книги / Справочник по пайке
..pdfпо
ПАЙКЕ
Под редакцией И.Е. Петрунина
Издание третье, переработанное и дополненное
МОСКВА “МАШИНОСТРОЕНИЕ” 2003 ИЗДАТЕЛЬСТВО “МАШИНОСТРОЕНИЕ-1”
УДК 621.791.3(035) ББК 30.616
С74
Авторы: Петрунин И. Е., Березников Ю. И., Бунькина Р. Р., Ильина И. И., Маркова И. Ю., Киселев И. И., Николаев Г. А., Новосадов В. С., Орлова В. В., Парфёнов А. Н., Пашков И. Н., Семёнов В. Н., Фролов В. П., Шеин Ю. Ф.
Справочник по пайке / Под ред. И. Е. Петрунина. 3-е изд., С74 перераб. и доп. М.: Машиностроение, 2003. 480 с.; ил.
Рассмотрены физико-химические процессы и способы пайки, припои и паяльные смеси, флюсы и газовые среды, оборудование, технологическая оснастка, особенности пайки метал лов и неметаллических материалов. Приведены сведения о подготовке поверхности к пайке, конструировании и прочности соединений, проектировании, технологии, контроле качества пайки и основы нормирования паяльных работ.
3-е издание (2-е изд. 1984 г.) переработано в соответствии с новыми стандартами и тре бованиями современной технологии пайки, дополнено современными отечественными и за рубежными припоями, материалами по оборудованию и производству крупногабаритных стальных конструкций пайкой, сведениями по нормированию пайки; приведен подробный перечень нормативной документации.
Для инженерно-технических работников, занимающихся пайкой в различных отраслях промышленности.
УДК 621.791.3(035) ББК 30.616
ISBN 5-217-03167-0 |
© Издательство «Машиностроение - 1», 2003 |
ISBN 5-94275-047-5 |
|
Введение (И К Петрунин)......................... |
|
|
|
6 |
||
Глава 1. Основы физико-химических |
|
|||||
процессов пайки (И. Е. Петру |
|
|||||
нин) |
|
|
|
|
|
8 |
Процессы формирования |
пая |
|
||||
ного соединения |
|
|
|
8 |
||
Эффект |
сфероидизации и |
поро |
|
|||
образование в шве при пайке |
20 |
|||||
Список литературы....................... |
|
|
21 |
|||
Глава 2. Способы пайки {В. С. Ново- |
|
|||||
садов) |
|
|
|
|
|
22 |
Капиллярная пайка........................ |
|
|
22 |
|||
Контактно-реактивная пайка..... |
27 |
|||||
Адгезионная пайка........................ |
|
|
31 |
|||
Реактивно-флюсовая пайка |
.......... |
33 |
||||
Диффузионная пайка.................... |
|
|
34 |
|||
Некапиллярная пайка.................... |
|
|
36 |
|||
Композиционная пайка............... |
|
37 |
||||
Список литературы |
|
|
40 |
|||
Глава 3. Припои и паяльные смеси |
|
|||||
(И. Н. Пашков, И. И. Ильина, |
|
|||||
В. В. Орлова) |
|
|
|
|
41 |
|
iПрипои на медной основе |
|
41 |
||||
Медь |
|
|
|
|
41 |
|
Медно-цинковые припои |
|
42 |
||||
Медно-никелевые припои |
47 |
|||||
Медно-фосфорные припои |
52 |
|||||
Медно-германиевые припои |
57 |
|||||
Припои, |
содержащие |
драгоцен |
|
|||
ные металлы |
|
|
|
|
57 |
|
Серебряные припои |
|
|
57 |
|||
Палладиевые припои............ |
|
63 |
||||
Золотые припои...................... |
|
|
66 |
|||
Платиновые припои |
|
|
68 |
|||
Заменители |
серебряных |
и зо |
|
|||
лотых припоев |
|
|
|
70 |
||
Жаропрочные |
и |
коррозионно- |
|
|||
стойкие |
припои |
на |
никелевой |
