Учебное пособие к лабораторным работам по технологии пайки в авиационном производстве

Table of contents :
Введение
Работа 1. Физические основы пайки. Конструирование и контроль качества соединений
Работа 2. Электромонтажная пайка при производстве электро- и радиоаппаратур! летательных аппаратов
Работа 3. Особенности пайки деталей из жаропрочных сплавов
Работа 4. Пайка металлокерамических узлов
Литература

Citation preview

ГОСУдАFСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО НАРОДНОМУ ОБРАЗОВ\НИЮ МОСКОВ:ЖИЙ ОРДЕНА ЛЕНИНА Й ОРДЕНА ОК'lЯБРЮКОЙ РЕЮШОЦИИ Аm:А.ЦИОННЫЙ ИНСТИТУТ пени. СЕРГО ОРДЖОНИКИДЗЕ

УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ К ЛАБОРАТОРНЫМ РАБОТАМ ПО ТЕХНОЛОГИИ П.АЙКИ В АmАЦИОННОМ П РОИЗ:ООД СТВЕ

П о д редакцией п ро феоо ора Г .П . Фет.и.оова

Утверждено на засед ав.и.и ред сове ЗI октября I988 г.

Мо сква Изд ательс тво I989

МАИ

А I46 (075) У-9!2

УДК 62I.79I.3:629.7.002 (075.8)

Авторы: В.А. Гольцов, В . М. Кру тилин, В.В. С еми н, Р . Г . Та зе тди нов, Г.П. Фе тисов Уче б ное п ос обие к лабора т орньи.t ра ботам п о технол огии пайки в авиа­ ционн ом прои зводс т ве / В А Гольцов, В . М . Крутилин, в.в. Семин, М.: Изд-�о Р . Г. Та зе тдинов, Г . П. Фетис ов; Под ред. Г.П. Фе ти с ова. с ил. : . 56 !989. , МАИ

..

-

-

д лу "Пайка" В уче б ном п ос оби .и к лаборато рным раб от ам п о раз е

к урс а "Те хнология ме таллов " рас смотре!Ш методы и о собе н ности пайки нии неко то рых к о нс трукцио н!ШХ ма те риа.nов, применяемых при и зг отовле с овремен!ШХ ле тате ль 1Шх аmrаратов. Предназнач е но для ст уде н тов в сех с пециальн ос т е й. Ре це нзе н ты: И.М. Троян ов, Ф . В. Шубин

ISBN

5·7ОЗS•О09).8

(V

москов ский авиац.и.ОНIШЙ .инс титут,

! 989

ВВЕдЕНИЕ

Пайка д ов ольн о широко п рим е ня е тся в п рои з в од с тве с оврем е нных л е т а т ель ных аппарат ов, а п ри и зг о т овле нии ЖИДit о с тных реактивных двиг ателе й и приб оров являе тся о с н овным т ехн ол оги ческим п роце с с о м. Она п о зв оля е т за од ну операцию с о едини ть н е ск ольк о д еталей, вх одя-· щих в к о нс т рухцию, п ричем в о мн огих с лучаях э т о д е тали из ра�н о­ р одных т руд но с варивае мьrх ме талл о в . ПаяНЬiе с о еди не ния ин огда им е ют б олее выс ок ие мех анич е ские с в ой с тв а по с равне нию с о с варными с оеди не ниями. В данн ом уче бн ом п о о о бии ра ссмат ри ваются физи че ски е п ро це с с ы,

п ро текающие п ри о б раз ов ании пая ных с о един е ний, эл ект ром о нтажной п айке, а та.RЖе сп о с о бн и ос о б енн о с ти п айки де т але й из жар опр оч ных с плав ов и м е таллокерами че ских узл ов .

