По страницам журнала «Welding Journal», 2009, № 4

Збережено в:

Бібліографічні деталі
Дата:	2010
Формат:	Стаття
Мова:	Russian
Опубліковано:	Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України 2010
Назва видання:	Автоматическая сварка
Теми:	Краткие сообщения
Онлайн доступ:	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/101420
Теги:	Додати тег Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
Назва журналу:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Цитувати:	По страницам журнала «Welding Journal», 2009, № 4 // Автоматическая сварка. — 2010. — № 2 (682). — С. 54-56. — рос.

Репозитарії

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

id	irk-123456789-101420
record_format	dspace
spelling	irk-123456789-1014202016-06-04T03:02:00Z По страницам журнала «Welding Journal», 2009, № 4 Краткие сообщения 2010 Article По страницам журнала «Welding Journal», 2009, № 4 // Автоматическая сварка. — 2010. — № 2 (682). — С. 54-56. — рос. 0005-111X http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/101420 ru Автоматическая сварка Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection	DSpace DC
language	Russian
topic	Краткие сообщения Краткие сообщения
spellingShingle	Краткие сообщения Краткие сообщения По страницам журнала «Welding Journal», 2009, № 4 Автоматическая сварка
format	Article
title	По страницам журнала «Welding Journal», 2009, № 4
title_short	По страницам журнала «Welding Journal», 2009, № 4
title_full	По страницам журнала «Welding Journal», 2009, № 4
title_fullStr	По страницам журнала «Welding Journal», 2009, № 4
title_full_unstemmed	По страницам журнала «Welding Journal», 2009, № 4
title_sort	по страницам журнала «welding journal», 2009, № 4
publisher	Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України
publishDate	2010
topic_facet	Краткие сообщения
url	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/101420
citation_txt	По страницам журнала «Welding Journal», 2009, № 4 // Автоматическая сварка. — 2010. — № 2 (682). — С. 54-56. — рос.
series	Автоматическая сварка
first_indexed	2025-07-07T10:54:15Z
last_indexed	2025-07-07T10:54:15Z
_version_	1836985253471715328
fulltext	C. Darling. ПАЙКА: НЕОБХОДИМАЯ АЛЬТЕРНАТИВА СОЕДИНЕНИЯ Чтобы привести в соответствие постоянно изме- няющиеся проекты продукции и экономические тре- бования сегодняшней промышленности, инженеры должны уметь квалифицированно подбирать или со- четать многие материалы и процессы, которые при- меняются при производстве изделий. Соединение ме- талла является одним из таких процессов, который обычно применяется в промышленности и на что часто влияет переделка материала. Среди множества технологий соединения инженеры наиболее часто выбирают один из четырех методов: механическое крепление, склеивание, сварку, пайку. Пайка позво- ляет инженерам-разработчикам и инженерам-техно- логам различные и экономные формы соединения од- но- и разнородных металлов и неметаллических ма- териалов. В статье обсуждаются многие критерии, ко- торые должны учитывать инженеры при выборе ме- тода соединения с помощью пайки по сравнению с другими основными методами. При правильном про- ектировании пайка может обеспечить те же харак- теристики, что и при соединении сваркой, которая является более гибким процессом производства. С повышением спроса на модернизированную про- дукцию и процессы пайка является важной альтер- нативой другим способам соединения компонентов. G. D. Budi Dharma, M. Hamdi, T. Ariga. РЕЗУЛЬТАТЫ ДОБАВЛЕНИЯ СЕРЕБРА И ИНДИЯ К БЕССВИНЦОВЫМ ПРИПОЯМ На протяжении многих лет для сборки электрон- ных приборов использовали оловянно-свинцовые припои. Этот сплав обладает многими необходимыми характеристиками, включая низкую стоимость и тем- пературу плавления, хорошую технологичность и за- мечательное смачивание на медных подложках и их сплавах. Однако токсичность свинца для здоровья че- ловека и окружающей среды подталкивает к прове- дению основательного научного исследования, кото- рое привело бы к открытию бессвинцового припоя, подходящего для электронных сборок. Для замены оловянно-свинцовых припоев было предложено большое количество бессвинцовых сплавов, но толь- ко некоторые соответствуют требуемым свойствам материала, паяемости и критериям стоимости. Даже незначительное добавление серебра и индия улучшает смачиваемость, микроструктуру и микрот- вердость бессвинцового припоя. Начальная темпера- тура на кривой DSC Sn–Cu припоя эвтектического состава была понижена с помощью добавления 1,0 мас. % In. Дальнейшее понижение начальной и пико- вой температур было получено путем добавления се- ребра. Его незначительное добавление оказывает вли- яние на