Влияние температуры пайки на качество шва
При повышении температуры могут происходить структурные изменения материала за счет выделения эвтектических, карбидных и других составляющих, а также укрупнения зерна сплава. Это может привести к снижению механических или коррозионных свойств шва. Даже при пайке легкоплавкими припоями перегрев шва может сказаться на качестве соединения.
Так, при пайке алюминиевого сплава Д16Т оловянно-цинковым припоем с температурой плавления 198гр. в интервале температур 200-300гр. предел прочности шва может изменяться от 10,2 кг/мм*2, при этом максимальное значение достигается при температуре пайки, равной 225гр. Зависимость прочности паяных соединений от температуры пайки показана ниже.
Температура пайки, гр.: 200 225 250 275 300
Предел прочности шва, кг/мм*2: 14,2 15,1 14,7 11,3 10,2
Примечание. Основной металл -закаленный и естественно состаренный сплав Д16Т. Припой – сплав, состоящий из 90% олова и 10% цинка с температурой плавления 198гр. Пайка производилась ультразвуковым паяльником.
Еще больше сказывается перегрев при пайке сталей, особенно закаленных. Нагрев закаленных сталей в процессе пайки выше температуры высокого отпуска (650-670гр.) резко снижает их прочность. Поэтому в таких случаях применяют твердые припои, имеющие по возможности низкую температуру пайки.
Высокая температура нагрева при пайке может вызвать выгорание легирующих компонентов основного материала (например, углерода в стали при пайке в газовых средах). Это приводит к снижению механических свойств соединения.
При высоком нагреве может произойти изменение химического состава припоя. Припой часто содержит компоненты, которые в процессе пайки легко испаряются, вследствие чего также снижается качество соединения (например, испарение цинка в медноцинковых или серебряных припоях).
Чем выше температура нагрева, тем дороже обходится процесс пайки. Более выгодной является пайка при низких температурах. Однако недостаточный нагрев при пайке может не обеспечить нужное качество соединения. Учитывая все вышеизложенные рассуждения, температуру пайки обычно устанавливают таким образом, чтобы она превышала температуру плавления припоя только на 25-50гр.
Следует отметить, что не обязательно доводить температуру пайки до максимально допустимого ее значения. В ряде случаев целесообразно осуществить пайку при более низкой температуре. Некоторые припои хорошо заполняют капилляры и обеспечивают достаточное растекание уже при температуре, несколько превышающей температуру солидуса, если жидкой фазы содержится примерно 80%. К таким припоям относятся, в сплавы на основе Сu-Аg-P.
Так, например, пайка припоем ПСр Ф2-5 может быть осуществлена при температуре 685гр., хотя полное расплавление припоя происходит при температуре 900гр. Очевидно, нет необходимости в данном случае нагревать деталь до температуры ликвидуса, когда пайка может быть осуществлена уже при более низкой температуре.