Центральный металлический портал РФлучшие сервисы для Вашего бизнеса

 ГЛАВНАЯ   МЕТАЛЛОТОРГОВЛЯ   ОБЪЯВЛЕНИЯ   ПРАЙСЫ   КОМПАНИИ   СТАТЬИ   РАБОТА   ФОРУМ   ГОСТы   МАРОЧНИК   КАЛЬКУЛЯТОР   БИРЖЕВЫЕ ЦЕНЫ   ВЫСТАВКИ  

Полезные статьи -> Сварка, резка и пайка металлов -> Пайка -> Пайка алюминия и его сплавов -> Часть 1

Пайка алюминия и его сплавов (Часть 1)

только в текущем разделе

Страницы:  1  2  3  4  5  6   

Алюминий — металл, не имеющий полиморфного превращения, с относительно невысокой температурой плавления (660 °С), легкий (плотность 2,7 г/см 3), с высокой теплопроводностью и коррозионной стойкостью в атмосферных условиях и некоторых кислотах. При нагреве его модуль упругости быстро снижается, и поэтому алюминиевые конструкции при температурах 250—300 °С и выше могут терять устойчивость. Температура солидуса применяемых в промышленности алюминиевых сплавов довольно низкая (500—640 °С). Поэтому велика вероятность их перегрева, что при высокотемпературной пайке требует весьма узких интервалов нагрева. Температура рекристаллизации алюминия и его сплавов составляет 250—300 °С, и при ней происходит разупрочнение алюминиевых сплавов, упрочненных предварительно наклепом.

Алюминиевые сплавы, упрочняемые по механизму дисперсионного твердения («старения»), при нагреве под пайку разупрочняются в результате коагуляции упрочняющих их фаз. В связи с этим пайке подвергают только алюминий и небольшое число деформируемых, термически необрабатываемых сплавов систем Al—Si, Al—Si—Mg; Al—Mg—Si; Al—Mg—Мп и др. Практически не подвергаются высокотемпературной пайке деформируемые, термически обрабатываемые сплавы систем Al—Сu—Mg и Al—Zn— Mg, а также литейные сплавы систем Al—Si—Mg; Al—Сu—Si: Al—Mg; Al—Сu—Ti; Al—Сu—Ti—Si. Одной из причин этого является близость температур нагрева при закалке этих сплавов к температурам их солидуса и опасность вследствие этого пережога паяемых сплавов. Закалка паяных соединений после пайки от более низких температур не обеспечивает достаточной прочности паяных соединений.

Алюминий с большинством легкоплавких элементов, составляющих основу легкоплавких припоев (Sn, Pb, Cd, Bi, In, Li, Na), образует монотектические диаграммы состояния, с весьма слабой взаимной растворимостью компонентов (кроме цинка, образующего с алюминием эвтектику при температуре 382 °С и широкую область твердых растворов со стороны алюминия и олова). Поэтому низкотемпературная пайка алюминия и его сплавов применяется весьма ограниченно.

Большинство депрессантов алюминиевых припоев, таких, как Сu, Cr, Mn, Mg, Ti, имеют с алюминием высокое химическое сродство и образуют химические соединения, входящие в эвтектики. Такой компонент алюминиевых припоев, как кремний, образует с алюминием сплавы с простой, относительно пластичной эвтектикой.

Наиболее прочной является эвтектика с серебром (oB = = 24,4 МПа), а затем по мере убывания прочности располагаются эвтектики А1—Si—Сu; А1—Сu; А1—Ni; Al—Mg—Si. Наименее прочной является эвтектика А1—Mg—Сu (oв = 7,5МПа).

Первые же попытки паять алюминий припоями и флюсами, пригодными для сталей и медных сплавов, потерпели неудачу. Этот металл и его сплавы не смачивались припоями, пригодными для пайки сталей и медных сплавов. Более двух десятилетий алюминий считали труднопаяемым и даже непаяемым металлом. Причина этого заключалась прежде всего в высокой химической стойкости его оксида.

Пленка оксида, образовавшаяся на воздухе при 20 °С, состоит из двух слоев. Внутренний слой оксида, прилежащий к металлу (барьерный), — компактный, с недостроенной кристаллической решеткой, т. е. аморфный, который может перейти в кристаллическую модификацию после длительной выдержки на воздухе или после двухчасовой выдержки при температуре свыше 20 °С.

Наружный слой так называемой воздушно-оксидной пленки состоит из более проницаемого пористого оксида; его толщина зависит от продолжительности реакции и влажности окружающей атмосферы.

Наибольшая выдержка при температуре до ~500 °С приводит к образованию аморфного оксида. После выдержки при температуре до 475 °С в течение 10—12 ч или после выдержки при температуре 500 °С в течение 2—4 ч наблюдается частичный переход оксида в кристаллическое состояние. Длительное окисление при температуре свыше 475 °С ведет к полному переходу оксида в кристаллическое состояние.

