Изд. № 529 Тираж 1263

НПО Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, 7К-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Тип. Харьк. фил. пред. «Патент» даржмвают при этой тем!пературе до полного растворения этого по ро шка в припое.

Источники информации, принятые во внима ние при эк с пертизе:

1. Патент США № 3736550, кл. 29-473.1, 05.06.73.

2. Справочник по пайке. N., «Машиностроение», 1975, с. 60.