загрузка...
загрузка...
На головну

Пайка, історія її розвитку та роль в умовах сучасного виробництва.

  1. Amp; 6. Типологія історичного розвитку суспільства
  2. I РЕГІОНИ проривного розвитку
  3. I. Історія, поширеність ОА.
  4. II. Поняття про вроджені дефекти розвитку (ВДР)
  5. II. Тип циклічного цивілізаційного розвитку (східний тип).
  6. III група - захворювання з аліментарних чинників ризику розвитку патології.
  7. III.1.2) Порядок кримінального судочинства.

Пайка один з найдавніших способів з'єднання матеріалів відомих людству. Багатовікова історія розвитку пайки вказує на високий рівень цього ремесла, що дозволив вирішити багато проблем виробництва предметів домашнього начиння, зброї і особливо прикрас з дорогоцінних матеріалів.

Кілька тисячоліть тому в Римі, Єгипті, Китаї застосовували пайку для виготовлення прикрас і предметів домашнього ужитку. Під час розкопок стародавнього Вавилона були знайдені золоті судини з припаяними ручками, а в древньому Римі були виявлені водопровідні системи з свинцевих труб, паянних олов'яно-свинцевими припоями. Видатні російські вчені-паяльщики (лоцманів С. Н., Петрунин І. Е., Фролов В. П.) вважають, що знаменита шапка Мономаха виготовлена ??з декількох тисяч золотих деталей різної форми і розмірів, з'єднаних між собою пайкою за один цикл нагріву.

Згідно ГОСТ 17325-79, пайка- Процес отримання нероз'ємного з'єднання з міжатомними зв'язками шляхом нагрівання матеріалів, що з'єднуються нижче температури їх плавлення, змочування їх припоєм, затікання припою в зазор і подальшої його кристалізації.

До винаходу електричного зварювання плавленням, пайка, поряд з ковальським зварюванням, була основним технологічним прийомом з'єднання металевих конструкцій. До певної міри електричне зварювання плавленням, з її широкими технологічними можливостями, затримала розвиток пайки з ремесла в сучасний технологічний процес. Лише з розвитком таких галузей промисловості як авіабудування, радіотехніка та електроніка, автомобілебудування і, особливо, ракетно-космічна техніка різко підвищився інтерес і обсяги застосування пайки у виробництві складних конструкцій машинобудування і приладобудування. Її застосування виявилося доцільним, а в деяких випадках єдино можливим при виготовленні цілого ряду деталей і вузлів цих галузей техніки.

Переваги пайки як технологічного процесу і переваги паяних з'єднань обумовлені, головним чином, можливістю формування паяного шва нижче температури автономного плавлення матеріалів, що з'єднуються. При цьому стає можливим загальний нагрів паяемого вузла або виробу до температури пайки. Цими особливостями і визначаються основні переваги пайки в порівнянні з іншими способами з'єднання:

- Здійснювати групову пайку, широку механізацію та автоматизацію, що забезпечують високу продуктивність процесу;

- Отримувати з'єднання деталей в прихованих або малодоступних місцях конструкції, а отже, виготовляти складні конструкції за один прийом, скоротити їх металоємність, підвищити коефіцієнт використання матеріалу;

- Паяти не по контуру, а одночасно по всій поверхні з'єднання, що поряд із забезпеченням високої продуктивності процесу дозволяє широко варіювати міцність з'єднань;

- Обмежуватися при пайку на порядок меншим тиском, ніж при зварюванні тиском у твердій фазі, коли для з'єднання деталей необхідний безпосередній їх контакт. При пайку фізико-хімічний контакт деталей забезпечується при змочуванні і заповненні зазору припоєм, а тиск необхідно лише для збереження зазору, компенсації усадки припою і видавлювання зайвої рідкої фази;

- З'єднувати різнорідні металеві та неметалеві матеріали і з великою разностенность, т. Е. Забезпечити універсальність процесу;

- Вибирати температуру пайки в залежності від необхідності збереження механічних властивостей матеріалів у виробі, для суміщення нагріву під пайку і термічну обробку і для виконання ступінчастою пайки;

- Запобігти розвитку значних термічних деформацій і забезпечити отримання виробів без порушення його форми і розмірів, т. Е. З високою прецизійні;

- В умовах формування паяних швів при змочуванні і растекании припою по паяемому матеріалу забезпечувати високу плавність галтелів, а отже, високу міцність, надійність і довговічність в умовах вібраційних і знакозмінних навантажень;

- Роз'єднувати деталі і вузли шляхом їх розпаювання нижче температури автономного плавлення паяемого матеріалу і ремонтувати вироби в польових умовах.

Ці переваги набувають особливого значення в умовах різкого підвищення цін на конструкційні і технологічні матеріали. Широке застосування пайки, при раціональному конструюванні машин і приладів, дозволяє широко застосовувати прогресивні технології виготовлення деталей, що з'єднуються (штампування, лиття, пресування порошку) з високим коефіцієнтом використання, матеріалу і найбільш повно використовувати фізико-хімічні та механічні властивості конструкційних матеріалів.