После погружения в воду при температуре 60 °С на поверхности алюминия мгновенно образуется пленка байерита (А120з.20). При контакте с водой на поверхности алюминия образуется также гидрат оксида алюминия.

Состав и структура оксидной пленки, покрывающей алюминий, обусловливают ее свойства. При температуре 20 °С теоретическая плотность а-Аl2Оз по Р. К. Харту составляет 3,97 г/см3.

В интервале температур 0—100 °С средний коэффициент линейного расширения оксида алюминия а— (6-8) 10-6 °С-1. Температура плавления а-А120з составляет 2045 °С, температура кипения равна 2980 °С. Коэффициент его теплопроводности при температуре 20 °С A= 30,145 Вт/ (м • °С). Давление паров а-А1203 при температуре его плавления равно 45,5-10 Па; давление диссоциации а-А12Оз при температуре 2000 °С — 1,33.10-3 Па, т. е.

оксид А1203 практически не восстанавливается в используемых для этой цели газообразных средах и не испаряется при пайке. Этот оксид устойчив к действию воды и кислот.

На поверхности сплавов А1—Mg (с 2,8—8 % Mg) при нагреве до 120 °С образуется пленка аморфного оксида А1203; при 120— 350 °С —у-А1203. При нагреве выше 400 °С растет двухслойная оксидная пленка: сверху оксид MgO, а под ним у-А12Оз, что обусловлено большим давлением пара магния.

Вследствие перестройки кристаллической решетки и изменения физических свойств при нагреве до температуры пайки в оксиде алюминия возможны местные нарушения ее сплошности и другие дефекты, по которым может происходить контакт паяемого металла с жидким припоем.

Подготовка алюминиевых сплавов перед пайкой состоит из следующих операций: 1 — обезжиривания; 2 — травления в 10 — 15 %-ном NaOH при 60 °С; 3 — промывки в холодной воде; 4 — обработки в 20 %-ном растворе HN03; 5 — тщательной промывки в проточной горячей и затем холодной воде; 6 — сушки горячим воздухом. Пайка проводится не позже чем через 6—8 ч после подготовки. При низкотемпературной пайке алюминий с чистой блестящей поверхностью можно паять без подготовки. После термообработки или плохих условий хранения необходима ее подготовка, а в некоторых случаях даже шлифование.

Обезжиривать поверхности деталей из алюминиевых сплавов перед пайкой можно в органических растворителях — бензине или ацетоне. Такие растворители пригодны для удаления неомыляемых щелочами жиров и маркировочных знаков. После сушки на воздухе в течение 10—20 мин процесс обезжиривания считается законченным. После предварительного обезжиривания толстый слой оксида может быть удален механически или химически.

Механическую очистку поверхности алюминиевых деталей и припоя проводят металлической щеткой или шлифовальной шкуркой. Детали, обработанные резанием, можно паять без дополнительной зачистки, но с обязательным удалением остатков эмульсии обезжириванием. Перед сборкой механически обработанные детали протирают бензином, этиловым спиртом или ацетоном.

Химическую обработку поверхности алюминиевых сплавов перед пайкой проводят в водных растворах едкого натра или едкого натра с кальцинированной содой и тринатрийфосфатом. Операция обезжиривания в таких растворах имеет пять переходов: травление в ванне, промывка в горячей воде (50—70 °С) в течение 30—40 с, осветление в 20—25 %-ном растворе азотной кислоты при температуре 17—28 °С в течение 10—20 с, промывка в горячей проточной воде и сушка в сушильном шкафу при температуре 80—100 °С в течение 20—30 с.

Алюминиевые сплавы перед пайкой можно травить и в 5 %-ном водном растворе NaON при 150 °С в течение 10—15 с. При этом требуется тщательный контроль температуры.

Для травления алюминия и его сплавов может быть использован водный раствор 20 %-ной фосфорной и 10 %-ной азотной кислот со смачивающим агентом. Процесс травления осуществляют при погружении в раствор при температуре 80 °С с выдержкой 1 мин.

Детали из листов, плакированных силумином, могут быть подготовлены к пайке путем промывки их бензином, затем в 5—8 %-ном растворе каустическй соды NaOH при температуре 60—80 °С, далее в холодной проточной воде и нейтрализованы в 10—15 %-ном растворе азотной кислоты (40—60 с) с последующей промывкой и сушкой в сушильном шкафу. После сушки на них могут быть водяные подтеки, которые не влияют на качество паяного соединения.

Подготавливают поверхности алюминия и его сплавов перед пайкой не позже чем за трое суток.