смачиваемость припоев. Повышенное содер- жание серебра способствовало лучшей смачи- ваемости посредством сокращения времени смачива- ния и повышения максимальной силы смачивания. Увеличение содержания серебра от 0,1 до 0,5 мас. % в Sn–0,7Cu–1,0In–xAg припоях немного уменьшает его твердость. Добавление серебра делает первичный размер зерен β-Sn меньше. Основываясь на результа- тах EMPA, наблюдались Cu–Sn и Ag–Sn интерметал- лидные фазы, а атомы индия были распределены в β-Sn матрице. ПО СТРАНИЦАМ ЖУРНАЛА «WELDING JOURNAL», 2009, № 4 54 2/2010 J. Arnold, E. Miller, G. Mitchell. ИССЛЕДОВАНИЕ РАЗЛИЧНЫХ МЕТОДОВ ПАЙКИ ТВЕРДЫМ И МЯГКИМ ПРИПОЕМ Способы пайки твердым и мягким припоем обес- печивают профессионалов крепкими, долговечными соединениями. При выполнении конкретной работы из разных методов следует выбирать наиболее прием- лемые. Традиционные методы нагрева предусматри- вают использование печи, погружение в расплав, кон- тактный нагрев либо нагрев пламенем. Вопрос лишь в том, какой метод следует выбрать для вашей буду- щей работы? В данной статье представлен взгляд на разные спо- собы выполнения работы при использовании пайки в печах, пайки погружением, пайки с применением контактного нагрева или пайки с применением нагре- ва пламенем. Так как существует большое количество методов нагрева для пайки твердым и мягким припоем, в про- фессиональном применении решающий фактор будет зависеть от технических, производственных и эконо- мических средств и требований. Выбор наиболее под- ходящего метода нагрева обеспечит наилучшие воз- можные соединения при пайке твердым и мягким припоем. Для достижения хорошего результата сва- рочная промышленность постоянно улучшает и со- вершенствует технологии и одновременно способс- твует обеспечению безопасности и достижению более высоких показателей. M. Weinstein, R. L. Рeaslee, F. M. Miller. ПРИПОИ НА ОСНОВЕ НИКЕЛЯ ДЛЯ ВАКУУМНОЙ ПАЙКИ Припои на основе никеля используют для пайки любых тугоплавких металлов, в основном, для пайки жаропрочных и коррозионно-стойких металлов, в частности, для пайки наиболее широко используемых нержавеющих сталей типа A1S1 300, A1S1 400, а так- же сплавов на основе никеля и кобальта. В случае оп- тимального выбора припоя паяное соединение сохра- няет свои прочностные свойства вплоть до темпера- туры 980 °С. Для пайки низкоуглеродистых сталей обычно используют более дешевые припои, и лишь в исключительных случаях применяют припои на ос- нове никеля. При выборе припоя принимают во внимание сле- дующие основные факторы: свойства припоя, конс- трукцию паяного соединения, эксплуатационные свойства, свойства паяемого металла, стоимость при- поя и его наличие на рынке. Свойства припоя. К свойствам припоя относят температуру плавления, растекаемость, температуру распайки и давление паров компонентов припоя. Рассматривая припой с точки зрения температуры плавления, следует учитывать, что его плавление мо- жет происходить при достижении определенной тем- пературы, например, в случае использования припоя эвтектического состава, или он постепенно расплав- ляется в некотором температурном интервале. От качества подгонки деталей в зоне соединения зависит выбор припоя, обладающего определенной вязкостью и текучестью, которые характеризуют ско- рость растекания припоя по паяемым поверхностям. Свойства сплавов, используемых в качестве осно- вы припоев, как правило, зависят от сочетания ком- понентов и их температуры плавления, что в итоге определяет структуру паяного шва и температуру, при которой происходит разрушение паяного соеди- нения, т. е. температуру его распайки. При вакуумной пайке следует выбирать припои с давлением паров компонентов ниже, чем давление в вакуумной печи, во избежание испарения некоторых компонентов припоя, что приводит к дефектам пая- ного шва. Конструкция паяного соединения. Исходя из перечисленных выше причин, при выборе припоя не- обходимо учитывать геометрию паяного шва и вели- чину паяльного зазора. Эксплуатационные свойства. Условиям эксплу- атации должны соответствовать следующие свойства паяного соединения: прочность, пластичность, жа- ропрочность и коррозионная стойкость. При выборе припоя следует учитывать химический состав, расте- каемость и механические свойства паяного шва. Состав основы припоя. Свойства паяного соеди- нения в основном определяются легированием осно- вы припоя. Цена и его наличие на рынке. Стоимость ком- понентов припоя на рынке металлов играет сущест- венную роль в формировании стоимости паяного уз- ла. Причем на стоимость процесса пайки в основном влияют неустойчивость и практически непрогнозиру- емые изменения рынка как драгметаллов, так и стра- тегически важных металлов. Влияние этой непредсказуемости в некоторой ме- ре можно скомпенсировать разработкой паяных кон- струкций, в которых предусматривается использова- ние припоев, компоненты которых в меньшей мере чувствительны к колебаниям цен на рынке металлов. В табл. 1 показано изменение за последние пять лет стоимости золота, серебра и никеля, которые в основ- ном и определяют стоимость припоя. 