Способ пайки материалов

(51) СУДАРСТВЕПО ДЕЛАМ БРЕ СТВУ 27 Бюл.рин икий го.Диаман арствен 3(088.8)кий А.И.М.:Маши142.свидетельВ 23 К айка алю нострое ство СССР/2 С,е НЫЙ НОМИТЕТ СССРОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬПИЙ ОПИСАНИЕ И Н АВТОРСКОМУ СВИДЕ(54) (57) СПОСОБ ПАЙКИ МАТЕРИАЛОВ,включающий нанесение покрытия на паяемую поверхность, размещение припояи нагрев до температуры пайки, о т -л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью снижения энергозатрат и упрощения технологии, нанесение покрытияосуществляют разложением соли азотистоводородной кислоты при воздействии на нее тепловьм или световымпотоком.118Изобретение относится к пайке иможет быть использовано при пайкеизделий и конструкций из алюминия иего сплавов, граАита, титана и меррита. 5Целью изобретения является снижение энергозатрат и упрощение технологии пайки.Нанесение покрытия осуществляютразложением соли азотистоводородной 1 Окислоты при воздействии на нее тепловым или световым потоком,В результате быстрой реакции разложения образуется металл, который,разрушая окисную пленку, частично 5диффундирует в поверхностный слой паяемого материала и образует с нимпрочное соединение. Количество наносимой соли азотистоводородной кислоты - азида металла (АМ) выбирается 20из условия максимальной энергии, выделяемой при разложении АМ и достаточной для разрушения окисной пленки на поверхности алюминия. Принимаяза минимальное количество АМ с максимальной энергией разложения (азидртути, 141 ккал/моль) и максимальноеколичество АМ с минимальной энергией разложения (азид стронция;1,7 ккал/моль), получим выражениедля расчета веса навески АМш = (0,15 - 0,30) М/С,кг/м" .Уменьшение количества АМ нижерасчетного приводит к появлению непропаев в паяном соединении, а увеличение количества АМ от расчетного не оказывает существенного влияния на качество паяных соединений, но приводит к перерасходу материала.Способ осуществляется следующим образом. Вблизи участка паяемой детали на расстоянии 0,5 - 1 см помещают навеску азида соответствующего металла, преимущественно .хорошо паяемого, в виде порошка в количествах (0,15 - 0,30) М/Я кг/м и проводят инициирование быстрой реакции разложения путем поджигания от нагретого паяльни-,ка 190 - 500 С или от импульса света лазера (ЛЖИ - 403) с энергией 1 5 дж/см . 1800З а счет выделяющейся энергии отбыстрой реакции разложения АМ, которая передается атомом металла продукту разложения, происходит проникновение их в паяемый материал на глубину минимум 1 мкм (проверено на электронограйе), что превьшает толщину окисной пленки (2 - 10- мкм). Таким образом, создается переходный слой металла и разрушается окисная пленка. Газообразный продукт реакции разложения АМ - азот является инертным газом, который не производит дополнительного загрязнения поверхности.После указанной обработки проводится пайка любым припоем по существующей для выбранного припоя технологии Так, например, при пайке оловянно- свинцовыми припоями проводят нагрев детали до температуры плавления этих припоев (199 - 340 С) и используют для этих целей паяльник или подобные нагревательные устройства.Таким образом, вся операция пайки занимает практически несколько минут и этим обеспечивается экспрессность технологического процесса, Применение низкотемпературных припоев позволяет снизить температурный интервал пайки. ля оловянно-свинцовых припоев этот интервал составляет от 190 (для припоя марки ПОС 61) до 340 С (для ППАМКл 45). Поскольку температурный интервал в этом случае совпадает с температурным интервалом инициирования АМ, то технологически удобно проводить инициирование теплом, используя устройства для пайки (паяльник, газовая горелка и т.д.) .Способ был опробован на пайке алюминниевых и дюралюминиевых пластин толщиной 1 мм с длиной паяемого шва до 10 см, титана с медью, графитовых стержней с медными и стальными пластинами, никель-цинковых и никель-марганцевых ерритов, В качестве АМ использовались азиды серебра и меди, а в качестве припоев служили оловянно- свинцовые припон. Во всех случаях время, затрачиваемое на получение паяного соединения, не превышало 2 5 мин. Свойства паяного соединения представлены в таблице.О, 016О, 0080,12 Азид меди Феррит(1000 нм) НепропайХорошее 50 - 120 160 - 170 170 - 180 170 - 180 100 - 120 0,015 0,030 0,045 0,060 0,30 Азидсеребра Азид меди 110 - 130 80 - 100 50 - 80 20 - 30 40 - 50 О, 016 0,030 0,0160,008 0,16 Феррит (200 нм) АзидсеребраАзидмеди ности ферритаХорошее 250 100 250 220 50 220 0,030 0,015 0,3600,016 0,008 0,192 0,030 Азидсеребра Медь - .титан Хорошее1113 Медь -титан Азид меди Алюминий Азидсеребра 0,045 0,060 Азид меди 1,2 0,016 Использование предлагаемого способа пайки позволяет повысить экспрессность технологического процесса пай ки; понизить температуру пайки, так как предоставляется возможность применения припоев с низкой темпераХорошееНепрокалРазрушение поверхности графитаХорошееНепрокалРазрушение поверхности графита.ХорошееНепрокалРазрушение поверхности графитаХорошееНепрокалРазрушение поверхности графита и Растрескивание поверхности ферритаХорошееХорошее1 НепропайРастрескивание поверх" Глубина проникновения,мкм11,5 турой плавления, а также снизить энергозатраты. Способ не требует специальных устройств и дорогостоящего вакуумного оборудования, что позволяет применять его в технологии, использующей робототехнику.