• +7 (495) 777-25-41
  • +38 (056) 785-39-23
    +38 (056) 785-39-23
  • +7 (3412) 26-03-80
  • +7(3422) 99-46-32
  • +7 (3812) 20-80-31
  • +7 (391) 205-17-79
  • +7 (8432) 07-01-39
  • +7 (383) 207-81-90
  • +49 (30) 217-888-05

Пайка титановых сплавов

23 февраля 2011
Пайка титановых сплавов

Титан и его сплавы, нагретые до достаточно высокой температуры, активно взаимодействует с многими материалами, а в частности с газами, с которыми детали при пайке могут находиться в контакте: с кислородом, азотом, водородом, окисью и двуокисью углерода, водяным паром, аммиаком. Это взаимодействие сопровождается диффузией составляющего элемента вглубь паяемого материала, что приводит к снижению его механических свойств, а часто и к полной потере работоспособности. Скорость такого взаимодействия титана с газами зависит от температуры и состава сплава, но можно считать, что при температурах, не превышающих 500С, оно практически не происходит. До более высоких температур изделия ответственного назначения можно нагревать при пайке только в атмосфере инертных газов (аргон, гелий) и в вакууме. Для большинства титановых сплавов предельно допустимой температурой нагрева при пайке считается 10000С. Превышение этой температуры приводит обычно к сильному росту зерна и снижению механических свойств.

Титановые сплавы классифицируют по структуре, которую они имеют в нормализованном состоянии α-, α+β- и β- сплавы.

Для паяных конструкций в основном применяют термически неупрочняемые α- или псевдо α-сплавыВТ1 (технический титан)

ВТ5, ВТ5−1, ОТ4, ОТ4−1, ВТ20 все эти сплавы нечувствительны к термическому воздействию при низкотемпературной пайке и малочувствительны к термическому воздействию при высокотемпературной пайке.

α+β- сплавы (ВТ6С, ВТ6, ВТ9, ВТ3−1) можно применять как в отожженном, так и термически упрочненном состоянии.

Целесообразность термического упрочнения паяных соединений в настоящее время еще не изучена в достаточной степени.

Титановые сплавы с β- структурой пока не получили широкого распространения, особенно для паяных изделий.

Как известно титан покрыт плотной защитной окисной пленкой TiO2, которая препятствует смачиванию расплавленными припоями.

При низкотемпературной пайке титана смачиваемости обеспечивается промежуточными металлическими покрытиями никеля, наносимые гальваническим или химическим способом, и меди, наносимой гальваническим способом. Известно также лужение оловом, погружением в расплав, нагретый до температуры 700 — 750С, с последующей низкотемпературной пайкой.

При высокотемпературной пайке могут протекать два процесса -образование TiO2, и растворение кислорода в титане. Если концентрация кислорода в окружающей газовой среде мала, а температура достаточно высока, то скорость второго процесса больше первого. При этом не только вновь не образуется TiO2, но уже имевшаяся пленка разрушается в результате растворения в титане кислорода, входившего в его состав. Поверхность титана освобождается от окисной пленки, и он хорошо смачивается припоями.

Практически для получения поверхности хорошо смачиваемой припоями, и вместе с тем для предотвращения недопустимого загрязнения кислородом и другими газами требуется температура выше 800С, остаточное давление при пайке в вакууме 10−5 — 10−4мм рт.ст.; При пайке в атмосфере аргона обычно применяют дополнительную очистку его пропусканием через нагретую до температуры 900С титановую губку или стружку. При пайке в контейнерах титановый поглотитель газов помещают непосредственно в контейнер для пайки с таким расчетом, чтобы поступающий в контейнер аргон сначала проходил через объем, заполненный поглотителем.

Применение негерметичных защитных контейнеров — экранов равносильно существенному увеличению глубины вакуума или степени очистки аргона. Такие экраны затрудняют доступ кислорода и других активных газов из объема вне экрана в его внутренний объем, где находятся титановые детали. В результате поглощения активных газов титаном фактическая их концентрация в зоне пайки существенно снижается.

22 февраля 2011
24 февраля 2011