Разом з тим, застосування при пайку припоев, більш легкоплавких, ніж паяемий матеріал, і тому часто менш міцних, обумовлює ряд традиційних недоліків паяних з'єднань:

- Неравнопрочность паяного шва з паяемим матеріалом при статичних випробуваннях на розрив, причиною чого є більш низька міцність і пластичність більшості припоїв в порівнянні з паяемим металом (рис. 1), лита структура в шві, висока хімічна спорідненість компонентів припоїв з основою або компонентами паяемого матеріалу , що приводить до зростання прошарків хімічних сполук, розвиток в паяних з'єднань дифузійної пористості, слабка активність газових середовищ і флюсів при температурі пайки, нетехнологічність конструкції паяються з'єднань і виробів, розвиток залишкових паяльних напружень в елементах і паяних з'єднаннях і ін., що накладає обмеження на застосування пайки в високонавантажених конструкціях;

Т1 - Температура плавлення припою, Т2 - Температура плавлення паяемого металла.Для більшості систем: ?в1) в(Т2), Де ?в1) - Межа міцності припою, ?в2) - Межа міцності паяється.

Мал. 1. Умовна залежність міцності металів
 від їх температури плавлення

- Необхідність точного складання з малими зазорами, що здорожує собівартість вузлів і виробів;

- Застосування в припоях дорогих і дефіцитних металів.

Ці недоліки паяних з'єднань в багатьох випадках можуть бути усунені при використанні нових прогресивних способів пайки і нових паяльних матеріалів.

Потенційні можливості підвищення міцності паяних швів досить великі в зв'язку з малим обсягом литого металу в паяних з'єднань, розвитком нових способів пайки і в першу чергу дифузійної пайки, при якій забезпечується равнопрочность паяних швів і паяемого матеріалу, в тому числі і в стикових з'єднаннях, досягненнями в області інтерметалідних зміцнення сплавів в литому стані спеціальним легированием і термообробкою. З'явилися в останні роки можливості в області підвищення пластичності і міцності припоев до значень, близьких до теоретичних при відсутності в них ликвации і зерен в результаті швидкого охолодження і кристалізації або кристалізації в умовах відсутності гравітації (в космосі), вказують на принципову можливість підвищення міцності шва також шляхом створення певних умов охолодження.

Крім того, істотне значення на міцність паяних з'єднання надає конструкція стику, так завдяки застосуванню раціональних сполучень паяються матеріалів і припоїв і використання конструкцій з оптимальною площею нахлестки надійність паяних з'єднань для літаків в 4 рази вище, а для космічних апаратів в 25 разів вище, ніж зварних .

Використання металлокерамической пайки композиційними припоями, при якій можлива складання та паяння з некапіллярние зазорами, дозволяє знизити вимоги до точності виготовлення заготовок і складання їх під пайку.

У свою чергу, при контактно-реактивної пайку, при якій припой утвориться в результаті контактно-реактивного плавлення, може бути різко знижений витрата дорогих і дефіцитних металів.

В даний час важко уявити собі якусь галузь промисловості, де в тій чи іншій мірі не застосовувалася б пайка. До виробів, що виготовляються в різних галузях машинобудування та приладобудування, відноситься різні теплообмінні апарати, трубопроводи, електродвигуни, вузли та деталі реактивних двигунів і двигунів внутрішнього згоряння, бездротових мереж, шаруваті панелі і оболонки, друковані плати та гібридні схеми, сантехнічне та опалювальне обладнання, ріжучі та обмірні інструменти, консервні банки та багато іншого.

Розвиток техніки призвело до необхідності застосування в конструкції машин і приладів нових металів і сплавів: високоактивних (титан, цирконій), легких (алюміній, берилій, магній), тугоплавких (вольфрам, молібден, ніобій), жароміцних (нікелеві, кобальтові, залізні сплави) , дорогоцінних (золото, срібло, платина), композитних матеріалів, а так само різних неметалічних матеріалів - керамік, графіту, напівпровідників, скла і т.д. Технології пайки таких матеріалів, як в однорідних, так і в різнорідних поєднаннях забезпечують міцність, корозійні, електричні та інші характеристики із заданою надійністю, довговічністю, ремонтопридатністю в умовах експлуатації.

На малюнку 2 приведені деякі представники машинобудівних конструкцій виготовлених пайкою.

Мал. 2. Паяні конструкції.

Дисципліна «Теоретичні основи пайки» є першою в спеціалізації «Обладнання і технологія пайки», і має на меті сформувати у студентів комплекс знань і умінь для обгрунтування і вибору найбільш ефективних інженерних рішень в області паяльного виробництва.

У навчальному посібнику широко використані результати наукових досліджень, виконаних під керівництвом Перевезенцева Б. Н. на кафедрі «Обладнання і технологія пайки» »аспірантами і співробітниками Соколової Н. М., Краснопевцева А. Ю., Уполовніковим Ю. М., Уполовніковой Г. Н., Федоровим А. Л., Шашкін О. В., Тюнін Ю. М. та ін.



1   2   3   4   5   6

Технологічна класифікація способів пайки | Технологічні і допоміжні матеріали при пайку | Допоміжні матеріали при пайку і їх класифікація. |

загрузка...
© um.co.ua - учбові матеріали та реферати