Припой для низкотемпературной пайки

 

Изобретение относится к пайке, в частности к составу припоя, и может быть использовано при проведении ремонтных работ нефтегазопромыслового и нефтегазоперерабатывающего оборудования, нефтегазопроводов и других металлических сооружений, предназначенных для хранения и транспорта пожаровзрывоопасной среды, преимущественно углеводородной. Целью изобретения является повышение коррозионной стойкости и механической прочности паяного соединения и обеспечение процесса пайки вертикальных швов. Припой имеет следующий состав, мас.%: индий 34-35

медь 11-12

германий 0,8-1,0

кобальт 5-6

олово остальное. Температура полного расплавления припоя 120-300°С, пайки 120-150°С. Выплавка припоя производилась в среде аргона при 1400°С и одновременной загрузке всех компонентов в тигель. Пайка производилась с флюсом на основе хлористых солей (например, хлористого цинка). Прочность паяного соединения Σ<SB POS="POST">B</SB> 5,8 КгС/MM<SP POS="POST">2</SP>

ТВЕРдОСТь НВ 19кг/мм<SP POS="POST">2</SP>. Температурный интервал, обеспечивающий пайку вертикальных швов, составляет 120-300°С. Коррозионная стойкость в растворе 0,1 н. NACL составляет 0,03 мм/год, в растворе 0,1 н. HCL 0,19 мм/год. 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (SD 4 В 23 К 35/26

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АBTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ XOMMTET

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4243290/31-27 (22) 12.05.87 (46) 15.05.89. Бюл. ¹ 18 (71) Киевское научно-производственное объединение малотоннажных смазочных материалов "Иасма" и Институт металлофизики АН УССР (72) А.Д.Соловьев, П.Г.Яковенко, Ю.И.Белецкий, В.Г.Иванченко, Ю.Г.Котлов, Е.А.Цой, Г.А.Киселев и Ю А.Шумилов (53) 621.791.3 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1043936, кл. В 23 К 35/26, 1982. (54) ПРИПОЙ ДЛЯ НИЗКОТЕМПЕРАТУРНОЙ АЙК (57) Изобретение относится к пайке, в частности к составу припоя, и может быть использовано при проведении ремонтных работ нефтегазопромыслового и нефтегазоперерабатывающего оборудования, нефтегазопроводов и других металлических сооружений, предназначенных для хранения и трансИзобретение относится к пайке, в частности к составу припоя, который может быть использован при проведении ремонтных работ нефтегазопромыслового и нефтегазоперерабатывающего оборудования, нефтегазопроводов и других металлических сооружений, предназначенных для хранения и транспорта пожаровзрывоопасной среды, преимущественно углеводородной.

Цель изобретения — повышение коррозионной стойкости и механической прочности паяного соединения.

„„SU„„1479250 А1 порта пожаровзрывоопасной среды, преимущественно углеводородной. Цель изобретения — повышение коррозионной стойкости и механической прочности паяного соединения и обеспечение процесса пайки вертикальных швов. Припой имеет следующий состав, мас.Х: индий 34-35; медь 11-12; германий

0,8-1,0; кобальт 5-6; олово — остальное. Температура полного расплавления припоя 120-300 С, пайки—

120-150 С. Выплавка припоя произвоо, дилась в среде аргона при 1400 С и одновременной загрузке всех компонентов в тигель. Пайка производилась с флюсом на основе хлористых солей (например, хлористого цинка). Прочность паяного соединения Ьр 5,8 кгс/мм2, твердость HB 19 кг/мм . Температурный интервал, обеспечивающий пайку вертикальных швов, составляет 120 о

300 С. Коррозионная стойкость в растворе О, 1 н. NaC1 составляет 0,03 мм/год, в растворе О, 1н. НС1 — О, 19 мм/год.

1 табл.

Припой имеет следующий состав, мас.X:

Индий 34-35 .

Медь 11-12

Германий 0,8-1,0

Кобальт 5-6

Олово Остальное

Введение в припой кобальта и распределение всех компонентов в указанных пределах позволяет придать припою твердожидкое состояние в ши-. роком интервале температур (113350 С). Такой интервал твердожидкого

14 79? 50состояния припоя обусловлен тем, что кобальт образует с инцием и другими ..элементами, входящими в состав припоя, ряд интерметаллических соединений с температурой полного расплав— с, ления 350 С. Одновременно с этим в предлагаемом составе припоя, образуется многокомпонентная эвтектика, состоящая из элементов, входящих в состав припоя, с температурой плавления 113 С. Именно такие свойства припоя придают ему твердожидкое состояние в широком температурном интер— вале (113-350 С). Таким образом, нас чало плавления припоя 350 0 определяется температурой полного расплавления самого тугоплавкого интерметаллического соединения в заявляемой

15

30

40

50

55 системе.

Наличие кобальта при данном соотношении компонентов в припое позволяет максимально сблизить разницу электродных потенциалов припоя относительно стали, за счет чего повышается коррозионная стойкость паяного соединения.

Припой выплавляется следующим образом.