2/2010 55 В машиностроении традиционно применяются определенные драгметаллы для пайки некоторых уз- лов, однако в настоящее время наметилась тенденция использования относительно более дешевых припоев на основе никеля, рекомендуемых, например, Амери- канским обществом сварщиков (AWS) и Академией маркетинга (AMS). В расчете фактических затрат на материалы, ис- пользуемые в паяном соединении, следует учитывать не только рыночную стоимость металлов, но и про- центное содержание данного металла в припое и его удельный вес, так как для выполнения паяного сое- динения независимо от состава требуется заданный объем припоя, необходимый для заполнения зазора между паяемыми деталями. Удельный вес золота по отношению к никелю почти в два раза выше и потому его требуется большее количество для заполнения па- яльного зазора. В табл. 2 показана зависимость стоимости припоя (по состоянию на июнь 2008 г.) от содержания в нем золота, серебра и никеля, необходимого для решения определенной технологической задачи, например, пайки деталей с зазором 2,5 мкм по площади паяемой поверхности 1 кв. дюйм или 1 кв. фут. Из данных таб- лицы видно влияние колебаний цен на рынке метал- лов на стоимость припоя, а также возможность сни- жения затрат при замене припоев, содержащих золото и серебро припоями на основе никеля. В качестве примера ниже приведены краткие тех- нические характеристики и рекомендации AWS А5.8:2004 по применению некоторых типов припоев на никелевой основе для пайки и сваркопайки. BNi-1 используют для получения высокопрочных и жаростойких соединений при сборке, например, ло- паток турбин и деталей реактивного двигателя. BNi-2 как и припой марки BNi-1 обеспечивает хо- рошую растекаемость при более низкой температуре пайки. BNi-3 хорошо растекается при снижении требова- ний к условиям вакуума. Идеален для получения не- разъемных соединений и при пайке по большой по- верхности. BNi-4 образует большие галтели с достаточно вы- сокой пластичностью, пригоден для пайки деталей с большими зазорами. BNi-5 применяют для получения высокопроч- ных и коррозионно-стойких соединений, в частнос- ти, для пайки изделий ядерной техники и в других случаях, где исключается использование в составе припоя бора. BNi-6 — порошкообразный наплавочный матери- ал, обеспечивающий минимальное проникновение металлов припоя в подложку на основе никеля или железа. BNi-7 обеспечивает прочные и вакуумно-плотные соединения с жаропрочными сталями при относитель- но низкой температуре пайки. Низкий уровень эрозии паяемых деталей объясняется малой растворимостью припоя в сплавах на основе железа и никеля. Использу- ется для изготовления сотовых конструкций и тонкос- тенных трубчатых теплообменников. BNi-8 также используют для пайки сотовых кон- струкций из нержавеющих сталей и других корро- зионно-стойких металлов. BNi-9 идеален для пайки деталей реактивных двигателей и других узлов, работающих в условиях повышенных нагрузок. Обеспечивает высокую прочность соединений при более низкой темпера- туре пайки. BNi-10 обеспечивает очень высокую прочность соединений, эксплуатируемых в условиях повышен- ной температуры. Припой хорошо подходит для пай- ки металлов, легированных кобальтом, вольфрамом и молибденом. BNi-11 можно использовать для тех же целей, что и припой марки BNi-10, но в отличие от него он лучше растекается. BNi-12 аналогичен по свойствам припою BNi-7, но обладает более высокой прочностью, повышенной жаропрочностью и коррозионной стойкостью. BNi-13 аналогичен по свойствам припою BNi-2, но обладает повышенной коррозионной стойкос- тью и обеспечивает высокую прочность паяного соединения. Т а б л и ц а 2. Стоимость припоя в зависимости от содер- жания золота, серебра и никеля Компонент припоя USD/кв. дюйм USD/кв. фут AWS BAu-1 (38% золота) 2,27 326,88 AWS BAu-2 (80% золота) 6,45 928,80 AWS BAg-7 (56% серебра) 0,05 7,20 AWS BNi-5 (71% никеля) 0,002 0,29 AWS BNi-7 (76% никеля) 0,0022 0,32 AWS BNi-6 (90% никеля) 0,0028 0,40 Т а б л и ц а 1. Цены металлов, используемых в составе припоев, USD за тройскую унцию Металл 2 кв. 2003 1 кв. 2008 Рост цен, % Золото 300,00 896,00 199 Серебро 5,00 16,87 237 Никель 0,33 0,68 106 56 2/2010

По страницам журнала «Welding Journal», 2009, № 4

Репозитарії

Схожі ресурси