способ пайки

Формула изобретения

Способ пайки изделий, используемых в авиационной и космической технике, состоящих из не менее одной пары коаксиально расположенных тонкостенных деталей, внутренняя из которых имеет ребристую наружную поверхность, включающий нанесение покрытия в зоне соединения деталей, соединение деталей, нагрев до температуры пайки, выдержку при этой температуре с последующим охлаждением вместе с печью, отличающийся тем, что пайку осуществляют в два этапа: подъем и выравнивание температуры до 760-780°С со скоростью 12 град/мин, затем нагрев до температуры 815-820°С со скоростью 3 град/мин и выдержка при этой температуре не более 2 мин, при этом суммарное время выхода на режим пайки составляет не более 80 мин, а величину покрытия перед пайкой определяют по зависимости

b_расч.=b₀(n/m),

где b_расч. - расчетная толщина покрытия, мкм;

b₀ - исходная толщина покрытия, мкм;

n - нижнее значение вакуума;

m - верхний предел вакуума.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к пайке в вакууме деталей и может быть использовано в различных отраслях машиностроения, в частности в авиационной и космической технике.

Известен способ пайки изделий, включающий нанесение покрытия, размещение высокотемпературного припоя в зоне соединения, нагрев до температуры пайки, выдержку при этой температуре с последующим охлаждением вместе с печью, в процессе пайки осуществляется изотермическая выдержка при температуре на 25°-50°С ниже температуры интенсивного испарения покрытия (Патент №2062183, МПК В23К 1/00).

Данный способ не обеспечивает надежное соединение тонкостенной цилиндрической наружной детали с внутренней деталью, имеющей ребристую наружную поверхность, не исключает заплавление каналов.

Технической задачей является обеспечение надежности соединения цилиндрической тонкостенной наружной детали и внутренней детали с ребристой наружной поверхностью, исключение заплавления каналов.

Данная задача решается с помощью двухэтапной пайки изделий, состоящих из не менее одной пары коаксиально расположенных тонкостенных деталей, внутренняя из которых имеет ребристую наружную поверхность, включающей нанесение покрытия в зоне соединения деталей, соединение их, нагрев до температуры до 760°-780° со скоростью 12 град/мин, после чего нагрев до температуры 815°-820°С со скоростью 3 град/мин, по достижению этой температуры производят выдержку не более 2 мин, но суммарное время выхода на режим пайки не более 80 мин.

При пайке тонкостенной цилиндрической детали и внутренней детали с ребристой наружной поверхностью из одноименного металла - сплава на основе меди - используется в качестве припоя промежуточная прослойка серебра, наносимого гальваническим способом. При пайке в восстановительной среде - в вакууме - из-за повышенного содержания остаточного кислорода требуется достаточное количество жидкой фазы для растворения окислов, образующихся при контактном плавлении меди и серебра. Толщина прослойки уменьшается при пайке. Величина ее после пайки зависит от нижнего и верхнего пределов вакуума, от конфигурации паяемых поверхностей. Т.к. lg 10^-n/lg 10 ^-m=n/m, то перед пайкой происходит расчет толщины промежуточного слоя по зависимости:

b_расч.=b ₀×(n/m),

где b_расч. - расчетная толщина после пайки, в мкм;

b ₀ - исходная толщина нанесенного покрытия, в мкм;

n - нижнее значение вакуума;

m - верхний предел вакуума.

Способ пояснен чертежами, где на фиг.1 изображены паяемые детали в разрезе, на фиг.2 - сечение А-А.

Паяемая тонкостенная деталь 1 цилиндрической формы с деталью 2, устанавливаемой внутрь детали 1. Деталь 2 имеет ребристую наружную поверхность, на наружной поверхности которой наносится покрытие 3, обе детали помещаются в технологическое кольцо 4. Пайку проводят в вакуумной камере 5.

Используя данный способ пайки, можно располагать несколько пар подобных концентрично расположенных деталей. Соединяемые детали изготовлены из медного сплава БрХ08. На наружную поверхность детали, имеющую ребристую поверхность, наносят покрытие из серебра в качестве припоя гальваническим способом. После чего перед пайкой замеряют толщину слоя (b₀) и используют зависимость:

b_расч.=b ₀×(n/m),

где b_расч. - расчетная толщина после пайки, в мкм;

b ₀ - исходная толщина нанесенного покрытия, 10 мкм;

n - нижнее значение вакуума, 10^-2 мм рт.ст.;

m - верхний предел вакуума, 10^-4 мм рт.ст.

Получают толщину прослойки после пайки:

b _расч.=10×(10^-2/10 ^-4)=5 мкм,

после чего производят пайку в вакуумной камере 5. Нагревая обе детали до температуры 760°-780° со скоростью 12 град/мин, после чего снижают скорость нагрева до 3 град/мин, нагревая до температуры 815°-820°С для исключения образования избыточной жидкой фазы, после чего осуществляют выдержку в течении 1-2 мин. При этом строго соблюдая время выхода на режим пайки, оно не должно превышать 70-80 мин. Пайка ведется в высоковакуумной печи СГВ-2,4 при вакууме 10 ^-2-10^-4 мм рт.ст. Толщина промежуточного слоя после пайки равна 5 мкм.

Таким образом, используя данный способ пайки, получаем надежное соединение узла, состоящего из тонкостенной наружной детали и внутренней, имеющей ребристую наружную, поверхность без заплавления каналов.