Способ пайки материалов

 

СПОСОБ ПАЙКИ МАТЕРИАЛОВ, включающий нанесение покрытия на паяемую поверхность, размещение припоя и нагрев до температуры пайки, отличающийся тем, что, с целью снижения энергозатрат и упрощения технологии, нанесение покрытия осуществляют разложением соли азотистоводородной кислоты при воздействии на нее тепловым или световым потоком. §

I (!9) (1!) СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

1 О А (51) 4

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ потоком. (21) 3750200/25-27 . (22) 08.06.84 (46) 30.09.85. Бюл. Ф 36 (72) Ю.Ю.Сидорин и Г.M.Äèàìàíò (7i) Кемеровский государственный университет (53) 62.1.791.3(088.8) (56) Никитинский А.И. Пайка алюминия и era сплавов. М.:Машиностроение, 1983, с. 131 — 142.

Авторское свидетельство СССР

У 878469, кл. В 23 К 1/2С, 29.10.79. (54) (57) СПОСОБ ПАЙИ(МАТЕРИАЛОВ, включающий нанесение покрытия на паяемую поверхность, размещение припоя и нагрев до температуры пайки, о т— л и ч а ю шийся тем, что, с целью снижения энергозатрат и упрощения технологии, нанесение покрытия осуществляют разложением соли азотистоводородной кислоты при воздействии на нее тепловьм или световым

1 118

Изобретение относится к пайке и может быть использовано при пайке изделий и конструкций из алюминия и его сплавов, графита, титана и меррита. 5

Целью изобретения является снижение энергозатрат и упрощение технологии пайки.

Нанесение покрытия осуществляют разложением соли азотистоводородной 10 кислоты при воздействии на нее тепловым или световым потоком, В результате быстрой реакции разложения образуется металл, который, разрушая окисную пленку, частично !5 диффундирует в поверхностный слой паяемого материала и образует с ним прочное соединение. Количество наносимой соли азотистоводородной кислоты — азида металла (АМ) выбирается 20 из условия максимальной энергии, выделяемой при разложении АМ и достаточной для разрушения окисной пленки на поверхности алюминия. Принимая за минимальное количество АМ с мак- 25 симальной энергией разложения (азид ртути, 141 ккал/моль) и максимальное количество АМ с минимальной энергией разложения (азид стронция;

1,7 ккал/моль), получим выражение для расчета веса навески АМ

m = (0,15 — 0,30) М/Я кг/м." .

Уменьшение количества AN ниже расчетного приводит к появлению непропаев в паяном соединении, а увеличение количества AN от расчетного не оказывает существенного влияния на качество паяных соединений, но приводит к перерасходу материала.

Способ осуществляется следующим образом.

Вблизи участка паяемой детали на расстоянии 0,5 — 1 см помещают навеску азида соответствующего металла, преимущественно .хорошо паяемого, в виде порошка в количествах (0,15—

0,30) М/Q кг/м и проводят инициирование быстрой реакции разложения путем поджигания от нагретого паяльни-, „ ка 190 — 500 С или от импульса света лазера (ЛЖИ вЂ” 403) с энергией 1

5 дж/см, 1800

З а счет выделяющейся энергии от быстрой реакции разложения АМ, которая передается атомом металла продукту разложения, происходит проникновение их в паяемый материал на глубину минимум 1 мкм (проверено на электронографе), что превьш ает толщину окисной пленки (2 — 10- мкм). Таким образом, создается переходный слой металла и разрушается окисная пленка.

Газообразный продукт реакции разложения АМ вЂ” азот является инертным газом, который не производит дополнительного загрязнения поверхности.

После указанной обработки проводится пайка любым припоем по существующей для выбранного припоя технологии.

Так, например, при пайке оловянносвинцовыми припоями проводят нагрев детали до температуры плавления этих припоев (199 — 340 С) и используют для этих целей паяльник или подобные нагревательные устройства.

Таким образом, вся операция пайки занимает практически несколько минут и этим обеспечивается экспрессность технологического процесса. Применение низкотемпературных припоев позволяет снизить температурный интервал пайки. ля оловянно-свинцовых припоев этот интервал составляет от 190 (для припоя марки ПОС61) до 340 С (для

ППАМКл45). Поскольку температурный интервал в этом случае совпадает с температурным интервалом инициирования AN, то технологически удобно проводить инициирование теплом, используя устройства для пайки (паяльник, газовая горелка и т.д.).

Способ был опробован на пайке алюминниевых и дюралюминиевых пластин толщиной 1 мм с длиной паяемого шва до 10 см, титана с медью, графитовых стержней с медными и стальными пластинами, никель-цинковых и никель-марганцевых ферритов. В качестве AN использовались азиды серебра и меди, а в качестве припоев служили оловянносвинцовые припон. Во всех случаях время, затрачиваемое на получение паяного соединения, не превышало 2

5 мин. Свойства паяного соединения представлены в таблице.

1181800

Качество пайки

Прочность сцепления, кгс/см

Припаиваемый металл

Количество

AN, г/см

0,030

0,015

0,24

110 — 120

90 — 95

Графит— медь

Азид серебра

100 — 110

60 — 70

О, 016

0,008

0,12

Азид меди

110 — 125

80 — 85

О, 030

0,015

0,24

Азид серебра

Стальграфит

100 — 110

40 - 50

О, 016

О, О 08

0,12

Азид меди

Феррит (1000 нм) Непропай

Хорошее

50 — 120

160 — 170

170 — 180

170 — 180

100 — 120

0,015

0,030

0,045

0,060

0,30

Азид серебра

Азид меди

110 — 130

80 — 100

50 - 80

20 — 30

40 — 50

О, 016

О, 030

0,016

0,008

0,16

Феррит (200 нм) Азид серебра

Азид меди ности феррита

Хорошее

220

0,030

0,015

0,360

0,016

0,008

0,192

0,030

Азид серебра

Медь —. титан

Хорошее

Il

Медь— титан

Азид меди

Алюминий

Азид серебра

0,045

0,060

Азид меди

1,2

0,016

Использование предлагаемого способа пайки позволяет повысить экспрессность технологического процесса пай- о ки; понизить температуру пайки, так как предоставляется возможность применения припоев с низкой темпераХорошее

Непрокал

Разрушение поверхности графита

Хорошее

Непрокал

Разрушение поверхности графита ,Хорошее

Непрокал

Разрушение поверхности графита

Хорошее

Непрокал

Разрушение поверхности графита

Растрескивание поверхности феррита

Хорошее

Хорошее

Непропай

Растрескивание поверхГлубина проникновения,, мкм

1,5 турой плавления, а также снизить энергозатраты. Способ не требует специальных устройств и дорогостоящего вакуумного оборудования, что позволяет применять его в .технологии, использующей робототехнику.