Тема: Физическая сущность пайки и склеивания материалов

Лекция № 11

При пайке, так же как и при сварке, образованию межатомных связей по всей поверхности контакта деталей предшествует сближение частиц припоя и основного металла - образование физического контакта. Чем быстрее и надежнее протекает этот процесс, тем лучше припой смачивает поверхность металла и растекается на ней. Смачиваемость определяет такое важное свойство, как капиллярное проникновение в узкие зазоры между соединяемыми деталями. Она оценивается углом (рис. 7.7). Чем меньше угол , тем выше смачиваемость. Наличие на поверхности окисных, жировых и других посторонних пленок увеличивает и резко ухудшает смачиваемость. Поэтому металлы пе­ред пайкой обязательно проходят механическую или химическую очистку, а пайку производят либо с применением флюсов, либо в камерах с защитной нейтральной или активной атмосферой.

Качество паяных соединений (прочность, плотность, коррозионная стойкость и др.) в значительной степени зависит от следующих побочных процессов, протекающих в зоне пайки.

1. Растворение соединяемых материалов в припое и как следствие - изменение его химического состава и температуры плавления, а также структуры и механических свойств паянного шва.

2. Диффузия элементов припоя в основной металл. Это приводит к изменению химического состава и механических свойств околошовных зон.

3. Образование химических соединений из элементов, входящих в состав припоя и основного металла и интерметаллидов. Их большая хрупкость снижает пластичность и прочность паяных соединений.

4. Возможность закалки или разупрочнения металла в околошовных зонах.

При склеивании неразъемное соединение получается за счет; адгезии (прилипаемости), когезии (собственной прочности) и механического сцепления клеевой пленки с поверхностями склеиваемых заготовок.

Прочность сцепления клеевых соединений зависит в основном от адгезии и когезии. Для объяснения физико-химической сущности адгезии существует три теории: адсорбционная, электрическая и диффузионная.

Адсорбционная теория рассматривает адгезию как чисто поверхностный процесс, аналогичный адсорбции; пленка удерживается на поверхности материала в результате действия межмолекулярных сил.

Электрическая теория рассматривает адгезию как результат действия электростатических и ван-дер-ваальсовых сил.

Диффузионная теория предполагает, что при образовании связи между неполярными полимерами электрический механизм адгезии невозможен, и адгезия обусловливается переплетением макромолекул поверхностных слоев в результате их взаимодиффузии.

Качество клеевых соединений (прочность) можно повысить путем механического сцепления пленки клея с шероховатой поверхностью материала; для этого перед склеиванием поверхности обрабатывают наждачной бумагой.