Способ бесфлюсовой вакуумнойпайки b парах активных металлов

Способ бесфлюсовой вакуумнойпайки b парах активных металлов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советскик

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ С ТИЗЬСТВУ!

1829360 (61) Дополнительное к евт. свмд-ву (22) Заявлено 04D679 (21) 2773833/25-27 (я)м. к,.з с прмсоедмненмем заявим М—

В 23 K 1/00

В 23 K 35/38

Государствеииый комитет

СССР ио дедам изобретений и открмтий (23} ПрмормтетОпубликовано 150581. Ькзллетейь >®

Дата опубликования опмсанмя 15.05;81 (53) УДК бг1.7Э1. 3 (088. 8) (72) Авторы изобретения

Б.Н,Перевезенцев, lg.Ö.Тюнин и A.Þ.Kðàñíîïåâöåâ

Тольяттинский политехнический институ

t!М

---"".Их;., 1,л (71) Заявмтель (5 4) СПОСОБ БЕСФЛЮСОВОЙ ВАХУУИНОИ ПАИКИ

В IIAPAX )НТИВНЫХ МКТАЛЛОВ

Изобретение относится к области пайки, в частности к способамбесфлюсовой вакуумной пайки в атмосфере паров акт..вных металлов.

Известны способы пайки в вакууме, нейтральной и восстановительной ат« мосферах с введением в среду пайки легкоиспаряющихся металлов с целью осуществления пайки без флюса, кото- 1О рые заключаются в том, что для обеспечения смачивания и растекания припоя по основному металлу в пространство, в котором происходит пайка, вводится металл, который заметно ис-. паряется при температуре пайки. Одним из возможных механизмов действия паров является образование жидкой фазы при взаимодействии паров с основным металлом !11.

Однако для осуществления процесса необходима определенная концентрация паров и, особенно для иэделий сломной форьы, их равномерное распределение. Существующие способы не обеспечивают высоков качество пайки для изделий сложной формы. Прн высоком давлении в системе замедляется распространение паров и выравнивание концентрации .паров по объему. В высоком вакууме концентрация пара бывает недостаточна, а молекулы пара распространяются по законам геометрической оптики и не достигается равномерное распределение паров. В случае вакуумной пайки дополнительная неравномерность концентрации паров .вызывается разностью давлений, создаваемой непрерывной работой вакуумного насоса. Кроме того, возможен нерациональный расход испаряемого металла вследствие его отвода в области с более низким давлением. Все эФо приводит к нестабильному качеству пайки, неодинаковому пропаю. в различных местах соединения для изделий сложной формы, к снижению экономичности п, оцесса.

Известен способ вакуумной пайки в парах активных металлов, в котором паяемые детали и источник паров помещают в вакуумную камеру и доголнительно накрывают негерметичным колпаком внутри камеры печи. Нагрев производят, не прекращая работы вакуумных насосов. Под колпаком создается давление паров испаряющегося металла выше давления остаточных газов в камере (г) .

Однако вследствие непрерывной работы насоса происходит переход паров

829360 в эоны с более низким давлением, что приводит к излишнему расходу испаряемого металла, вызывает неравномерность распределения паров и затрудняет получение высокого качества пайки для изделий сложной пространственной формы. Целью изобретения является повы шение качества паяных соединений и сокращение расхода испаряемого металла.

Поставленная цель достигается тем, что откачивание газов иэ нагреваемой камеры прекращают при достижении температуры, при которой давление насыщенных паров испаряемого металла сравнивается с давлением, создаваемым вакуумной системой. Прекращение откачивания камеры исключает перенос паров, обусловленный раэ— ностью давлений при откачке. Нагрев под пайку приводится в вакуумной печи или вакуумном контейнере в обычной термической печи. В процессе нагрева измеряется температура и давление в объеме пайки, по справочным данным определяется давление насыщенных паров легкоиспаряющегося элемента при этой температуре. Это давление сравнивается с фактическим общим давлением в объеме пайки. Давление паров испаряемого элемента стремится к давлению насыщенных паров при данной температуре. С увеличением температуры давления насыщенных паров легкоиспаряющегося элемента растет.

При достижении равенства его c общим давлением в объеме пайки производится отключение объема пайки от вакуумного насоса.

