Способ автовакуумной пайки

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Севрюалнстичесних

Рклублес

К АВТОРСКОМУ СВИДНИЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. сеид-ву (5 )М. Кл,з

В 23 К 1/04 (22) Заявлено 150179 (21) 2713317/25-27 с присоединением заявки NP

Гвсудаветвевяый миятет

СССР яв аеааа изобретений я етврмтяй (23) Г3риоритет (53) УДК 621 ° 7®1. .3(083.8) Опубликовано 30.0381. Бюллетень МВ 12

Дата опубликования описания 10. 04. 81 (72) Авторы изобретения

Р

В.В.Ивон, Г.A.Òðêíååâ, A.B.Ïîïîâ, Н.В.Белоусов и Е.Г.Джансыэ (71} Заявитель (54) СПОСОБ АВТОВАКУУМНОИ ПАЛКИ

Изобретение относится к пайке и может быть использовано при автовакуумной пайке крупногабаритных дета- ° лейе

Известен способ автовакуумной пайки, прн котором припой размещают в копильнике, паяемый зазор герметиэируют по наружному контуру и производит нагрев до температуры пайки.

Это способ использует эффект рас.творения в материале деталей газов, находящихся в зазоре и обеспечивает хорошую стабильность свойств паянного.соединения за счет надежного заполнения соединительного зазора жид- !5 ким припоем.

Однако в некоторых случаях даже при достижении вакуума в соединительном зазоре, в нем могут образоватьси газы, сегрегации которых способ- 20 ствуют появлению нор и непропаев в шве паяного соединения. Так, при пай-, ке чугунным припоем еще в процессе нагрева пакета до температуры, при которой происходит растворение кис- 25 порода и азота воздуха паяемыми деталями (1000 -1100 С), а также в начальный период выдержки изделии при этой температуре, s зазоре выделяется СО и СОт. Это объясняется иалн- 30 чием на поверхности заготовки чугун-1 ного припоя свободного графита с + О = СО Ф (1)

СО + С = 2СОФ(2)

С началом расплавления заготовки припоя и в процессе эатекания его s зазор, продолжается образование и выделение СО в условиях вакуума по реакции углерода с кислородом, растворенном в чугуне С1 + 0(= СО

Количество гаэов в эаэоре значительно увеличивается в процессе эатекання расплавленного припоя в зазор в том случае, если в этот момент не достигнут достаточный вакуум. Находящийся в расплавленном чугуне во взвешенном состоянии свободный графит реагирует с кислородом воздуха по реакции (1) и далее с углекислым газом по реакции (2) .

Такая ситуация типична для про-, изводственных условий серийного изготовления крупногабаритных паяных иэделий ° В таких условиях трудно выдержать постоянным оптимальный за зор пайки (0,5-1,0 мм) по всей площади соединяемых поверхностей и ширина зазоров в некоторых местах из-,, делий может достигать 2-3 мм. Увео

816710 личенный при этом объем воздуха в зазоре не успевает раствориться эа время, установленное технологическим циклом.

Угарный и углекислый газы могут обраэовыдуться в зазоре таКже при сгорании различных маслянистых пятен ма поверхности соединяемых деталей, которые в условиях серийного производства встречаются довольно часто.

Кроме того, такие газы, как аргон, углекислый газ и др., попадают в зазор при обварке пакетов под пайку, если при этом применяются сварка в . защитной среде этих газов.

Таким образом, даже при полном 15 растворении кислорода и азота воздуха паяемыми деталями в соединительном зазоре присутствует определенное количество СО, COg, аргона или других газов, которые появились или 2() образовались в зазоре в ходе технологического цикла подготовки и пайки изделия.

Наиболее близким к предлагаемому способу является осуществление автовакуумной пайки с предварительной или сопутствующей откачкой атмосферных газов из полости соединительного зазора с помощью вакуумных насосов

Ы.

Этот способ требует значительных затрат на эксплуатацию дорогостоящих вакуумных насосов. Кроме того, в условиях группового нагрева паяемых иэделий в больших нагревательных пе чах вызывается большой расход соеди" 35 нительных трубок, а процесс герметизации соединительного зазора в условиях серийного производства (при пережиме и заварке конца соединительной трубки), ненадежен. 40

Цель изобретения — улучшение качества паяных изделий.

