Направление конференции: Приборостроение, системы управления, электронная и электротехническая промышленности
Степень разработки: НИР (идея проверена, разрабатывается прототип)
Проект направлен на исследование физико-химических процессов, происходящих при взаимодействии потока нагретого газа с поверхностями деталей из меди, на которые нанесен паяльный флюс, и разработку технологии их низкотемпературной пайки легкоплавкими припоями. На предприятиях машино- и приборостроения часто возникают задачи изготовления габаритных тонкостенных изделий из меди, таких, как корпуса теплообменников, объемные и коаксиальные резонаторы и т.п.
При сборке таких изделий возникает ряд прикладных научных проблем.
В связи с высокой теплопроводностью, жидкотекучестью и усадкой при затвердевании меди ее сварка затруднена по причине возникновения значительных деформаций и напряжений в процессе сварки. Кроме того, высокая активность меди в жидком состоянии по отношению к кислороду, а также ее способность растворять большое количество водорода, все это приводит к образованию трещин и пор в сварном шве. Данный факт обуславливает преимущественное применение пайки для получения неразъемных соединений деталей из меди.
К числу особенностей меди, влияющих на выбор способа пайки, относятся химическая стойкость оксидов, склонность кислородсодержащей меди к водородной хрупкости, повышенная способность меди образовывать интерметаллиды с некоторыми компонентами припоев, повышенная способность меди к хрупкому разрушению в контакте с жидкими припоями.
Проблемой, связанной с получением качественного неразъемного соединения, является окисление меди при нагреве. Для сохранения очищенной поверхности меди от окисления на нее наносят лужением слой припоя. Однако, здесь также необходим тщательный выбор припоя, так как некоторые припои из-за образования с медью хрупких прослоек интерметаллидов ухудшают ее паяемость.
Очистка поверхности меди и ее подготовка к пайке может осуществляться как механическим воздействием при помощи абразивных материалов, так и химическими реактивами. При изготовлении функциональных элементов электронных приборов механическая абразивная обработка поверхностей недопустима, так как сформированная высокая шероховатость поверхности может повлиять на функционирование этих элементов, в частности, повлиять на характеристики электромагнитного поля, создаваемого внутри резонатора.
Таким образом, одной из важнейших задач при получении качественного неразъемного соединения, является выбор способа химической очистки медной поверхности и разработка активных флюсов. Другой проблемой при пайке габаритных тонкостенных деталей из меди является выбор способа и температурно-временных режимов нагрева, при которых не будет происходить изменение геометрических размеров паяемых деталей.
Таким образом, настоящий проект, связанный с разработкой технологии пайки габаритных тонкостенных деталей из меди, выбором и синтезом необходимых для осуществления процесса материалов, направлен на решение всех обозначенных выше прикладных научных проблем.