|
||
основе |
|
|
|
|
|
73 |
Припои на основе железа........ |
77 |
|||||
Марганцевые припои |
|
78 |
||||
Титановые припои |
|
|
79 |
|||
Алюминиевые припои............. |
|
81 |
||||
Магниевые припои.................. |
|
|
83 |
|||
Оловянно-свинцовые припои |
84 |
|||||
Свинцовые припои.................. |
|
|
89 |
Индиевые, цинковые, |
кадмие |
вые, висмутовые и |
галлиевые |
припои |
90 |
Порошковые, композиционные и |
|
пастообразные припои |
96 |
Список литературы |
98 |
Глава 4. Флюсы и газовые среды
(А. Н. Парфенов, Р. Р. Бунькина) |
99 |
||||||
Природа флюсов и их классифи |
|
||||||
кация ............................................... |
|
|
|
|
|
|
99 |
Флюсы |
для |
высокотемператур |
|
||||
ной пайки........................................ |
|
|
|
|
|
100 |
|
Флюсы для пайки черных и |
|
||||||
цветных металлов |
|
|
100 |
||||
Флюсы для пайки алюминия и |
|
||||||
его сплавов |
|
|
|
|
105 |
||
Флюсы для |
пайки |
магниевых |
|
||||
сплавов |
|
|
|
|
|
110 |
|
Флюсы для пайки титана и его |
|
||||||
сплавов |
|
|
|
|
|
112 |
|
Способы приготовления и нане |
|
||||||
сения флюсов................................. |
|
|
|
|
113 |
||
Флюсы |
для |
|
высокотемпера |
|
|||
турной пайки черных и цвет |
|
||||||
ных металлов |
|
|
|
113 |
|||
Флюсы для |
пайки |
алюминия, |
|
||||
магния, титана и их сплавов |
114 |
||||||
Удаление остатков флюса после |
|
||||||
пайки............................................... |
|
|
|
|
|
|
114 |
Флюсы для низкотемпературной |
|
||||||
пайки............................................... |
|
|
|
|
|
|
114 |
Флюсы |
на основе |
органических |
|
||||
соединений..................................... |
|
|
|
|
|
118 |
|
Системные |
флюсы |
и |
паяльные |
|
|||
пасты для |
низкотемпературной |
|
|||||
пайки............................................. |
|
|
|
|
|
|
132 |
Способы приготовления и нане |
|
||||||
сения флюсов для низкотемпера |
|
||||||
турной пайки................................ |
|
|
|
|
138 |
||
Газовые |
среды, |
используемые |
|
||||
припайке |
|
|
|
|
|
139 |
|
Восстановительные |
газовые |
|
|||||
среды |
|
|
|
|
|
139 |
|
Активированные газовые |
сре |
|
|||||
ды |
|
|
|
|
|
|
141 |
Инертные и |
нейтральные |
га |
|
||||
зовые среды |
|
|
|
|
142 |
||
Пайка в вакууме и парах легко |
|
||||||
испаряемых металлов................. |
|
|
143 |
||||
Список литературы....................... |
|
|
144 |
Глава |
§. Отечественное оборудование |
|||||||||
|
для пайки (Ю. Я. Березников) |
146 |
||||||||
|
Печи |
|
|
|
|
|
|
|
146 |
|
|
Оборудование для индукционной |
|||||||||
|
пайки |
|
|
|
|
|
|
|
178 |
|
|
Оборудование для |
пайки |
погру |
|||||||
|
жением ............................................ |
|
|
|
|
|
|
|
190 |
|
|
Установки для пайки электросо |
|||||||||
|
противлением |
|
|
|
|
|
195 |
|||
|
Установки для пайки концентри |
|||||||||
|
рованными |
источниками |
энер |
|||||||
|
гии .................................................... |
|
|
|
|
|
|
|
199 |
|
|
Оборудование |
для |
газопламен |
|||||||
|
