Способ бесфлюсовой пайки Советский патент 1976 года по МПК B23K1/04 

поверхности припоя, в условиях плотного сжатия деталей достаточно для смачивания контактирующих поверхностей, что обеспечивает надежное паяное соединение. Жидкость, образующаяся на границах зерен, расположенных в объеме припоя, диффузионно рассасывается вглубь зерен.

Рассмотренная диаграмма состояния соответствует равновесному состоянию сплавов. На самом деле жидкая фаза у сплавов области II появляется на микроучастках при эвтектической температуре из-за неравновесности самого припоя, в котором по границам зерен возможны мнкровыделения эвтектики. Пайка сплавами, легированными несколькими эвтектикообразующими компонентами, принципиально не отличается от приведенного примера.

Применение сложнолегированного и высокопрочного прлпоя, однородного с паяемым материалом, позволяет исключить образование хрупких фаз и получить соединение высокой прочности. Пспользование при пайке алюминиевых сплавов приноя с малым количеством компонентов (в сумме до 10%) позволяет добиться эффекта диффузионного твердения шва, увеличивающего температуру распая деталей. Больщинство таких припоев лежит на диаграммах состояния в области ограниченной растворимости и их можно упрочнять термообработкой, состоящей из закалки и старения.

Предлагаемый способ осуществляется следующим образом. Поверхности соединяемых деталей и припой обрабатывают по принятой технологии, собирают детали, помещая в паяемый зазор фольгу (лист) припоя. Затем детали ожимают с усилием, обеспечивающим хорощий контакт наяемых поверхностей с припоем, нагревают, например, в .вакуумной печи, защитной атмосфере или на воздухе до температуры оплавления границ зерен с образованием жидкой фазы в количестве 0,5-4+30% (в зависимости от площади соединения и состава припоя) и производят выдержку при этой температуре в течение 3-|-20 мин. После выдержки следует охлаждение деталей и, если необходимо - термообработка, упрочняющая основной материал и щов. Температуpai образования указанного количества жидкости в нрипое определяется заранее по диаграмме состояния комнонентов припоя либо путем снятия кривой плавкости, либо металлографически. Эта температура лежит выше 1,01Т солидуса и ниже 0,98Т ликвидуса припоя и зависит от щирины интервала кристаллизации и крутизны линий солидуса и ликвидуса.

Данный способ был опробован при пайке законцовок алюминиевых электрощин. Шины представляют собой набор лент, изготовленных из алюминиевой фольги (АД-1), толщиной 0,15 мм, а в месте законцовки между лентами вставлены прокладки из высокопрочного сплава, содержащего медь, кремний н магний, остальное А1 (интервал кристаллизации сплава 570+640°С). Подготовленные химическим путем детали собирали в приспособления и зажимали в струбцине. Нагрев осуществляли в вакууме 10 мм рт. ст. При нагреве за счет разницы коэффициентов термического расширения алюминиевых сплавов и струбцины происходило сжатие пакета. Нагрев осуществляли до температуры 575-|-600 С. Количество жндкой фазы в припое составляло 10+20% (это определяли зарапее металлографически). После выдержки при этой температуре в течеппе 5 + 30 мни. детали охлаждали.

Эрозия фольговых элементов практически отсутствовала.

Механические испытания стандартных стыковых образцов, спаянных из снлава АД-1 с прослойками из указанного припоя, показали высокую прочность зоны соединения - разрушение образцов нроисходило по основному материалу.

Пайка по предлагаемо.му способу исключает эрозию основного материала и подрезы, расширяет возможность применения высокопрочных припоев, имеющих относительно высокие температуры ликвидуса, снижает эффективную поддержку пайки этими припоями на 20-ЗО С, а также позволяет использовать припой в виде конструкционных элементов без искажения его герметпни (например в виде проставок в электрощинах и т. п.), исключая производимую рапее операцию нанесения припоя на такие конструкционные элементы.

Формула изобретения

Способ бесфлюсовой пайки, преимущественно алюминия и его сплавов, при котором в качестве припоя используют однородный с материалом паяемых деталей сплав и производят нагрев, отличающийся тем, что, с целью повыщения прочности соединения за счет снижения эрозии паяемых деталей, нагрев под пайку производят до температуры ниже 0,98 температуры ликвидуса, но выше 1,01 температуры солидуса припоя, а в качестве припоя используют сплав, образующий жидкую фазу в количестве 0,5-30% 5

SBO 560

иг.1

5ВО620 гС

Pui.2

Saf--. Фиг 3