Электрод для газопламенной пайки

 

Изобретение относится к области пайки , в частности к составу покрытия электродов , применяемых для пайки меди и медных сплавов с газопламенным нагревом, и может быть использовано в различных отраслях промышленности. Цель изобретения - упрощение производства паяльных прутков и повышение механических свойств паяных соединений. Покрытие электродов имеет следующий состав, мас.%: порошок технического фосфида меди 50-75; порошок медно-фосфорной лигатуры 15-25; порошок никеля 3-13; порошок ферроалюмоциркониевой лигатуры 2-5; связующее 5-7, при этом порошок медно-фосфорной лигатуры содержит, мас.%: фосфор 8,0-9,5; медь остальное; ферроалюмсциркониевая лигатура содержит, мас.%: цирконий 15-21; алюминий 19-26; кремний до 3; железо остальное; технический фосфид меди содержит, мас.%: фосфор 13-14; медь остальное. В качестве стержня использована проволока из меди М1, латуни Л63, бронзы БрОЦ 4-3 и БрОФ 6.5-0,4. Температура пайки данным электродом находится в пределах 680-740°С в зависимости от состава стержня. Площадь растекания по латуни Л63 составляет 420 мм . Прочность паяных соединений из латуни Л63 находится з пределах 300-350 МПа, а ударная вязкость 2-3,3 кгс/см , величина нахлестки в этом случае составляет 1,2-1,4 мм. Наружный диаметр электрода с покрытием составляет 2-2,5dcr, где dC7 - диаметр стержня. Данные электроды применяются для газопламенной пайки . 4 з.п. ф-лы, 2 табл. LT. С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 В 23 К 35/24, 35/363

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

50-75

15 — 25

3-13 (21) 4603548/27 (22) 13.09.88 (46) 07.02.91. Бюл. N 5 (71) Институт электросварки им. Е.О.Патона (72) В. Б. Черногоренко, А. Н. Писарев и М.Д.Атабаев (53) 621.791.3(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N. 882086, кл, В 23 К 35/30, 10.07,80. (54) ЭЛЕКТРОД ДЛЯ ГАЗОПЛАМЕННОЙ

ПАЙКИ (57) Изобретение относится к области пайки, в частности к составу покрытия электродов, применяемых для пайки меди и медных сплавов с газопламенным нагревом. и может быть использовано в различных отраслях промышленности. Цель изобретения— упрощение производства паяльных прутков и повышение механических свойств паяных соединений. Покрытие электродов имеет следующий состав, мас.%: порошок технического фосфида меди 50-75; порошок медно-фосфорной лигатуры 15 — 25; порошок никеля 3 — 13; порошок ферроалюмоциркоИзобретение относится к области пайки, в частности к составу покрытия электродов, и может быть использовано в производстве электродов для пайки, в частности среднеплавких припоев, применяемых в различных отраслях промышленности с газопламенным нагревом.

Цель изобретения — упрощение производства паяльных прутков и повышение механических свойств паяного соединения.. Ж „„1625632 А1 ниевой лигатуры 2 — 5; связующее 5 — 7, при этом порошок медно-фосфорной лигатуры содержит, мас.%: фосфор 8,0-9,5; медь остальное; ферроалюмсциркониевая лигатура содержит, мас.%: цирконий 15 — 21; алюминий 19-26; кремний до 3; железо остальное; технический фосфид меди содержит. мас.%: фосфор 13-14; медь остальное. В качестве стержня использована проволока из меди

М1, латуни Л63, бронзы БрОЦ 4 — 3 и БрОФ6.5 — 0,4, Температура пайки данным электродом находится в предел.:х 680 — 740 С в зависимости от состава стержня. Площадь растекания по латуни Л63 составляет

420 мм . Прочность паяных соедине2 ний иэ латуни Л63 находится s пределах 300-350 МПа, а ударная вязкость

2-3,3 кгс/см, величина нахлестки в

2 этом случае составляет 1,"-1,4 мм. Наружный диаметр электрода с покрытием составляет 2 — 2,5бст, где dc диаметр стержня. Данные электроды применяются для гаэопламенной пайки, з.п. ф-лы, 2 табл.