ной пайки........................................ |
|
|
|
|
|
|
206 |
||
|
Паяльники....................................... |
|
|
|
|
|
|
219 |
||
|
Контрольно-измерительная и ре |
|||||||||
|
гулирующая аппаратура............. |
|
|
222 |
||||||
|
Системы |
управления и |
ренова |
|||||||
|
ция электропечей и установок |
224 |
||||||||
|
Список литературы....................... |
|
|
|
232 |
|||||
Глава |
6. |
Подготовка |
поверхности |
к |
||||||
|
пайке. Сборка изделий. Приспо |
|||||||||
|
собления для пайки (Я |
Ю. Мар |
||||||||
|
кова) ............................................... |
|
|
|
|
|
|
|
234 |
|
|
Очистка |
поверхности |
металлов |
|||||||
|
под пайку |
|
|
|
|
|
|
234 |
||
|
Предварительное нанесение |
ме |
||||||||
|
таллических покрытий |
|
|
|
250 |
|||||
|
Сборка под пайку и нанесение |
|||||||||
|
припоя |
|
|
|
|
|
|
|
254 |
|
|
Приспособления для пайки |
|
254 |
|||||||
|
Список литературы....................... |
|
|
|
260 |
|||||
Глава |
7. |
Технологический |
процесс |
|||||||
|
пайки |
металлических |
|
мате |
||||||
|
риалов (Ю. Ф. Шеин) |
|
|
|
261 |
|||||
|
Пайка сталей и сплавов............... |
|
|
|
261 |
|||||
|
|
Пайка углеродистых |
и низко |
|||||||
|
|
легированных сталей |
|
|
261 |
|||||
|
|
Пайка |
коррозионно-стойких |
|||||||
|
|
сталей |
|
|
|
|
|
|
263 |
|
|
|
Пайка жаропрочных сталей и |
||||||||
|
|
сплавов................................... |
|
|
|
|
|
267 |
||
|
|
Пайка |
инструментальных |
ста |
||||||
|
|
лей |
|
|
|
|
|
|
|
270 |
|
Пайка спеченных твердых |
спла |
||||||||
|
вов |
|
|
|
|
|
|
|
272 |
|
|
Пайка чугуна |
|
|
|
|
|
274 |
|||
|
Пайка меди и ее сплавов............ |
|
|
275 |
||||||
|
|
Пайка латуней |
....................... |
|
|
|
277 |
|||
|
|
Пайка бронз |
|
|
|
|
278 |
Пайка никеля и его сплавов....... |
278 |
||||
Пайка титана и его сплавов |
|
281 |
|||
Пайка молибдена......................... |
|
|
284 |
||
Пайка ниобия и его сплавов........ |
285 |
||||
Пайка вольфрама.......................... |
|
|
286 |
||
Пайка циркония |
|
|
287 |
||
Пайка тантала............................... |
|
|
|
289 |
|
Пайка бериллия |
|
|
290 |
||
Пайка алюминия и его сплавов |
291 |
||||
Пайка магниевых сплавов........... |
|
296 |
|||
Список литературы....................... |
|
|
299 |
||
Глава 8. Пайка полупроводников, гра |
|
||||
фита |
и других неметалличе |
|
|||
ских материалов (Я. Е. Петру- |
|
||||
нин, Я. Ю. Маркова) |
|
|
300 |
||
Пайка полупроводников |
|
300 |
|||
Пайка графита со сталями |
|
302 |
|||
Пайка металла со стеклом |
|
309 |
|||
Пайка ситалла, феррита, сапфира |
|
||||
с металлами |
|
|
|
312 |
|
Пайка металла с керамикой |
|
313 |
|||
Пайка углерод-углеродистых ком |
|
||||
позиционных материалов |
|
315 |
|||
Список литературы |
|
|
317 |
||
Глава 9. Прочность паяных соедине |
|
||||
ний (Г А. Николаев, Я |
Я. Киселев) |
318 |
|||
Концентрация |
напряжений |
в па |
|
||
яных соединениях |
|
|
318 |
||
Прочность паяных соединений |
320 |
||||
Пластические |
свойства паяного |
|
|||
ш ва................................................... |
