Способ пайки погружением Советский патент 1977 года по МПК B23K1/08 

Изобретение относится к пайке металлов и norrynpoBoaHViKOB погружением в расплав- припой и может найти применение в машиностроении и приборостроении. Особенно эффективно способ используется в;тех 5 случаях, когда необходимо получение безднффузионного спая, например, при пайке металлов с полупроводниками и т. п.

Известен способ пайки погружением 1J с использованием одйой ванны с расплав- ю пенным припоем, по которому паяемые поверхности изделия Покр ывают защитным покрытием, на паяемые поверхности наносят фпюс, изделие погружают в жидкий припой, нагревают до температуры на ЗО-БО С вы- J5 ше температуры ликвидус припоя, .извлекают издепие йз ванны и охлаждают.

Этот способ имеет следующие существенные недостатки: невозможно паять соедине- ния с некапиппярным и неравномерным по ве- 20 личине паяльным зазором, так как при извлечении изделия из ванны с припоем последний находится в жидком состоянии, он не удерживается в паяльном зазоре капипярными силами и вытекает; сравнительно низкое качество f 25

пайки при использовании припоев, химически взаимодействующих с паяным металлом; так как высокая температура нагрева паяемой поверхности интенсифицирует процессы взаимодействия и способствует образованию хрупких прослоек значительной топшины.

Известен также способ пайки погружением в расппавпенный припой, по которому-на непаяемые поверхности издепия наносят защитное покрытие; нагревают изделие с одновременной очисткой паяемых поверхностей до промежуточной температуры (например, до температуры последующей термообработки погружают изделие в расппавленный припой с температурой, на 1ОО-1 SO выше его температуры ликвидусу нагревают издепие в припое до температуры выше температуры ликвидус припоя на 30-50 Cj извлекают изделие из припоя и охлаждают 1.2|.

Этот способ также обладает сушествеийыми недостатками: невозможно спаять соединение с большим к неравномерным по величине паяльным aasojioM, так как при извлечении изделия из ванны с припоем последний находится в жидком состоянии, не удерживается в зазоре капиллярными силами и вытекает} низкое качество пайки в случае использования припоев химический активных по отношению к паяемому металлу, т.к. высокая температура нагрева издепия ( а спедовательно и паяемых поверхностей) интенсифицирует процесс взаимодействия и способствует образованию проспоек значительной толщины

Целью изобретения является получение качественных паяных соединений при некапиплярных неравномерных паяльных зазорах путем, замораживания припоя в паяемых зазорах до изв11ечения изделий из ванны,

Это достигается тем, что по предпагаемо му способу предварительный- нагрев производят до температуры смачивания, но меньЩе й 0,9 температуры сопидус припоя, а 5iaipeB паяемого узла в расплавленном припое ведут до температуры не выше О,О5 температуры солидус припоя.

Так как изделие перед погружением в расплавленный припой нагрето выше температуры смачивания паяемых поверхностей изделия припоем, то после погружения издеЛИЯ Б расплавпенный припой последний хорошо смачивает паяемые поверхности и растекается по ним, заполняя паяльный зазор. При этом теплота от жидкого припоя нагретоговыше темпералуры пиквидус отводится через паяемые«оверх1юстн в изделие, имеющее температуру ниже температуры затвердевания припоя. Граничные .спои- жидкого припоя в паяльном зазоре затвердевают, происходит намораживание (кристаллУ1зация) па обеих паяемых поверхностях, причем время выдержки издепия в ванне с 1рипоем обеспечивает полное затвердевание припоя в зазоре. При массе издепия, значительно превышающей массу припоя в зазоре, теплоаккумупирующая способ.ность издепия достаточна, чтобы лотить всю теплоту neperpefea и скрытую теплоту кристаплизации припоя в зазоре И полностью его заморозить, В случае, когда масса изделия мала, необходимо применять холодильник, охлаждающий изделие в.расплаве. Холодильником может быть, например, нанесенное-на непаяемую поверхность вещество с температурой кипения , близкой к максимальной температуре нагрева издепия.

Затвердевший припой не вытекает из зазора при извлечении издедия из ванны, что обеспечивает качественную пайку соединений с большими некапиллярными и неравномерными зазорами.

Использование более низких температур нагрева изделия в процессе пайки по предлагаемому способу повышает его энергетическую эффективность по сравнению с известными.

Способ осушествпяется следуйчцим образом.

На непаяемые поверхности изделия наносят защитное покрытие, предотвращающее смачивание; ншревают изделие с одновременной очисткой паяемых поверхностей до температуры выше температуры смачивания и ниже 0,9 температуры солидус припоя (нагрев во флюсе, соли, металле, электролите, печи, в тлеющем разряде и т.п.); погружают изделие в расплавленный припой с температурой выше температуры пиквидус припоя; нш-рев изделия в припое ведут до температуры не выше 0,95 температуры солидус припоя.

При пайке стали в качестве припоя исползовалась бронза марки Вр ОЦС 3-12-5. Образцы собирались с зазорами 2,8 мм, 1,9 мм. Паялись также образцы с переме.нным зазором от 2 до 4 мм на одном образце. Собранные под пайку образцы с указанными зазорами нагревались в расплаве буры с температурой 85О С в течение 25 ми.ч затем погружались в бронзу с температурой 100О°С. Время выдержки в бро.нзе равнялось 3 сек В качестве защитного покрв пия использовался серебристый графит на связке из концентрата сульфитно-спиртовой барды. В результате получены паяные соединения с полностью заполненными зазорами во всех случаях. Па наружных поверхностях покрытий серебристым графитом бронзового слоя кет, не имеется даже капель бронзы.

Предлагаемый способ обеспечивает иопученне качественных паяных соединений при пайке соединений с большими, неравноморными зазорами.

Формула изобретения

Способ пайки погружением, вкяючаюищй нанесение защитнога покрьгтия })а неяаяемые поверхности, :предварительный нагрев нздел 1Я с одновременной очисткой паяемых поверхностей, погруже.ние и нагрев в ванне с расплавленным припоем, о т и и ч аю щ и и с я тем, что, с це)1ью повышения качества соединений при пекапилляр ных неравномерных паяльных зазорах путем замораживанш припоя в зазорах до извлечения изделия из вачны, предварительный нагрев изделий производят до температуры смачивания, но меньшей О;9 темпера1уры солидус припоя, а Нсогрев паяемого узла в расппавленном пршюе ведут до температу5

рь не рдыше О.95 температуры гопилус при-1. Нетрунип И. Е;. .и др. метаапов,

поя.М. Метаплургия, 1973, г. 190

HcTOHJiHKH инф.1рманни, принятыр во вии-2- 11ет{тунин И. В. и лр. Пайка метнппон.

мание при экспертизе:М. МетапПургия, 1973, с. 183, 188-191.

575J83.