Технологии пайке |

Часть 8

Пятница, 02 Окт 2009

Сцепляемость покрытия с основным металлом испытывается для листового материала загибом на угол 90° или 180° до поломки образца; для проволоки — навивкой образца вокруг стержня того же или большего диаметра в зависимости от диаметра и назначения проволоки. Во всех случаях испытаний на сцепляемость не должно быть трещин и отслаивания покрытия.

Коррозионная устойчивость покрытий определяется методом ускоренных испытаний в искусственно создаваемых коррозионных средах и по данным поведения покрытий в естественных условиях их эксплуатации. Средой для искусственных испытаний могут быть туман раствора поваренной соли, созданный в специальной камере, или атмосфера агрессивного газа, соответствующего условиям эксплуатации изделия, и другие.

Предотвращение растекания припоя. В практике пайки часто требуется ограничить растекание припоя по поверхности паяемого металла. Для ограничения растекания применяют следующие способы.


Часть 7

Пятница, 02 Окт 2009

Эта особенность метода позволяет получать надежные покрытия практически на любом материале (керамике, ситалле, магниевых сплавах и т. п.).

Контроль качества покрытий. Требования, предъявляемые к качеству покрытий, определяются их назначением и являются основанием для выбора метода контроля.

Различают следующие виды контроля: контроль внешнего вида изделий после покрытия (цвет, блеск, шероховатость поверхности); определение пористости и толщины слоя покрытий; испытания на коррозионную стойкость; определение механических и физических свойств покрытий (пластичности, стойкости при высоких температурах и др.).

Оценку качества покрытий производят:

по внешнему виду (осмотр невооруженным глазом) на основании сравнения с эталонами;

по результатам лабораторных методов испытания на основании требований к покрытиям, установленных техническими условиями.


Часть 6

Пятница, 02 Окт 2009

Нанесение покрытия может быть произведено совместной прокаткой основного металла и металла-покрытия (плакировка). Толщина слоя при этом значительна — порядка 0,1 мм.

Способность плакированной детали к пайке можно характеризовать коэффициентом термического расширения плакирующего материала. Пайка получается качественной при коэффициенте термического расширения плакирующего материала больше 60%;

Высокое качество покрытий обеспечивается нанесением металлов в вакууме в результате их испарения (термовакуумный способ). Этот метод дает возможность получать равномерные покрытия малых толщин (2—100 мкм) в условиях, обеспечивающих отсутствие окисления основного металла и металла-покрытия.

Получение наиболее надежных и качественных покрытий обеспечивается при нанесении их в тлеющем разряде в ионизированном состоянии. При этом обеспечивается возможность равномерного покрытия на всей поверхности детали. Обработка покрываемой поверхности быстрыми частицами нейтрального газа в той же камере непосредственно перед нанесением покрытий обеспечивает удаление окислов с покрываемой поверхности.

Покрытие наносится в электрическом поле при разности потенциалов до 10 кВ, что способствует надежному сцеплению покрытия с основным материалом.


Часть 5

Пятница, 02 Окт 2009

Некоторые детали электровакуумных приборов изготовляют из металлов и сплавов, выплавленных в окислительной среде, чаще всего на воздухе. Такие металлы и сплавы имеют большое количество дефектов, снижающих их вакуумную плотность. В первую очередь это относится к железу, ковару, нержавеющим сталям. В прутках этих материалов много волосовин и микроскопических трещин. Изготовленные из них детали, ограждающие вакуумную полость прибора, могут служить причиной натекания воздуха в прибор, поэтому их необходимо предварительно оплавлять медью. Толщина наплавленного слоя меди в готовой детали составляет 0,5—1 мм. Оплавление медного покрытия обычно производится в атмосфере водорода, в среде азота (процесс требует более тщательной подготовки поверхности) и в вакууме порядка 10~4— 10"мм рт. ст. с нагревом т. в. ч. под кварцевым колпаком. Последний способ имеет преимущества перед другими.

Для осуществления пайки металлов с неметаллическими материалами (стеклом, керамикой и т. п.) на поверхность последних наносят металлизационный слой вжиганием.

Для этого неметаллическую поверхность покрывают пастой (платино-серебряной или молибдено-марганцевой), которую вжигают в атмосфере влажного водорода при температуре 1200—1300° С. При этом поверхность покрывается слоем металла, например, молибдена. Для улучшения смачивания в дальнейшем поверхность возможно никелировать.


Часть 4

Пятница, 02 Окт 2009

При работе лудильных ванн припой загрязняется железом и кислотой, что приводит к образованию тяжелого (железистого) олова. Тяжелое олово не позволяет получить равномерное и чистое покрытие. На поверхности изделия появляются наплывы, которые приводят к перерасходу припоя.

Для улучшения качества лужения и экономного расходования припоя необходима регулярная очистка от железистого олова толченой серой.