|
|
|
|
327 |
Допускаемые напряжения в пая |
|
||||
ных соединениях.......................... |
|
|
328 |
||
Глава 10. Пайка в поточном производ |
|
||||
стве крупногабаритных |
сталь |
|
|||
ных конструкций (Я |
Е. Петру- |
|
|||
нин) |
|
|
|
|
329 |
Пайка |
стыков |
трубчатых |
опор |
|
|
ВЛ электропередачи (в экспорт |
|
||||
ном исполнении) |
|
|
330 |
||
Пайка |
стыков |
труб |
тепловых |
|
|
электростанций |
|
|
332 |
||
Пайка стыков бурильных труб |
334 |
||||
Пайка |
стыков |
обсадных |
труб |
|
|
нефтяных и газовых скважин |
336 |
||||
Пайка |
стыков |
труб магистраль |
|
||
ных трубопроводов...................... |
|
|
336 |
|
Производство |
паяных |
решетча |
|
|||||
|
тых опор линий электропередачи |
337 |
|||||||
|
Список литературы |
|
|
339 |
|||||
Глава |
11. |
Жидкометаллическое |
ох |
|
|||||
|
рупчивание |
и прочность |
при |
|
|||||
|
пайке однородных и разнород |
|
|||||||
|
ных |
|
металлов |
и |
сплавов |
|
|||
|
(В. Н. Семенов) |
|
|
|
340 |
||||
|
Общее представление о характе |
|
|||||||
|
ре |
совершенствования |
паяных |
|
|||||
|
конструкций ЖРД |
|
|
|
340 |
||||
|
Природа |
изменения механиче |
|
||||||
|
ских |
свойств |
твердых |
металли |
|
||||
|
ческих тел в контакте с жидкими |
|
|||||||
|
средами |
|
|
|
|
|
342 |
||
|
Влияние |
технологических |
фак |
|
|||||
|
торов |
на механические |
свойства |
|
|||||
|
материалов |
|
|
|
|
347 |
|||
|
Контактное влияние меди и се |
|
|||||||
|
ребра на механические свойства |
|
|||||||
|
сплава |
ХН67ВМТЮ |
и стали |
|
|||||
|
06Х15Н6МВФБШ |
|
|
|
349 |
||||
|
Одновременное |
влияние |
трех |
|
|||||
|
факторов (размера зерна, толщи |
|
|||||||
|
ны никелевого покрытия и хими |
|
|||||||
|
ческого состава припоя Cu-Ag) |
|
|||||||
|
на механические свойства сплава |
|
|||||||
|
ХН67ВМТЮ |
|
|
|
|
351 |
|||
|
Определение |
снижения |
прочно |
|
|||||
|
сти материалов с трещиной |
|
352 |
||||||
|
Расчетная |
оценка |
напряжений в |
|
|||||
|
паяемой паре |
|
|
|
|
354 |
|||
|
Механизм |
разрушения |
материа |
|
|||||
|
лов при пайке |
|
|
|
|
357 |
|||
|
Расчет давления рабочего газа в |
|
|||||||
|
объеме печи для поджагия (вы |
|
|||||||
|
бора зазора) паяемых деталей |
365 |
|||||||
|
Оптимизация |
химического |
со |
|
|||||
|
става припоя и прочности паяно |
|
|||||||
|
го соединения |
|
|
|
|
368 |
|||
|
Список литературы |
|
|
376 |
|||||
Глава |
12. |
Проектирование |
техноло |
|
|||||
|
гического |
процесса |
пайки |
|
|||||
|
(В. II. Фролов) |
|
|
|
|
378 |
|||
|
Элементы математической модели |
|
|||||||
|
технологического процесса пайки |
378 |
|||||||
|
Задачи и принципы технологиче |
|
|||||||
|
скою проектирования |
|
|
398 |
|||||
|
Список литературы |
|
|
399 |
Глава |
13. Структура и свойства пая |
|
||||||
|
ных соединений (И. Е. Петру |
|
||||||
|
нин, И. Ю. Маркова) |
|
|
401 |
||||
|
Факторы, влияющие на структуру |
|
||||||
|
и свойства паяных соединений |
401 |
||||||
|
Методы исследования структуры |
|
||||||
|
и свойств паяных соединений |
405 |
||||||
|
Список литературы |
|
|
|
