Классификация. ?ассификация сварки металлов определяется (ГОСТ 2601-74) и разделяет по физическим, техническим и технологическим признакам.

Классификация сварки металлов определяется (ГОСТ 2601-74) и разделяет по физическим, техническим и технологическим признакам.

Выделяется три основных класса сварки по физическим признакам, которые разделяются на виды:

I. Термический: дуговая, электрошлаковая, электронно-лучевая, плазменно-лучевая, ионно-лучевая, тлеющим разрядом, световая, индукционная, газовая, термитная, литейная.

II. Термомеханический: контактная, диффузионная, индукционно-прессовая, газопрессовая, термокомпенсационная, дугопрессовая, шлакопрессовая, термитнопрессовая, печная.

III. Механический:холодная, взрывом, ультразвуковая, трением, магнитно-импульсная.

В свою очередь каждый вид разделяется на типы. Так, например, контактная сварка – это сварка с применением давления, при которой нагрев производится теплом, выделяемым при прохождении электрического тока через находящиеся в контакте соединяемые части. Классификация контактной сварки по технологическим признакам предполагает выделение трех ее типов:

1. По форме сварного соединения: точечная, шовная, стыковая, рельефная, шовно-стыковая, по методу Игнатьева.

2. По роду сварного тока: постоянным, переменным и пульсирующим током.

3. По виду источника энергии: конденсаторная, аккумуляторная, энергией, накопленной в магнитном поле, и энергией, накопленной в маховых массах мотор-генераторной системы.

Неразъемные неподвижные соединения, полученные сваркой имеют ряд преимуществ по сравнению клепанными.

· Повышенная механическая прочность шва, так как отсутствуют отверстия, ослабляющие материал.

· Практически не увеличивается масса конструкции.

· Проще обеспечивается герметичность.

· Снижается трудоемкость.

Недостатки:

· Сложно, а иногда невозможно, сваривать разнородные материалы.

· Недостаточно хорошо работают при вибрационной и динамической нагрузках, иногда требуется термообработка для снятия внутренних напряжений.

· Выделяющееся тепло может повредить соседние элементы.

Однако широко применяется в авиаприборостроении.

Существует большое разнообразие видов и способов сварки. В микроэлектронике сварка вытесняет пайку.

При выборе способа сварки учитывают материал деталей, конструктивные особенности детали и шва, требования к точности, прочности, герметичности.

1. Контактная - детали нагретые электрическим током механически сдавливают.

Рисунок 10

2. Конденсаторная – сварка запасенной энергией в конденсаторе, кратковременным сварочным импульсом (импульсами).

Рисунок 11

3. Ультразвуковая – образуется соединением при совместном воздействии на детали мех. колебаний высокой частоты и небольших сдавливающих усилиях. Прочность выше контактной.

Рисунок 12

4. Холодная – сварка давлением при значительной пластической деформации без внешнего нагрева.

Рисунок 13

5. Диффузионная – в вакууме за счет взаимной диффузии атомов контактирующих частей при относительно длительном воздействии температуры и незначительной пластической деформации.

вакуум

Рисунок 14

6. Дуговая сварка неплавящимся электродом. Дуга горит между угольным или графитовым электродом и свариваемыми металлами.

7. Электронно-лучевая сварка. Для сварки используют остросфокусированный пучок электронов, движущихся с большой скоростью в вакуумной камере.

Рисунок 15

Пайка

Это процесс соединения 2 или нескольких деталей с помощью расплавленного припоя (присадочного материала), tº_пл которого ниже tº_пл материала соединяемых деталей. По сравнению со сваркой пайка позволяет:

· Расширить номенклатуру соединяемых металлов;

· Исключить деформирование деталей;

· Сохранить внутреннюю структуру металла;

· Выполнять внутренний электрический монтаж высокой плотности без повреждения элементов за счет перегрева;

· Производить демонтаж без разрушения собираемых деталей;

· Процесс поддается автоматизации.