Р а б о т а

I . ФИЗИЧЕСКИЕ OCHOW ПАйКИ . КОНСТРУИРОВА.НИЕ И КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА. СОЕDИНЕНИЙ

Це.nь раоотьr - ознSRомать студентов с основsыми. понятиями, от­ с элементами технологии коаотруирова­ ни.я паяннх с оеди не ний , с факторами , :влшшцима на их качество. н о сящим ися R проце с су пайхи.,

ОВЦИЕ С.БщдЕНИЯ

Ооновнне определения

� называется п роце с с образов ави.я сое.цааения с межатомны� ми связями в ре зу.nьт ате нагрева оое.цаяяеwа материалов до темпера­ туры, меньшей температуры ах плавле ния , омачивания их припоем , за­ техания припая в зазор и последупцей его кри с т алли зации . П айха о тн о с и т ся к технологическим процессам получения неразъемных оое.цанен.ий. Вое паяные о ое.цаае ния имеют сле.цующие элементы (рис. I .I ): а - зазор - раоотояаае между соеда�е.мw.ш. поверхностями; CS - паяннй шов - прослойка из припая между оое.цаняемшш по­ ве рхноотЯWJ.; в - галтель - У'l'ОЛIЦение али валик из припо.я вокруг п аян ог о со­ е .цанеаа.я , о браз уuци е о.я п о сле п айu . !Ш!шо! пре,цотавл.яет с о бой частый металл или сплав, вводимый в зазор меж,цу па.яемнм.и деталями, отличапцийоя по составу от паяемых материа.nов, имещай более я.Из:кую теМпературу плавления и обла.цапций опоообноотью омачивать па.яе.мне материаJJН в расплавле нн ом с остоянии. В зависимости от температуры плавления используемых п рипое в ус ло вн о р а з�чают низ к о те мпературную п айку (температура плавления припоев м е ньше 723 К) и выс окотемпературную пайку (температура плавления припоев больше 723 К) . Нагре в деталей и расплавление припоя при пайке можно осущест­ влять ра з лич ННNИ методами. Вое методы нагрева деля т на две 60.nьшие группы : общий нагрев всей детали и меотаый нагрев узкого участка зояы соединения. Общий нагрев производят по!'руzением п а.яемшс деталей в жидкий рип ой, фJlЮО ИЛИ В раЗJIИЧННХ Печ ах, а М60 ТЯЫЙ Нагрев - СОСреДОТОЧеН­ п ЯШIИ иот оч яихаuи тепла: па.я.nьяиком, и ндуктором , газовым пламенем, п рох одящим электричеоuм током, электронЯЬIМ луч ом , лазером, электри­ ческой дугой и сфокусированным свет ом . В основе пайltИ. лежат следующие физичес!Ulе .явления : омачивание , затекание припоя в з аз ор и его кристалли зация . 4

Смачиванием называют явление , в о з никающее при контакте жид­ к о с ти с поверхнос тью твердого тела . Если молекулы жидкости сильнее п ритягиваются к поверхнос ти тверд ого тела , ч ем друг к другу , то жидкость буде т смачивать тело и рас т екаться по поверхности , увели­ чи вая площадь контакта. Если жидкос ть в з аим о де йс т вуе т с твердым телом сравнительно с лабо , то о на не смачивае т тело , а собирается в капли, уменьшая: площадь контакта, и в этом случае п айка не про­ и сходи т .

67-r Рис . I.2. Схем а равновесия сил поверхностного натяжения капли жидкости на поверхности твердого тела

Рис. I. I. Нахле с точное паяное с оеди н ени е : а - зазор; б - паяный шов; в - галт ель

Соотношение сил, обусловливающих см ачив ание и растекание жид­ к ос ти по поверхности твердого те ла , определяется равенством Юнга. Это р авенс тво составлено из условия равновесия в ект оров с ил по­ в ерхнос тн ог о натяже ния в т оч ке на границе т ре х фаз (рис . I.2):

6тr=6,..-т

+

б)Кr COS 8,

б.,,r- поверхнос тное н атяже ние на границе твердое тело - окружаю­ с ре да ; бжr - поверхн остное натяже ние на г ранице жидкость - твер­ д ое тело; fSJRг- п ов ерхн ос т н ое натяже ние на границе жидкос ть окружапцая: среда (воз дух , газовая: среда, вакуум и т . д . ) ; В - угол омачивания (уг о л между плоскостью , касательной к п о верх нос ти при ­ где

щая:

поя у границы омач ив ания , и п ове рхн о с тью металла) . Угол В х арак те ри з ует степень омачивания жидкостью поверхности твердого тела. Е с ли В< 90° (co:i9> О), жидкость омачивает поверх­ ность твердого тела. На прак т ике считается , что угол м е ньше I0-20° свидетельствует о хорошей с мачиваемос ти паяемой п ов ерхнос ти . Пол­ ное смачивание поверхности т в ерд ог о тела происходит при @ О Ccos8= I). Когд а же8>9О0 (cos8