418 |
|||
Глава 14. Контроль |
качества пайки |
|
||||||
|
(И. Е. Петрунин, И. Ю. Маркова) |
419 |
||||||
|
Дефекты паяных соединений |
|
419 |
|||||
|
Способы контроля |
качества пая |
|
|||||
|
ных изделий |
|
|
|
|
420 |
||
|
Список литературы |
|
|
|
433 |
|||
Глава15. Основы |
|
нормирования |
|
|||||
|
паяльных |
работ {И. Е. Петру |
|
|||||
|
нин, И.Ю. Маркова) |
|
|
|
434 |
|||
|
Пути экономии припоев |
|
442 |
|||||
|
Список литературы |
|
|
|
447 |
|||
Глава |
16. Экологическая безопасность, |
|
||||||
|
производственная |
санитария и |
|
|||||
|
охрана труда (И. Е. Петрунин, |
|
||||||
|
И. Ю. Маркова) |
|
|
|
448 |
|||
|
Требования |
к |
технологическим |
|
||||
|
процессам |
|
|
|
|
|
451 |
|
|
Рабочее место паяльщика |
|
452 |
|||||
|
Техника безопасности |
при |
экс |
|
||||
|
плуатации оборудования |
|
454 |
|||||
|
Техника безопасности |
при |
про |
|
||||
|
изводстве припоев, флюсов и вы |
|
||||||
|
полнении паяльных работ |
|
454 |
|||||
|
Меры |
безопасности |
при |
кон |
|
|||
|
тактной пайке |
электросопротив |
|
|||||
|
лением |
|
|
|
|
|
457 |
|
|
Меры безопасности при пайке в |
|
||||||
|
электропечах |
|
|
|
|
457 |
||
|
Меры |
безопасности |
при индук |
|
||||
|
ционной пайке |
|
|
|
|
458 |
||
|
Меры безопасности |
при термит |
|
|||||
|
ной пайке |
|
|
|
|
|
458 |
|
|
Меры |
безопасности |
при ультра |
|
||||
|
звуковой, электронно-лучевой и |
|
||||||
|
лазерной пайке |
|
|
|
|
459 |
||
|
Список литературы |
|
|
|
461 |
|||
Глава |
17. Перечень нормативных до |
|
||||||
|
кументов {И. Ю. Маркова) |
|
462 |
|||||
Предметный указатель |
|
|
|
472 |
В условиях складывающихся в со временной России рыночных отношений, при которых превалирование на рынке товаров определяется в конечном счете реализацией накопленных знаний в науч но-техническом и хозяйственном обороте, особую роль приобретает информация как одно из важнейших средств интенсифика ции общественного производства. В этих условиях эффективность и результатив ность достигаются там, где своевременно обеспечена научно-техническая информа ция и созданы условия для ее реализации в практику производства.
Приоритетные направления научнотехнического прогресса, особенно в новой технике, неизменно связаны с применени ем пайки как передового, надежного и высокопроизводительного технологиче ского процесса.
Пайка - физико-химический процесс получения соединения в результате взаи модействия твердого паяемого и жидкого присадочного металлов соединяемых де талей.
Пайка имеет сходство со сваркой плавлением, но между ними имеются принципиальные различия. Если при свар ке основной и присадочный материалы находятся в сварочной ванне в расплав ленном состоянии, то при пайке паяемый материал не плавится. Формирование шва при пайке происходит путем заполнения припоем зазора между соединяемыми де талями, т.е. процесс пайки связан со сма чиванием и капиллярным течением, что не имеет места при сварке плавлением. В отличие от сварки плавлением пайка осуществляется при температурах, лежа щих ниже температуры плавления паяемо го материала.
