СВАРОЧНЫЕ ПРОЦЕССЫ В ЭЛЕКТРОННОМ МАШИНОСТРОЕНИИ

Классификация способов сварки и пайки

Сварка и пайка представляют собой процессы создания неразъемных соединений деталей, важнейшие операции сборки деталей в узлы и целые конструкции. Сегодня в промышленность внедрены десятки способов сварки и пайки, появляются новые способы, совершенствуются старые. Но прежде чем эти способы соединения заняли свое место в современной технике, они прошли долгий путь развития.

Способ получения неразъемных соединений деталей путем сварки и пайки был известен людям в глубокой древности. В египетских пирамидах были найдены золотые изделия, которые имели паяные оловом соединения.

Значительного совершенства в древности достигла кузнечная сварка. При кузнечной сварке металл нагревается до состояния пластичности, а затем проковывается в местах соединения. Этот способ сварки позволил создать кольчугу - средство защиты воина. Кольчуга состоит из 10-20 тысяч сварных колец.

Но быстрое развитие сварки началось только в конце XIX в. Наши соотечественники Н. Н. Бенардос и Н. Г. Славянов первыми в мире применили электрическую дугу для сварки металлов.

Интенсивная разработка новых способов сварки и пайки и их внедрение в промышленность начались позднее - в середине XX в. В это время возникла необходимость соединять элементы конструкций толщиной от нескольких микрометров до нескольких метров из весьма разнообразных материалов.

Чтобы получить прочное соединение твердых тел, нужно обеспечить взаимодействие их поверхностных атомов. Для этого последние необходимо сблизить настолько, чтобы между ними могли возникнуть межатомные связи, т. е. на расстояние порядка атомных радиусов. В жидкостях это достигается сравнительно легко, за счет подвижности частиц, но сблизить атомы твердых тел значительно труднее. Поверхность твердого тела даже после тщательной обработки имеет неровности - выступы и впадины, размеры которых по сравнению с размерами атома огромны. При соединении поверхностей двух твердых тел их фактическое соприкосновение происходит лишь в отдельных точках. Возможность сцепления атомов соприкасающихся металлов затрудняется еще и тем, что в обычных условиях их поверхности всегда покрыты пленками оксидов, адсорбированных газов, всевозможных загрязнений. Эти пленки как броня защищают поверхности металлов от взаимодействия.

Существующие в настоящее время способы сварки можно подразделить на две основные группы (по состоянию соединяемых кромок в процессе сварки). К первой группе относятся способы, при которых металлы свариваются в твердом состоянии при совместной пластической деформации, часто одновременно с дополнительным нагревом (способы сварки давлением). Ко второй группе относятся способы, при которых металлы в месте соединения расплавляются (способы сварки плавлением).

Промежуточное положение между сваркой плавлением и сваркой давлением занимает пайка. Соединяемые кромки деталей в процессе пайки не расплавляются, т. е. находятся в твердом состоянии, как при сварке давлением. Между соединяемыми кромками изделия вводится промежуточный металл - припой, который плавится при более низкой температуре, чем соединяемые металлы. Припой в жидком виде заполняет зазор между поверхностями соединяемых деталей под действием капиллярных сил, а, застывая, кристаллизуется, образуя прочные связи.

Не все известные способы сварки и пайки применяются при изготовлении электронных приборов. На рис. 25 показаны те из них, которые в основном используются при производстве приборов этого класса.