Покрытие электродов имеет следующий состав, мас%:

Порошок технического фосфида меди

Порошок меднофосфорной лигатуры

Порошок никеля

Порошок ферроалюмоциркониевой лигатуры 2-5

Связующее 5 — 7

1625632

При этом порошок медно-фосфорной лигатуры содержит, мас7,:

Фосфор 8,0 — 9,5

Медь Остальное

Ферроалюмоциркониевая лигатура содержит, мас.;(,:

Цирконий 15-21

Алюминий 19-26

Кремний До 3

Железо Остальное

Технический фосфид меди содержит, мас.,/.:

Фосфор 13 — 14

Медь Остальное

Технический фосфид меди, который является основой электродного покрытия, получают из отходов промышленности элементарного фосфора, а именно обработкой раствором сульфата меди фосфорных шламое. Технический фосфид меди представляет собой темный порошок дисперсностью менее 71 мкм, состоящий их фосфида меди и минеральной части, содержащей фториды, хлориды и фторсиликаты кальция (алюминия). При пайке минеральная часть расширяет интервал активности флюса, улучшает смачивание припоем паяемого металла.

Добавка никеля оказывает упрочняющее действие на паяный шов, улучшает технологические свойства припоя — смачивание и растекание. Содержание его менее

3 мас.,ь не оказывает существенного влияния на свойства припоя и паяного соединения, а содержание выше 13 мас. повышает температуру расплавления электродного покрытия. Дабавление его в состав покрытия vûçûâàåò образование сложного фосфида, превращающего пластинчатую эетектику двухфазного сплава медь — фосфор в разорванный тип за счет образования никелем устойчивого фосфида.

Известно, что пластифицирующее свойство вещества в большей степени связано с анизодиаметрической формой частиц, что существенно облегчает истечение обмазочной массы благодаря ориентационному эффекту, в результате которого хаотически расположенные частицы под давлением разворачиваются (ориентируются по направлению истечения) и скользят параллельно одна другой. Исследования показали, что введение в состав электродного покрытия технического фосфида меди с аниэодиаметрической формой частиц улучшает пластические свойства обмазочных масс, Обмаэочные массы в сыром виде характеризуются пластической прочностью и давлением экструзии массы, Эти две вели5

55 чины взаимосвязаны и могут регулироваться количеством связующего. Введение е обмазочную массу неорганического пластифицирующего связующего позволяет получать легко экструдируемую массу с достаточно высокой пластической прочностью, прочно удерживающую обмазку на металлическом стержне.

Малые добавки ферроалюмоциркониевой лигатуры являются отличным раскислителем и модификатором. Она вызывает связывание в прочные соединения серы и кислорода, нейтрализуя их вредное влияние, повышая вязкость, прочность и сопротивление коррозии паяных швов, уменьшает анизотропию механических свойств наплавленного металла, Введение лигатуры е обмазку менее 2 мас.ь нецелесообразно ввиду отсутствия видимого улучшения структуры шва и механических свойств, а более 5 мас. образуются труднорастворимые частички, ухудшается растекание, поверхность шва становится шероховатой.

Процессы установления равновесия при растворении порошковых смесей протекают интенсивнее при наличии состаляющих с более низкой температурой плавления, увеличением плотности компонентов электродного покрытия, что ускоряет процесс диффузии и растворения. С этой целью в состав покрытия электродов введен порошок медно-фосфорной лигатуры. Обладая наименьшей температурой плавления, она первой начинает плавиться, втягивая е контактное плавление остальные компоненты покрытия. Обеспечивая предварительное плавление при низкой температуре, медно-фосфорная лигатура способствует полному расплавлению покрытия и стержня при низкой тепловой энергии источника нагрева, Испытания показали, что высокие пластические свойства обмазочной массы при опрессовке стержней обеспечиваются при содержании связующего в -покрытии 5-7 мас,ф,, Примеры конкретных составов покрытий электродов даны е табл. 1.