Одним из преимуществ пайки по сравнению со сваркой плавлением являет ся возможность соединения в единое це
лое за один прием множества заготовок, составляющих изделие. Поэтому пайка, как никакой другой метод соединения, отвечает условиям массового производст ва: позволяет соединять разнородные ме таллы, а также металлы со стеклом, кера микой, полупроводниками, графитом и другими неметаллическими материалами.
При пайке не происходит расплавле ния кромок паяемых деталей, что дает возможность сохранить в процессе произ водства форму и размеры изделия. При менение низкотемпературной пайки со храняет неизменными структуру и свойст ва металла соединяемых деталей. Важным преимуществом пайки является разъемность паяных соединений, что делает этот процесс незаменимым при монтажных и ремонтных работах в приборостроении.
Благодаря применению рациональ ных сочетаний паяемых материалов и припоев и использованию конструкций с оптимальной площадью перекрытия на дежность паяных соединений для самоле тов в 4 раза выше, а для космических ап паратов в 25 раз выше, чем сварных1 Как установлено в исследованиях спаев2, это преимущество пайки перед сваркой опре деляется малыми объемами жидкой фазы и, соответственно, высокими скоростями охлаждения, обеспечивающими образова ние в шве метастабильных фаз с высокими механическими свойствами.
Первопроходцем становления совре менного уровня пайки является Сергей Николаевич Лоцманов, который, еще бу дучи слушателем Военно-воздушной
1«Инженерный справочник по космиче ской технике». 2-е изд. / Под ред. А. В. Соло дова. М.: Воениздат, 1977. С. 163.
2 Петрунин И. Е. Исследование некото рых физико-химических процессов при пайке и разработка новых недефицитных припоев. М.: МВТУ им. Баумана. 1970.
инженерной академии им. Н. Е. Жуков ского, разработал основы теории и техно логии пайки алюминия. Под руководством С. Н. Лоцманова автором и редактором справочника И. Е. Петруниным впервые найдено решение задачи пайки магниевых сплавов, являющихся, как и алюминий, «крылатым» металлом.
Главная же заслуга С. Н. Лоцманова состоит в том, что он создал школу своих учеников и последователей, которая и вы двинула пайку в бывшем СССР (а ныне в России) на ведущее место в мире.
Первым учеником С. Н. Лоцманова стал Виктор Петрович Фролов (также один из авторов справочника). Научная деятель ность В. П. Фролова тесно связана с иссле дованиями, разработкой и созданием ре шетчатых крыльев летательных аппаратов, без чего был бы невозможен выход на но вые рубежи авиационной и космической техники.
Повышение значимости пайки, по теснившей традиционные позиции сварки, произошло во второй половине прошлого столетия после разработки, создания и применения припоев на железной основе. В результате пайка стала основой поточ ного производства крупногабаритных стальных строительных металлоконструк ций и нашла применение взамен сварки: в производстве решетчатых и трубчатых опор линий электропередачи (ЛЭП), для соединения труб тепловых электростан ций, для сочленения бурильных и обсад ных труб нефтяных скважин, для пайки стыков магистральных трубопроводов ит.д.
Большой вклад в становление и раз витие пайки в России, особенно при соз дании новой техники, внесли А. И. Губин, Р. Е. Есинберин, Л. Л. Гржимальский, И. И. Ильевский.
Пайка, как никакой другой технологиче ский процесс, связана с широким комплексом физико-химических явлений, протекающих в твердой, жидкой и газовой фазах: восстановле ние и диссоциация, испарение и возгонка, сма чивание и капиллярное течение, диффузия и растворение, пластифицирование и адсорбци онное понижение прочности и т.д.
Основными факторами, определяющими характер взаимодействия твердого и жидкого металлов при образовании спаев, являются электронное строение их атомов, соотношение атомных радиусов, положение элементов в ряду электроотрицательности, валентность и потенциалы ионизации атомов.
Характер взаимодействия важнейших в техническом отношении и наиболее широко используемых в паяных изделиях металлов - железа, меди, никеля, алюминия и магния - с элементами периодической системы элементов Д. И. Менделеева представлен на рис. 1 (разра ботано автором).