Количество серы берут из расчета 50—60% от массы железа в припое.

Процесс рафинирования ведут в течение 20—60 мин в зависимости от содержания железа в припое. Как только образуются сульфиды железа (Fe2S3), которые всплывают на поверхность припоя, вводят порошкообразную смесь канифоли и древесного угля в соотношении 1 : 3 в общем количестве 70% к массе введенной серы. После этого сплав нагревают до температуры 300—400° С и перемешивают до образования на поверхности сухого порошка черного цвета. Очищенную поверхность ванны покрывают древесными опилками слоем 3—4 мм и сплав перемешивают. Опилки способствуют выгоранию серы и предотвращают образование сернистого олова.


Часть 3

Пятница, 02 Окт 2009

Шоопирование может быть применено для металлизации поверхности как чистыми металлами, так и сплавами. Недостаток этого метода состоит в том, что при переносе капель жидкого сплава на металлизируемую поверхность капли могут сильно окисляться. Вследствие окисления нанесенный слой представляет собой смесь металла и относительно большого количества (до 30%) его окислов. Этот способ более эффективен для самофлюсующих припоев.

Метод электроискрового нанесения металлов и сплавов малопроизводителен и позволяет получать слои толщиной не более 5—10 мкм.

Электролитический способ лужения имеет преимущества перед горячим способом: создается возможность механизации работ, уменьшается расход припоя, обеспечивается более равномерная и более чистая поверхность покрытия.

Однако электролитический способ лужения имеет и свои недостатки. К их числу относятся неустойчивость гальванических покрытий в органических кислотах; малая сопротивляемость покрытий при низких температурах (например, переход в серое олово — «оловянная чума»); затрудненность лужения в местах соединения отдельных деталей; необходимость больших площадей производственных помещений.


Часть 2

Пятница, 02 Окт 2009

Для получения качественного лужения необходимо обеспечивать удаление окислов с поверхности лудильной ванны, для этого создают защитный слой флюса или графитового порошка, которые надо периодически возобновлять.

Для лужения относительно небольших деталей, не имеющих внутренних полостей, пользуются лужением через слой флюса в специальных ваннах.

При лужении через слой флюса подготовленные детали опускают через флюс в олово или другой припой. Скорость погружения должна быть такой, чтобы деталь, проходя флюс, могла нагреваться до температуры, при которой не происходит разбрызгивания олова.

Температура в ванне должна быть постоянной, так как повышение температуры приводит к увеличению угара припоя и снижению качества лужения, а пониженная температура затрудняет условия лужения и увеличивает расход припоя за счет наплывов на луженой поверхности.

Толщина покрытия влияет на паяемость луженых деталей. Покрытие толщиной менее 0,0025 мм будет иметь удовлетворительную паяемость, если пайка производится немедленно после обработки поверхности. Считается, что примерно такая же толщина покрытия достаточна для пайки при небольшом сроке хранения. При продолжительном хранении толщину покрытия берут до 0,03 мм. Гальванические покрытия наносят в стационарных ваннах, в конвейерных установках или во вращающихся барабанах. Этот метод применим для всех сталей, медных сплавов, никелевых сплавов, для цинковых отливок под давлением и алюминия. Для покрытий применяют не только чистые металлы, но и сплавы: Sn — Cu, Sn — — Zn, Sn — Cd, Sn — Ni и др. Лужение с помощью ультразвука можно производить паяльником или погружением в ванну с припоем.


Часть 1

Пятница, 02 Окт 2009

Покрытие, нанесенное в места пайки, должно прочно сцепляться с основным материалом. Во время последующих нагревов в процессе неизбежной технологической обработки покрытия не должны вздуваться и отслаиваться.

При пайке некоторых металлов и сплавов, покрытых устойчивыми окисными пленками, обычно применяемые способы удаления этих пленок (флюсование, применение восстановительных и нейтральных газовых сред и т. п.) могут оказаться недостаточными. К таким металлам относятся алюминий, алюминиевая бронза, высоколегированные стали, чугун и др. В этих случаях для успешного затекания припоя в зазор применяют предварительное покрытие поверхности паяемых деталей припоем или металлом, на которых при пайке образуются менее стойкие и, следовательно, легче паяемые окислы металла или сплава. Для этой цели применяют олово, медь, серебро, кадмий, железо, никель и сплавы: олово — свинец, олово — цинк и олово — медь.

Наиболее широко применяют лужение натиранием и погружением. В некоторых случаях применяют метод реактивного лужения.

Горячее покрытие изделий погружением в жидкий припой можно производить через слой расплавленного флюса или окунанием в жидкий флюс, а затем в ванну с расплавленным припоем. Излишки не застывшего припоя удаляют вибрацией, обдувкой сжатым воздухом, центрифугированием.