При пайке возможны следующие дефекты.
Смещение паяемых элементов. Оно возникает при недостаточно точной сборке деталей под пайку, отсутствии фиксации и закрепления деталей.
Раковины в швах. Их причиной чаще всего могут быть усадочные явления, возникающие при кристаллизации припоя, особенно если в этот момент не поступает жидкий припой с периферийных участков. Вероятность возникновения усадочных раковин возрастает при увеличении зазоров.
Пористость в паяном шве. Она наблюдается в тех случаях, когда пайка ведется при повышенной температуре, в результате испаряются отдельные компоненты припоя или флюса. Причиной пористости при газопламенной пайки является наличие влаги во флюсе или на поверхности прутка припоя в виде адсорбированного слоя. При диффузионной пайке пористость возникает при некомпенсированной диффузии между жидкой и твердой фазами.
Флюсовые и шлаковые включения. Их появлению в шве способствуют следующие факторы: неправильный выбор флюса, когда температура его плавления выше температуры плавления припоя или его удельная плотность больше удельной плотности припоя; плохая подготовка поверхности под пайку; нарушение режимов пайки. Так, чрезмерный и длительный нагрев может привести к химическому взаимодействию между флюсом и основным металлом, в результате образуются твердые продукты реакции.
Трещины. Они возникают в шве, зоне спая и основном металле, непосредственно примыкающем к ней. В шве трещины образуются в процессе кристаллизации припоя. По характеру они относятся к кристаллизационным трещинам, зарождение которых вызывается внутренними растягивающими напряжениями и низкой пластичностью материала шва, состоящего из зерен, разделенной жидкой прослойкой. Отмечено, что, чем шире интервал кристаллизации припоя, чем больше в нем легкоплавких примесей, тем вероятнее появление таких дефектов. Во избежание трещин в шве перемещать детали до полного затвердевания припоя не допускается. Трещины в зоне спая возникают под влиянием напряженного состояния и из-за низких пластических свойств припоя и зоны спая, что имеет место при пайке сталей, склонных к закалке. Трещины в основном металле образуются под воздействием жидкого припоя, который диффундирует по границам зерен, растворяет их и может ослабить межзеренные связи. Чаще всего это явление наблюдается при пайке деталей, изготовленных штамповкой, гибкой или подвергавшихся каким-либо видам деформации. Поэтому перед пайкой такие детали следует термообрабатывать для снятия внутренних напряжений. Необходимо отметить, что по сравнению со сваркой при пайке трещины образуются значительно реже.
|
|
Непропаи. Образование этих дефектов объясняется следующими причинами:
а) зазор больше установленного оптимального зазора для данного основного материала и припоя;
б) плохое качество подготовки поверхности под пайку;
в) недостаточный нагрев участка паяемого соединения;
г) окисление припоя, наличие в нем примесей;
д) невозможность выхода газов, выделяющихся при пайке. Для устранения этого явления в деталях, представляющих замкнутые объемы, сверлят специальные технологические отверстия.
Деформации. Как и при сварке, могут быть местными и общими для всего изделия. Они являются следствием неравномерного нагрева и охлаждения, а также недостаточно точной сборки. Более значительные деформации возникают при пайке деталей разной толщины и соединений из материалов с резко отличающимися температурными коэффициентами линейного расширения.
|
|
Могут иметь место также и дефекты формы шва - несоответствие размеров паяных швов по высоте и ширине требованиям нормативно-технической документации. Причины этого - неточности сборки и нарушения режимов пайки.
Исследования показали, что при статических нагрузках и пластических материалах потеря прочности примерно пропорциональна общей площади дефектов - включений и непроваров. Причём если общая площадь дефектов меньше 5-10% (иногда и 20-25%), то эти дефекты мало влияют на несущую способности стыков, особенно при швах с выпуклостью. В то же время при малопластичных материалах и динамической или вибрационной нагрузках сравнительно небольшие дефекты существенно влияют на работоспособность соединения. Остаточные напряжения могут повышать отрицательное влияние дефектов.
Для оценки опасности дефектов их целесообразно разделить на две группы: объёмные (поры, шлаки, включения, непровары без подреза) и трещиноподобные. Объёмные дефекты не оказывают значительного влияния на работоспособность соединений, эти дефекты можно нормировать по размерам или площади ослабления сечения шва. Трещиноподобные дефекты, в том числе трещины, весьма опасны и резко снижают эксплуатационные свойства соединений.
Дефекты по их значимости можно условно распределить по трём группам: малозначительные, значительные и критические. К малозначительным относят отдельные включения и непровары, к значительным - протяжённые дефекты и к критическим - трещиноподобные. Поэтому в сварных швах допускается содержание объёмных дефектов до определённых размеров и количеств. Трещиноподобные дефекты считают недопустимыми независимо от их размеров. Поэтому для получения сварных и паяных соединений высокого качества требования бездефектности и нормирования допустимых дефектов следует понимать как требование отсутствия недопустимых дефектов, а не их полного отсутствия.