ПРОЦЕССЫ ФОРМИРОВАНИЯ ПАЯНОГО СОЕДИНЕНИЯ
Влияние паяемого металла, припоя и количества жидкой фазы в шве на образо вание спаев. Зазоры при пайке применяют обычно в пределах 0,05 0,2 мм, поэтому количество жидкого металла в них незначи тельно. Взаимодействие между твердым и рас плавленным металлами приводит к изменению состава исходной жидкой фазы; при высоко температурной пайке припой особенно интен сивно легируется компонентами паяемого ме талла. Легирование усиливается в связи с от сутствием на нем окисной пленки и наличием вследствие этого непосредственного металли ческого контакта с расплавом припоя. При пайке происходит интенсивное растворение паяемого металла в расплавленном припое. Растворение ослабевает, когда в припои вводят компоненты, входящие и в состав паяемого металла. Исходный состав припоя в процессе пайки может меняться не только за счет рас творения в нем паяемого металла, но и в ре зультате избирательной диффузии компонен тов припоя в паяемый металл, испарения наи более летучих его компонентов, окисления и удаления в шлак за счет газовой и шлаковой фаз.
Влияние паяемого металла на процесс образования спая сказывается и непосредст венно при кристаллизации, которая происходит на готовых поверхностях раздела. Образование зародышей новых кристаллов на поверхности паяемого металла зависит от характера смачи вания припоем: чем меньше краевой угол сма чивания, тем меньше затрат энергии требуется для образования зародыша. Если краевой угол мал, то для зарождения зародыша кристалла требуется незначительное переохлаждение. Поскольку обязательным условием пайки яв ляется смачивание припоем паяемого металла, то условия зарождения центров кристаллиза ции при этом весьма благоприятны.
Влияние состояния поверхности паяемого металла приводит к тому, что кристаллизация с самого начала в той или иной степени ориен тирована, т.е. имеет место определенное соот ношение между формой и размерами кристал лической ячейки затвердевающего металла зоны сплавления и паяемого металла. При на личии ориентирующего влияния поверхности паяемого металла структура металла шва обра зуется в результате развития трех последова тельных стадий процесса: на первой стадии ориентирование образующихся кристаллов це ликом определяется подложкой; вторая стадия характеризуется появлением двойников и дру гих структурных несовершенств в связи с уменьшением ориентирующего влияния твер дого металла; на третьей стадии наблюдается поликристаллическая структура или возникает текстура роста.
В зависимости от соотношения парамет ров решетки кристаллов паяемого металла и кристаллов, образующихся из расплава, ориен тированная кристаллизация может протекать по-разному. Выделяющаяся из расплава новая фаза отличается от паяемого металла видом атомов, типом и параметрами решетки. Обра зующиеся из нее кристаллы сопрягаются с подложкой такой гранью, в которой располо жение атомов наиболее соответствует распо ложению аналогичных атомов в грани кри сталла паяемого металла. Вероятность такой кристаллизации будет тем больше, чем меньше различия межатомных расстояний в плоско стях сопрягающихся фаз. Так, при осаждении алюминия на монокристаллические пластинки платины, при ориентированной кристаллиза ции меди на никель силы притяжения атомов
0 1 |
2 |
3 4 5 1 6 |
7 8 9 |
10 и |
12 13 |
14 15 16 17 |
3 3 |
|
|
|
|
|
|
нИ |
|
|
|
|
|
|
L i |
|
|
|
|
|
|
Ne |
|
|
|
|
|
|
' ттттт i |