На чертеже показано изменение температуры, давления в камере пайки и давления насыщенных паров легкоиспаряющегося элемента в процессе нагрева (Т вЂ” температура, P — давление, Р— давление насыщенных паров легН коиспаряющегося элемента, Рф — фактическое общее давление в камере пайки при непрерывной откачке, à — время) Отключение объема пайки от вакуумного насоса при более низких температурах вызывает окисление легкоиспаряющегося метах |а в испарителе препятствует его испарению и созданию активной паровой атмосферы. Отключение от насоса при более высоких температурах вызывает излишний рас— ход испаряемого металла и его неравномерное распределение. При откачивании до температуры, при которой давление насыщенных паров испаряемого металла сравнивается с давлением, создаваемым вакуумной системой, создаются условия для испарения и получения активной паровой атмосферы.

После отключения от насоса избыток испаряемого металла ло сравнению с остаточными газами обеспечивает безокислительную атмосферу и условия

S0

60 для пайки. Выравнивание концентрации испаряющегося металла происходит путем диффузии, без возмущений, вносимых откачкой.

Пример . Заготовки иэ нержавеющей стали, собранные с припоем

ПСр 72, помещаются в вакуумный контейнер. Вблизи заготовок располагается.испаритель,с испаряемым металломлитием. Контейнер герметизируют,производят откачку воздуха и контейнера вакуумным насосом. Затем контейнер нагревают в электрической печи. В процессе нагрева контролируют температуру в зоне .пайки и давление в контейнере. При непрерывной откачке давление в контейнере составляет О, 10,3 мм рт.ст. Давление насыщенных паров лития 0,1-0,3 мм рт.ст., соответственно при 630 и 680 С.- При температуре в зоне пайки в среднем 650 С вакуумный насос отключают и дальнейший нагрев проводят в статическом вакууме. После выдержки при температуре пайки 820-860 С проводят охлаждение контейнера. Полученные паяные соединения стали Х18Н10Т имеют прочность 25-30 кГ/мм

В случае отключения насоса при более низкой температуреповерхность заготовок окисляется, смачивание резко ухудшается и нарушается процесс формирования паяного соединения. В случае отключения насоса при более высокой температуре увеличивается необходимый расход лития для получения паяного соединения. В случае непрерывной откачки в процессе нагрева и выдержки, вследствие недостаточной концентрации лития в паровой фазе, качественного паяного соединения при использовавшемся оборудовании не получено, расход лития увеличивается в 10-20 раз.

Применение предлагаемого способа позволяет за счет исключения возмущений, вносимых вакуумной системой, уменьшить неравномерность распределения паров активного металла, а в результате этого увеличить стабильность процесса, повысить качество и надежность паяных соединений. В процессе пайки создается нужная концентрация и распределение паров без усложнения технологии и с минимальным расходом испаряемого элемента.

Предлагаемый способ позволяет расширить область применения бесфлюсовой пайки в парах активных металлов, заменить традиционные способы, обладающие рядом недостатков. Например, при пайке с флюсом требуется дополнительная операция удаления остатков флюса и продуктов взаимодействия, являющихся источником коррозии и нарушающих товарный вид изделия.Стоимость восстановительных и нейтральных сред для пайки (водород, аргон) высока и требуются дополнительные меры

829360

Формула изобретения

Составитель Ф.Конопелько

Редактор П.Коссей Техред A.Ач Корректор Н. Бабинец

Заказ 2738/20 Тираж 1148 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д,4/5

Филиал ППП Патент, r.Óæãîðoä, ул.Проектная, 4 по их очистке и осушке. Применяемая для ряда материалов пайка по технологическим покрытиям требует дополнительных операций, качество зависит от качества покрытия. Предлагаемый. способ пайки позволяет создать условия для бесфлюсовой пайки ряда новых материалов и конструкций.

Способ бесфлюсовой вакуумной пайки в парах активных металлов, включающий размещение собранных паяемых деталей с навесками испаряемого металла в герметичную камеру, предварительное вакуумирование камеры и нагрев с одновременным откачиванием остаточнЫх газов, отличающийся тем, что, с целью повышения качества паяных соединений и сокращения расхода испаряемого металла, откачивание гаэов из нагреваемой камеры прекращают при достижении температуры, при которой давление насыщенных паров испаряемого металла сравнивается с давлением, создаваемым вакуумной системой.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Лашко Н.Ф., Лашко С.B. Пайка металлов. М., „Машиностроение, 1977, с.167-172, 2. Радэиевский В. Н., Курочко Р. С. и Рымарь В. И. Особенности высокотемпературной пайки стали X18H10T. — Сварочное .производство™, 1974, Р 6, с.4.-42.