Подробное объяснение технологии пайки: исследование принципов, процессов и областей применения

 

Паяние - это процесс сварки, который соединяет детали с помощью плавленного наполнителя металла (паяние наполнителя металла) при температуре ниже температуры плавления основного металла. В отличие от слиянной сварки, в процессе пайки детали не плавят, и сильная связь образуется только через капиллярное действие и атомную диффузию между жидким запарным наполнительным металлом и твердым основном металлом. Эта характеристика обработки при низкой температуре делает его идеальным решением для сварки точных компонентов, различных металлов и теплочувствительных материалов.

 

Основные принципы и характеристики процесса пайки

1. Преимущества низкой - температурной обработки

При паевке, путем точного контроля температуры нагрева, металл заполнителя для паевки и детали нагреваются до диапазона, немного вышего, чем точка плавления металла заполнителя для паевки, но ниже, чем точка плавления основного металла. В это время жидкий наполнительный металл для пайки проникает в соединения деталей через капиллярное действие, а затем подвергается металлургическому соединению с поверхностью основного металла. Поскольку нет необходимости плавить базовый материал, паяние может эффективно избежать деформации, окисления или ухудшения организационных свойств, вызванных высокими температурами.

2. Диверсифицированный выбор металлов наполнителя

В соответствии с требованиями к рабочей среде и прочности, заполнительные металлы для пайки могут быть разделены на две категории: твердое пачивание и мягкое пачивание.

- Жесткое спаряние: Используются наполнительные металлы с высокой температурой плавления, такие как медная, серебряная или никельовая (с температурой плавления выше 450 ° C). Прочность соединения может достигать более 200 МПа, что подходит для конструктивных частей с высокой нагрузкой, таких как рамки для велосипедов и резающие края инструментов.

- Мягкое спаривание: олово-свинцовый сплав является типичным представителем (с температурой плавления ниже 230 ° C), а прочность составляет около 70 МПа. Он широко используется в сценариях низкого напряжения, таких как электронные компоненты и проводы приборов.

3. Точный контроль процесса

Попаченные соединения обычно конструируются в виде лапных соединений или разъемов для увеличения площади контакта, а для оптимизации капиллярного потока используется разрыв 0,05 - 0,2 мм. В процессе предварительной обработки оксидный слой и масло на поверхности деталей должны быть строго удалены, а потоки пайки (такие как раствор бора и колофина) используются для улучшения увлажняемости и устойчивости к окислению.

 

Основные преимущества и применимые сценарии пайки

1. Совместимость с несколькими материалами

Попайка может соединять различные металлы (такие как алюминий - медь, сталь - керамика) и неметаллические композитные конструкции. В то же время он поддерживает сварку деталей значительно разных толщин и имеет значительные преимущества в обработке сложных компонентов, таких как автомобильные радиаторы и электронные платы.

2. Высокая - эффективность обработки мощности

Благодаря таким процессам, как сопротивляемое нагревание, индукционное нагревание или нагревание пламени, может быть достигнута одновременная сварка нескольких соединений, что особенно подходит для сценариев, требующих соединений высокой плотности, таких как медоносные конструкции и тонкоплитные межслои, значительно повышая эффективность производственной линии.

3. Качество поверхности и точность измерений

Поверхность соединения гладка без резок, а деформация деталя крайне мала (обычно менее 0,1 мм). Поэтому он особенно подходит для полей с строгими требованиями к допускам формы и положения, таким как точные приборы и аэрокосмические компоненты.

 

Ограничения и направления оптимизации технологии паевки

Хотя паяние имеет множество преимуществ, его ограничения все же следует отметить:

- Ограничение прочности: динамическая нагрузочная способность соединения ниже, чем при слиянной сварке, и она, как правило, не подходит для тяжелых конструктивных частей.

- Коэффициент затрат: стоимость драгоценных металлов (таких как сплавы на основе серебра) относительно высока, и одноточечное использование необходимо уменьшить за счет оптимизации процесса.

Сложность процесса: требования к чистоте суставов и точности сборки строги, и для обеспечения урожайности необходимо использовать автоматизированное оборудование.

 

Промышленное применение Прогресс пайки

1. Поле производства автомобилей

В таких сценариях, как соединение алюминиевых - медных сплавов в корпусных панелях исварка модулей батареиПайка заменила традиционную точковую сварку своей низкой тепловой характеристикой и стала основной технологией для легкой конструкции.

2. Энергетическая и электронная промышленность

Сварка медно-серебряных проводов в фотоэлектрических модулях и упаковка модулей IGBT полагаются на паяние для достижения высокой проводности и высокой надежности соединений и могут работать в суровой среде с температурным диапазоном от -50 ° C до 300 ° C.

3. Прорывы в новых технологиях

Композитный процесс вакуумной пайки и диффузионной сварки успешно применяется к ремонту лопаток аэро-двигателей, пробивая узкое место сварки суперсплавов на основе никеля в традиционных процессах и увеличивая срок службы компонентов более чем на 30%.

 

Ключевые моменты контроля качества пайки

1. Управление последовательностью разрыва: Убедитесь, что допуск разрыва соединения ≤0,1 мм через инструментальные установки.

2. Оптимизация тепловых циклов: Принять стратегию нагрева градиента для уменьшения неблагоприятных последствий межметаллических соединений на интерфейсе.

3. Неразрушительная технология испытания: примените рентгеновское изображение и ультразвуковое сканирование для обнаружения микро-отверстий или неполных дефектов слияния.