Подготовленные детали перед флюсовой пайкой собирают с равномерными зазорами шириной 0,15—0,3 мм. Фиксируют детали с учетом размеров и типа конструкции изделия и толщины его стенки путем установки деталей на место под действием собственной массы, точечной сваркой, свинчиванием, кернением, насечкой. Сложные изделия собирают и паяют в специальных прижимных и сборочных приспособлениях с механическими или пневматическими прижимами.

Низкотемпературная пайка алюминия. Пайку нагревом до температуры 450 °С проводят обычно оловянно-цинковыми, кадмиево-цинковыми и цинковыми припоями. Соединения из алюминия и его сплавов, паянные легкоплавкими припоями на основе олова или олова со свинцом, имеют низкую коррозионную стойкость как в условиях хранения, так и во всеклиматических условиях испытаний и в морской воде.

В 50—60-х годах было установлено, что склонность к коррозии может быть снижена при введении в легкоплавкие припои цинка. Однако существенного повышения коррозионной стойкости паяных соединений удается достичь лишь при введении в эти припои >50 %Zn. Вместе с тем подобное содержание цинка в оловянных и оловянно-свинцовых припоях приводит к существенному повышению температуры их полного расплавления (>370 °С). При ограничении температуры пайки 300 °С содержание цинка в припоях Sn—Zn не превышает 20 %. При содержании в припоях 30—40 % Zn частичная замена олова кадмием или кадмием и свинцом мало влияет на их температуру начала и конца кристаллизации.

Положительное влияние цинка на коррозионную стойкость соединений из алюминия и его сплавов, паянных оловянными или оловянно-свинцовыми припоями, по мнению Дж. Д. Дауда, обусловлено улучшением соотношения потенциалов паяемого металла и шва. Однако при этом важную роль играют процессы пассивирования, т. е. образования оксидной пленки на контактирующих поверхностях металлов, тормозящие развитие коррозии. При развитии пассивирования соотношение потенциалов контактирующих металлов может и не оказывать существенного влияния на развитие коррозии. Развитие процессов пассивирования тормозится в узких зазорах между контактирующими металлами из-за затрудненного доступа в эти места кислорода, в результате чего в зазорах развивается щелевая коррозия.

Н. Ф. Лашко и С. В. Лашко высказали предположение, что развитие щелевой коррозии в соединениях из алюминия и его сплавов, паянных легкоплавкими припоями на основе олова или олово — свинец (отслоение шва от паяемого материала без видимых следов коррозии), связано с характером физико-химического взаимодействия олова и свинца с алюминием. Из двойных диаграмм состояния Al—Sn и Al—Рb следует, что при низкотемпературной пайке растворимость алюминия в олове и свинце весьма мала; при пайке алюминия такими припоями весьма слабо развивается диспергация оксидной пленки от мест ее разрушения. Это особенно проявляется при бесфлюсовой пайке с применением ультразвука или абразивной пайки. В результате этого связь между паяным материалом и швом осуществляется лишь по отдельным «мостикам» связи, между которыми располагаются невидимые для невооруженного глаза щели между паяным швом и основным материалом, по которым и протекает щелевая коррозия. При погружении паяного соединения в подсоленную воду образуются продукты коррозии (гидрооксиды), вызывающие изменение состава электролита, в результате чего снижается его рН, что способствует более интенсивному развитию коррозии.

С изложенной точки зрения, положительное влияние на коррозионную стойкость цинка в припоях с оловом и свинцом обусловлено повышением при этом растворимости в припое алюминия и, как следствие, более активным развитием процесса диспергации оксидной пленки на поверхности алюминия при низкотемпературной пайке. Процессу диспергации способствуют также повышение температуры и длительности выдержки при пайке, а также введение в припои других элементов, обладающих достаточно высоким химическим сродством к алюминию, в том числе образующих с ним химические соединения, особенно выше температуры пайки. К таким элементам с высоким химическим сродством к алюминию относятся серебро, сурьма, никель, а также медь, титан, магний, литий и др.

Слабо взаимодействуют с алюминием не только олово и свинец, но и кадмий. С. В. Лашко и В. П. Батраковым показано, что в этом случае введение цинка благоприятно для повышения коррозионной стойкости паяного соединения; припой П300А (60 % Zn—40 % Cd) образует с алюминиевым сплавом АМц коррозионно-стойкие паяные соединения, которые не снижают механических свойств после пребывания их в камере тропической атмосферы в течение четырех месяцев и в условиях полупромышленной атмосферы в течение девяти месяцев.

