На процессы формирования паяного соединения оказывают влияние различные факторы, вызывающие изменение его структуры и свойств. Основными из них являются: природа взаимодействующих материалов, количество жидкой фазы, флюсующая среда, способ нагрева, режим пайки, давление, воздействие электрических и магнитных полей и др. К основным дефектам паяных соединений относят непропаи, раковины, поры, трещины, неметаллические включения. Наиболее распространенные дефекты спаев, их признаки, методы распознавания, возможные причины и способы недопущения представлены в табл. 13.1.
Таблица 13.1
Дефекты спаев
| Вид
дефекта
| Признак
| Метод
контроля
| Возможные
причины
| Способы
недопущения дефекта
|
| Пористость
| Поверхность припоя не гладкая (пористая), возможно также появление пористости внутри шва
| Визуальный контроль, контроль капиллярным методом и методом отражения, проверка по звуку, рентгеновский контроль, магнитный контроль, контроль нагрузкой
| Перегрев припоя из-за превышения рабочей температуры; превышение времени пайки; испарение компонентов припоя
| Не допускать превышения максимальной температуры пайки; выдержать время пайки; использовать вязкий флюс
|
| Включения (твердые или газообразные); оксидные включения, остатки флюса, пузыри газа или воздуха
| Внешне неразличимы, определяются внутри шва с помощью неразрушающих методов испытаний
| Проверка по звуку, рентгеновский контроль, контроль изотопами, ультразвуковой контроль, магнитный контроль
| В большинстве случаев неправильные конструктивные размеры; завышенный зазор; нестабильность зазора; плохая очистка под спай; отсутствие условий для растекания
| Выдерживать длину зазора; хорошо очищать места спая; предусмотреть возможность отсоса газов
|
| Дефекты связи (холодные спаи)
| В большинстве случаев внешне неразличимы, определяются внутри спая с помощью неразрушающих методов испытаний
| Проверка по звуку, рентгеновский контроль, контроль изотопами, ультразвуковой контроль, контроль электропроводности
| Неоправданное расширение мест спая: затрудненное смачивание; превышение температуры пайки; преждевременное встряхивание; недостаточное количество припоя
| Места спая соединяемых деталей должны быть зачищены до блеска; следует правильно выбирать флюс; выдерживать температуру пайки; обеспечивать длительность выдержки для кристаллизации
|
Окончание табл. 13.1
| Вид
дефекта
| Признак
| Метод
контроля
| Возможные
причины
| Способы
недопущения дефекта
|
| Недостаток припоя
| Мениск при пайке образуется не полностью
| Визуальный контроль
| Недостаточное количество припоя; рабочая температура слишком низкая; форма зазора неравномерная; неправильное положение пайки
| Оптимально дозировать припой; выдерживать рабочую температуру, соблюдать параллельность припоя при его укладке в соединение
|
| Образование трещин
(в шве
и в основном материале в виде продольных и поперечных трещин)
| Поверхностные трещины (различимы только внешне)
| Визуальный контроль; проверка по звуку; магнитный контроль; контроль нагрузкой; контроль капиллярным методом и методом отражения
| Различные коэффициенты термического расширения соединяемых деталей; не выдерживается рабочая температура (образуется крупное зерно в основном материале, вследствие этого происходит проникновение припоя по границе зерен)
| Учесть коэффициенты термического расширения деталей; выдерживать рабочую температуру припоя; стремиться к более короткому времени пайки; места спая по возможности нагружать, вызывая напряжение сдвига
|
|
| При трещинах внутри соединения разрушение места спая (как явление коррозионного растрескивания)
| Проверка по звуку; рентгеновский контроль; контроль изотопами; ультразвуковой контроль; магнитный контроль; контроль нагрузкой; контроль капиллярным методом и методом отражения
| Наклеп основного материала перед пайкой; высокое содержание углерода или легирующих элементов в основном материале; поверхность основного материала находится под действием внешних или внутренних растягивающих напряжений
|
Наибольшее влияние на прочность паяных соединений оказывают свойства паяемого материала и припоя. Оценку влияния расплава припоя на паяемый материал производят по ГОСТ 20487 "Пайка. Метод испытаний для оценки влияния жидкого припоя на механические свойства паяемого материала". Методы испытаний при повышенных температурах регламентирует ГОСТ 9651 "Металлы. Методы испытаний на растяжение при повышенных температурах".
Наличие дефектов в паяном шве, особенно выходящих на поверхность и характер нагрева под пайку оказывают значительное влияние на прочностные свойства паяных соединений.