Поставленная цель достигается тем, что в способе автовакуумной 45 пайки, при котором припой размещают в копильнике паяемый зазор герметиэируют по наружному контуру и произ-. водят нагрев до температуры пайки верхнюю и нижнюю части паяемого эа- 5й вора соединяют дополнительным каналом, создающим возможность вытеснения припоем газов из зазора в копильник.

На чертеже изображен вертикальный ноаеречный разрез паяемого пакета.

Заготовки 1 собраны в пакет с зазором 2. В верхней части зазора выполнены копильник 3, в который поме.щают заготовку 4 припоя, максимально заполняющую полость копильника, : В теле пакета, по сварному шву 5 в 6

:нижней части полости зазора и в верхней части, у копильиика, просверлены сквозные отверстия 6 размер диаметра которых является капиллярными или близким к нему для данного при- 65 поя. Нижнюю часть полости зазора сполостью копильника связывает трубка 7 или несколько трубок,,приваренных в местах эасверловки указанных отверстий вакуум-плотным швом 5, образующих каналы, объем которых значительно меньше объема полости зазора.

Собранную таким образом заготовку нагревают и выдерживают при температуре, не ниже температуры плавления припоя. Соединительный зазор 2 между заготовками 1 заполняется припоем из копильника 3, затекающим в зазор под собственным весом прн нагреве и выдержке заготовок при .температуре плавления припоя. Удаление газов из соединительного зазора 2 проиэводИтся выдавливанием их стекающим припоем, который подобно поршню, вытесняет газы через отверстия 6 по трубке 7 в полость копильника 3. При этом объем полости зазора на несколько порядков больше объема канала в трубке, так что в последних прн нагреве будет создано разрежение и газы беспрепятственно протекают в полость копильника.

Размер отверстий 6 может быть и не капиллярным для взятого припоя, т. е. можно допустить проникновение припоя по трубкам 7 снизу вверх.

П р и и е р. Проводят высокотемпературную автовакуумную пайку биметаллических слябов, композицию которых составляют низколегированная кремнемарганцовистая сталь и среднелегированная хромникельмолибденовая сталь с соотношением слоев (их толщин) 40%+60% соответственно.

Размеры собранного биметалличес.кого пакета 200х900-1400 мм. В качестве припоя применяют серый чугун эвтектического состава по углероду.

Пакеты собирают с зазором 1,5-2,0.мм.

Обварку пакета по периметру проводят полуавтоматической сваркой в среде углекислого газа аустенитной проволокой марки Х20Н9Г7Т.

Использовали заготовку припоя диаметром 60 и длиной 800мм. В нижней части пакетов, в сварных швах, и в верхней части пакетов сверлят ряд отверстий (по 5 шт.) диаметром

1,5 мм. В местах засверловок вакуумплотным швом приваривают трубки из нержавеющей стали диаметром 4 мм, соединяющие полость нижней части зазора с полостью копильника.

Пакеты устанавливают вертикально

s нагревательной печи и подвергают нагреву по следующему термическому циклу: посадка при 1000 С, выдержка после выравнивания температуры 10 ч, подъем до 1180 С, выдержка 30 мин и затем охла.-дение с печью до 600оС.

Микро- и микроструктурный анализ продольных и поперечных темплетов, вырезанных иэ биметаллических паке816710

Составитель Ф.Конопелько

Редактор Е.Спиридонова Техред Л.Пекарь Корректор H.Ñòåö, Заказ НТ471э Тираж Б43 Подписное

ВНИИПИ Государственного ксмитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Фйлйал ППП Патент", г, Ужгород, ул. Проектная, тов, выявляет надежное заполнение зазора припоем. В металле паяного шва не обнаружены поры или непропаи.

Предлагаемый способ автовакуумирования пайки улучшает качество паяного шва, позволяет значительно сократить количество брака (до 4-5В) при производстве биметаллических пакетов, значительно упрощает и удешевляет. производство паяных крупногабаритных изделий.

Формула изобретения

Способ аотовакуумной пайки, при котором припой размещают s копильнике, паяемый зазор герметнзируют по наружному контуру и производят нагрев до температуры пайки, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью улучшения качества пайки, верхнюю .и нижнюю части паяемого зазора соединяют дополнительным каналом, создающим возможность вытеснения припоем газов из зазора в копильник.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Пузырин Л.Г., Бойко Г.А. и, Атрошенко И.Г. Автовакуумная высоко» температурная пайка. Общество "Знание" УССР. Киев, 1975.