w |
Ш |
|
|
|
|
А Г |
|
|
|
|
|
|
и1ч |
|
|
|
|
|
|
К |
s s |
s s Ш S i |
Fe Ш |
Ш i |
E H |
E Ш |
тт тт т |
|
|
|
|
|
|
№TTTT
Rb |
S r |
I |
d |
Щ |
Щ |
|
Ш |
|
Ш |
s |
|
In |
H |
d $ |
|
Хе |
|
|
|
>/// E |
|
|
|
||||||||
lllll |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Cs |
5 |
La |
$ |
P r |
Nb |
Pm Sm |
E u |
6 й |
Tb |
B y |
HO |
E r |
Tm |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
'ТТТТТ ' TTTT' 1ттттт |
TTTT' |
|
||
|
Yb L u |
s |
s |
m |
S |
i |
э |
|
ж |
Й 2. |
T l |
Pb |
BL P c |
S S |
|
EW |
|
|
|
llll |
lllll |
|
A 4V |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
F r |
Ra |
AC |
P |
i P a |
i |
AIp |
Pa |
Am |
Cm |
B k |
C f |
E s |
Fm Md |
|
|
|
NO |
L r |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Рис. 1. Природа взаимодействия a-Fe (a), y-Fe (о), меди (в), никеля (г), алюминия (д), магния (е) с различными элементами:
/ - образующими непрерывные твердые растворы; 2 - образующими ограниченные твердые растворы; 3 - образующими соединения; 4- образующими эвтектические смеси; 5 - невзаимодействующими; 6 - неизученные (обозначения штриховки 1-6 см. на с. 11)
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 9 |
10 |
l i |
12 |
13 |
14 |
|
15 |
16 |
17 |
ТТЛ |
|
!HЖ |
$ Ш |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
А/е |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
it II |
ТТТТТ |
Ш33mШШ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
ТТТТТ Na |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
Аг. |
|
|
|
|
|
|
ШFe CO ШCu |
|
E Ш№ $ |
||||||||
m i l |
|
|
|
|
i |
|
|
||||||||||
ТТТТТ |
К |
|
|
|
|
|
|||||||||||
to |
R b |
TTTTT |
Ш |
Ш |
Wo |
|
Mb H S3Ш |
I n |
|
|
|
|
& |
||||
|
S r |
|
|
|
|
\ \ 4 |
|||||||||||
Ye |
|
, niii |
'/// lllll |
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Mill |
|
|
|
|
V\v |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Cs |
$ Ш$ SNVm |
Nb |
Pm Sm Eu Gd Tb |
B y |
HO |
E r |
Tm |
|
|
|||||||
|
|
|
Lu |
|
TTTTT-1TTTT ■ TTTTT |
|
PjШШ |
TL |
|
> m |
Po |
At |
|||||
|
|
Yb |
|
|
w |
Fie Os Щ |
iup\. |
||||||||||
F n |
|
|
|
|
|
Jill. |
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
A c E Pa 1 |
|
ШAm Cm BH |
|
|
|
|
|
|
|
||||||
lllll |
Pr R a |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
N p |
C f |
E s |
Fm Md |
|
|
|||||||||||
|
|
NO |
L r |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
i0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
o| 1 |
2 |
E |
4 |
5 |
6 E |
8 И |
10 |
и |
12 |
3 |
14 |
|
15 |
16 |
17 |
||
~ 1 Ш |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
__ |
|
|
|
|
|
|
Щ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
Ш , Ш Ш |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
El |
и |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Na j$£jEH§ 3 |
|
$ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
El |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
~K |
|
|
(ESE |
E |
ШПШ№1:ж |
Щ Ш g |
s s Ш n |
1 |
|||||||||
El |
|
|
|||||||||||||||
Tb_ Sr |
|
|
|
|
J |
|
|
и |
|
777 |
|
n |
|
|
|||
Б |
|
Ш Ш Ш m i Ш ш |
Ш 'ilk 1 |
|
|
|
|||||||||||
|
ШТТ |
§ |
|
|
Nb Pm Sml u |
Id |
n |
to HOJr_ Tm |
|
||||||||
|
cs t o , |
Ш |
|
|
|||||||||||||
И |
|
HL |
Lu Ш |
Щ |
|
'fie]77?■M l r |
Ц} m |
|
a a |
|
|
Po i ! |
|||||
Fr ~Ra AC Ш Та |
|
Np Тй Am Cm та TT Es 7m Id |
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
г) -
No Lr
Продолжение рис. 1