Из опытов установлено, что применение данного покрытия электродов для пайки возможно при нанесении его на стержень из меди, латуни и бронзы. Свойства получаемого паяного соединения приведены в табл. 2.

Из табл. 2 видно, что совместное введение железа, алюминия и циркония в виде лигатуры при всех типах стержень-покрытие улучшает прочность соединения, повы1625632

Таблица 1

35 шая tcp ан и Яраст. Это связано с иэмельчением структуры.

Широкий диапазон материалов стержня позволяет осуществлять пайку при температурах 700-780 С. 5

Наружный диаметр электрода с покрытием должен быть равен Ом = (2 — 2.5)Оса. где

Ост — диаметр металлического стержня.

Результаты исследований технологических свойств обмазочных масс показали, 10 что покрытия на стержнях хорошо прессуются, имеют хороший внешний вид. Покрытия электродов не подвержены механическим повреждениям при транспортировке и не образуют трещин во время 15 сушки.

Применение данного покрытия электродов для пайки возможно взамен дорогих и дефицитных серебросодержащих припоев. Оно опробовано при нанесении на 20 стержни с использованием пресс-оборудования, технологии получения сварочных электродов и не требует дополнительных приспособлений.

Формула изобретения 25

1. Электрод для газопламенной пайки, состоящий из стержня и покрытия, содержащего технический фосфид меди, никель, медно-фосфорную лигатуру, связующее. о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью упроще- 30 ния производства и повышения механических свойств паяного соединения, он дополнительно содержит ферроалюмоциркониевую лигатуру при следующем соотношении, мас. :

Порошок технического фосфида меди 50-75

Порошок меднофосфорной лигатуры 15-25

Порошок никеля 3-13

Порошок ферроалюмоциркониевой лигатуры 2 — 5

Связующее 5 — 7

2. Электрод по п.1, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что порошок медно-фосфорной лигатуры содержит, мас. :

Фосфор 8,0 — 9,5

Медь Остальное

3. Электрод поп,1, отл и чаю щи йс я тем, что ферроалюмоциркониевая лигатура содержит, мас. :

Цирконий 15 — 21

Алюминий 19 — 26

Кремний До 3

Железо Остальное

4, Электрод поп.1,отл ич а ю щи йс я тем, что технический фосфид меди содержит, мас. (,:

Фосфор 13-14

Медь Остальное

5. Электрод по п.1, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что в качестве стержня использована проволока из меди, латуни, бронзы.

1625632

Таблица 2

Материал стержня

Состав покрытия

Технологические свойства паяных соединений из латуни

Л63 припоя

Тпаяки, С о а, кгс/см

t, кг/мм

Sаст,,мм

П р и м е ч а н и е. Величина нахлестки составляла 1,2... 1,4 мм, Составитель Л. Абросимова

Редактор О. Юрковецквя Техред М.Моргентал Корректор Т. Палий

Заказ 248 Тираж 509 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101

М1

Л63

БрОЦ 4-3

Б ОФ 65-04

М1

Л63

БрОЦ 4-3

Б ОФ 6,5-04

М1

Л63

БрОЦ 4-3

Б ОФ 6,5-04

М1

Л63

БрОЦ 4-3

Б ОФ 6,5-04

М1

Л63

БрОЦ 4-3

Б ОФ 6,5-0,4

18,1

23,4

23,0

261

31,7

35,3

35,1

31,9

30,8

35,5

33,1

32 7

30,5

33,7

34,2

34,2

21,4

24,7

25,1

25,5

1,3

1,6

1,4

2,3

3,07

2,85

3,12

2,7

3,1

3,0

3,3

2,0

3,0

2,9

2,7

0,9

1,3

1,1

1,2

810

740

730

735

79,5

398,4

397,6

401,3

401 1

415,9

414,4

430,1

427,4

417,2

421,3

431,3

430,0

416,3

417,5

428,8

428,3

352,4

355,1

321,7

331,6