Недостатки:

· Ограниченная механическая прочность соединения;

· Значительная стоимость припоя;

· Необходимость специальных мероприятий по ТБ (испарение флюсов, припоя и др.).

В зависимости от tº в месте контакта соединяемых материалов пайка подразделяется на низкотемпературную <450ºС и высокотемпературную. В качестве припоя используют цветные материалы и их сплавы.

Особолегкоплавкие tº_пл≤145ºС, сплав Вуда tº_пл=60ºС (Pb=12%, Sn=12%, Cd=12%,Bi-ост), сплав Розе tº_пл=94ºС (Pb=25%, Sn=25%,Bi-ост), ПОСК tº_пл=145ºС (Sn=50%, Cd=18%,Pb-ост).

Легкоплавкие 145º<tº_пл≤450ºС, ПОС 90 (Sn=90, Pb -ост) tº_пл=220ºС, ПОС61 (Sn=61, Pb -ост) tº_пл=238ºС, ПОС 40 (Sn=40, Pb -ост) tº_пл=315ºС.

Cреднеплавкие 450º<tº_пл≤1100ºС, ПСр 72 (Ag=72%, Cu -ост) tº_пл=723ºС,. ПСр 70 (Ag=70%, Cu=26%,Zn -ост) tº_пл=770ºС/

Высокоплавкие 1100º<tº_пл≤1850ºС, ПН25 (Ni=25, Cu=75)/ Пайка деталей из молибдена и вольфрама.

Оловянно – свинцовые припои находят основное применение при монтажной пайке. Припои выпускаются в виде слитков, стержней, прутков, а также монолитной или трубчатой проволоки с сердцевиной из канифольного флюса.

Флюсы в зависимости от температурного интервала, также как и припои, делятся на 2 группы: флюсы для пайки мягкими (t<300ºС) и твердыми припоями. По химическому составу низкотемпературные – канифольные, кислотные, галогенидные, анилиновые, стеариновые, фтороборатные и др.; высокотемпературные – галогенидные, боридные и др. Активные (восстанавливающие окислы), пассивные (защита от окислов).

При пайке монтажных соединений кислотные флюсы не применяют из-за последующего коррозионного воздействия.

Процесс пайки заключается в следующем: в зазор между нагретыми соединяемыми деталями вводят жидкий расплавленный припой, который при охлаждении затвердевает и соединяет спаиваемые детали. Соприкасающиеся поверхности перед спаиванием очищают от грязи, жира окисной пленки. Чтобы удалить окисную пленку, образующуюся на деталях при пайке, и создать необходимые условия для смачивания спаиваемых поверхностей припоем, применяют спец. химические вещества – флюсы. Пайку применяют для соединения металлических деталей, реже керамических, из стекла, а также металла со стеклянными деталями.

ТП пайки включает в себя следующие основные этапы:

Подготовка поверхностей деталей. Она заключается в механическом удалении загрязнений, коррозии, оксидных и жировых пленок, иногда дополнительным обезжириванием (бензином, спиртом, и др. растворителями).

Подготовленные поверхности покрывают флюсом непосредственно перед лужением и пайкой.

Лужение заключается в прогреве мест соединения и их покрытие тонкой пленкой припоя.

Собственно пайка заключается в прогреве мест соединения после нанесения припоя и сохранение их в сжатом состоянии до полного затвердевания припоя.

Очистка и защита шва. Для удаления остатков флюса после пайки поверхность шва промывают спиртом, бензином. Для защиты шва от коррозии рекомендуется покрыть нитролаком АК-20 различного цвета, лаком на эпоксидной основе.

Контроль осуществляется внешним осмотром. Шов должен быть ровным и гладким, без пропусков, трещин и раковин. Шов должен быть защищен от коррозии.

Способы пайки:

Паяльником, газоплавленная, электродуговая, электросопротивлением, индукционная, плазменной горелкой, электронным лучом, лазером, инфракрасными лучами, в печи, погружением в расплавленную соль, нагрев расплавленного припоя, волной припоя, в нагретых штампах.