Страницы:  1  2  3  4  5  6   

Последние обсуждаемые темы

Самые обсуждаемые темы за все время

 Тема

Частые вопросы и ответы по пайке

пайка стали 20Х13 с твердыми сплавами типа Т5К10, ВК*

Пайка золота

Виды паяльников

Пайка цинка

Пайка самоваров

Напайка твердосплавных пластинок

Паяние с травленой соляной кислотой

Пайка меди с алюминием

Лазерная пайка

 Тема

Сообщений 

Частые вопросы и ответы по пайке

15

Физико-химические процессы при пайке

14

Паяние с травленой соляной кислотой

4

Пайка цинка

3

пайка стали 20Х13 с твердыми сплавами типа Т5К10, ВК*

3

Виды паяльников

3

Пайка золота

2

Напайка твердосплавных пластинок

2

Пайка самоваров

2

Пайка меди с алюминием

2

_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

ЛИЧНЫЙ КАБИНЕТ:



запомнить  Регистрация

Металлоторговля:
Объявления
Прайсы (по торг. позициям)
Прайсы (в файлах)

Марки металлов
Калькулятор веса металла

Новости

Статьи

Основные понятия пайки
Классификация способов пайки по формированию паяного шва
Легкоплавкие припои для пайки
Средне и высокотемпературные припои
Пайка с флюсом
Бесфлюсовая пайка
Классификация видов пайки по способу нагрева
Совместимость металла и припоя
Пайка алюминия и его сплавов
• Пайка магния и его сплавов
Пайка меди и ее сплавов
Пайка сталей и чугуна
Пайка никеля и его сплавов
• Газовая пайка и наплавка - основы
Пайка титана и его сплавов
Основы проектирования пайки металлических изделий

НОВЫЕ ОБЪЯВЛЕНИЯ

Т 08:38 Блок обводной

Т 08:38 Муфты кулачково - дисковые

Т 08:38 Червячная пара

Т 08:38 Зубчатые втулки, зубчатые обоймы

Т 08:38 Запасные части редукторов

Т 08:38 Колесо крана в сборе

Ч 06:08 Лист стальной 14Х17Н2

Ч 06:08 Лист сталь 12Х1МФ

Ч 06:08 Лист сталь 20Х13 г/к

Ч 06:08 Лист сталь 08Х13 г/к

Ч 06:07 Лист сталь 65Г г/к

Ч 06:07 Лист 30ХГСА. Наличие. Цены. 12, 14, 18 мм

НОВОСТИ

23 Января 2017 08:22
Алюминиевые футляры для бензопил

23 Января 2017 07:26
Высокоскоростное фрезерование

24 Января 2017 11:54
”Омсктрансмаш” приступил к выпуску продукции для энергетической отрасли

24 Января 2017 10:12
”Стойленский ГОК” наращивает выпуск концентрата

24 Января 2017 09:49
”Северсталь” стала лидером экологической прозрачности среди предприятий черной металлургии

24 Января 2017 08:51
”Металлоинвест” и ”ОМК” подписали контракт на поставку стальных заготовок для ж/д колес

24 Января 2017 07:36
”Юргинский машзавод” выполнил заказ для шахты ”Грамотеинская”

НОВЫЕ СТАТЬИ

Преимущества и свойства состава «ОГНЕТ»

Вакуумные манипуляторы: назначение, сфера применения, преимущества

Современное коттеджное строительство

Дробильное оборудование для горно-шахтной отрасли

Востребованные быстровозводимые и каркасные металлоконструкции

Классификация современной строительной арматуры

Шнек для цемента от компании ТензоТехСервис

Современные микросхемы - основные виды

Мелкие крепежи для электромонтажных, сантехнических и строительных работ

Латунная труба и прокат в промышленности

Муфта и ниппель по ДТР

3 способа обустройства выносных балконов

Стабилизаторы напряжения и их особенности

Промышленное холодильное оборудование

Вентиляторные градирни и комплектующие для них

Электрические шкафы и комплектующие для них

Никелевая лента 79НМ

Разработка плана ликвидации аварий

Легкие каркасные металлоконструкции

Современные системы кондиционирования

 ГЛАВНАЯ   МЕТАЛЛОТОРГОВЛЯ   ОБЪЯВЛЕНИЯ   ПРАЙСЫ   КОМПАНИИ   СТАТЬИ   РАБОТА   ФОРУМ   ГОСТы   МАРОЧНИК   КАЛЬКУЛЯТОР   БИРЖЕВЫЕ ЦЕНЫ   ВЫСТАВКИ  

Компания "РДМ" предлагает металлопрокат.

Рейтинг@Mail.ru

О портале : Информация и правила : Реклама : Тарифы для компаний : Наши контакты : Связаться : Личный кабинет : Регистрация

2009-2014 © Любое копирование материалов без активной ссылки на metallicheckiy-portal.ru запрещено!
Использование материалов в печатных изданиях только с разрешения администрации портала.