Все компоненты припоя одновременно загружают в алундовый тигель, который помещают в индуктор. Плавильную камеру вакуумируют, затем заполняют аргоном. Содержимое тигля нагревают до 1400 С. Такая температура обусловлена стремлением ускорить процесс плавления и иметь припой в пе— регретом состоянии при разливе в изложницы

При пайке данным припоем применяют флюсы на основе хлористых солей (например, ZnClz)

При содержании введенного в припой кобальта, а также индия, меди и германия меньше минимально заявляемого заметно снижаются механические свойства и коррозионная стойкость в водном растворе О, 1 í. НС1, резко повышается температура начала плавления припоя и ухудшаются технологические свойства пайки, т.е. повышается текучесть припоя в температурном интервале пайки, не образуется по всему паяемому периметру равномерная галтель на вертикальной поверхности. По этим причинам дальнейшее снижение содержания кобальта,, индия, меди и германия в припое не целесообразно.

При содержании введенного в припой кобальта, а также индия меди и германия выше максимально заявляемого механические свойства припоя «е снижаются, но заметно снижается корроэионная стойкость в водных растворах О, 1 í. NaC1 и О, 1 н. НС1 и повышается температура начала плавления, а также заметно ухудшаются технологические свойства, повышается начальная температура пайки и из-за снижения концентрации жидкой эвтектической фазы в припое при температуре пайки не образуется по всему паяемому периметру равномерная галтель на вертикальной поверхности. Поэтому дальнейшее повышение содержания кобальта, индия, меди и германия в припое не целесообразно °

Именно такой оптимально выбранный состав компонентов припоя позволяет обеспечить возможность технологического процесса пайки вертикальных швов в широком интервале темпе.ратур и пожаровзрывобезопасность проведения процесса низкотемпературной пайки на объектах и сооружениях, находящихся под рабочим давлением взрывоопасной среды, преимущественно углеводородной. При этом, как видно из таблицы, в 3,3 раза повышается коррозионная стойкость в водном растворе О, 1 н. NaC1 и . в

1,5 раза повышается коррозионная стойкость в водном растворе О, 1 н.

HCl и механическая прочность по сравнению с прототипом.

Введенный в состав припоя кобальт позволяет заметно расширить интеро вал затвердевания припоя (113-350 С), что обеспечивает твердожидкое состояние заявляемого припоя в момент пайки. Это в свою очередь позволяет осуществлять формирование паяного шва (галтели) в процессе пайки на вертикальных и других криволинейных поверхностях, отличных от горизонтальньм.

Качественная пайка на вертикальньм поверхностях может осуществляться в температурном интервале от 120 до 300 С. Нижний предел 120 С обусловлен тем, что при этой температуре имеется достаточное количество жидкой фазы для смачивания паяемой поверхности, а верхний предел 300 С обусловлен тем, что припой при тем1479250 формулаизобретения

Хоррозиовнам стойкость, ми/год

Те>атература, С

Текнологическне свойства лайки вертикальных ивов

Ео>о>окекты, >еас. Х

71еканнческие свойства

Сос тав

Временное со противление разрыву, кгс/мм>

0,1 н. йаС1

Температур ньа! интервал,обеслечив&мюий лайку вертикальнык

° вов, С

Образование н внд галтелн намного нва, получе ного ка вертикальной л веркности

Твердость по Брннелв (НВ) ° кг/>e>e

0,1 к.

НС1 аачала плавлеполного расплав ленин! 33 ° 5 10 5 0>7 4 5 50 Э

5,0 17 ° 5 120 350 о,03 o,г5

128-ЗОО

0,19

0,03! го-эоо

2 34 ll 08 5 492

5,7 18,5 113 350

О, 19

О, 19

3 34,5 11,5

4 35 12

120-ЗОО

12О-ЗОО

0,9 5,5 47,6

10 6 46

5,8 19,0

6,0 20

113 350

11З З50 о,оз о,оз

1,1 6,5

0,21

О,l

125-Э00

Образуетсм местами до

80-852 ло памемоиу периметру

118 Ý50

6,2 20,5

44 ° 4

5 35>5 12,5

Составитель Л.Абросимова

Редактор M.Ïåòðîâà Техред Л.Сердюкова Корректор M-Васильева

Заказ 2484/12 Тираж 895 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по-изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раущская наб>в д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r Ужгород, ул. Гагарина, 101 пературе выше 300 (; на воздухе начинает заметно окисляться.

Однако для проведения ремонтных работ, основанных на низкотемпературной пайке нефтегазопромыслового оборудования, нефтегазопроводов и других металлических сооружений, предназначенных для хранения и транспортировки пожаровзрывоопасной среды, преимущественно углеводородной, с. целью обеспечения пожаровзрывобезопасности максимальная температура пайки не должна превышать 150ОС.

Это условие удовлетворяется при использовании данного припоя, где температура пайки находится в пределах

120-150 С.

Припой для низкотемпературной пайки, содержащий индий, медь, rep5 маний, олово, отличающий с я тем, что, с целью повьппения коррозионной стойкости и механической прочности паяного соединения, обеспечения процесса пайки вертикальных швов, он дополнительно содержит кобальт при следующем соотношении компонентов, мас.X:

Индий 34-35

11-12

Ге р ма н ий 0,8-1,0

Кобальт 5-6

Олово Остальное

Образуетсм места>е> до

70-752 по ламемому периметру

Образуетсм с равномерной плавкостью до !

GOD по паленому периметру

То ке

Образуетсм с равномерной ллоскостьв по паленому периметру