§ 11.2.1. Вакуумно-герметичная пайка

Большое значение вакуумно-герметичная пайка имеет для вакуумного машиностроения и приборостроения, обеспечивающая изготовление узлов из различных материалов: стали, керамики, стекла, молибдена.

 По сравнению со сваркой герметичная пайка металлов позволяет значительно уменьшить температуру разогрева соединяемых металлов. Могут быть спаяны некоторые металлы и сплавы, не дающие герметичных сварных соединений: сталь и латунь, алюминий и никель. Припой должен иметь высокую механическую прочность, пластичность, коррозионную стойкость, смачиваемость и жидкотекучесть при температуре плавления. Это обеспечивает возможность его проникновения в зазоры между соединяемыми деталями.  

где D_в' и D₀’—диаметры вала и отверстия при комнатной температуре; а_в и а₀ — температурные коэффициенты линейного расширения материалов вала и отверстия.

Температуру плавления припоя выбирают на 100°С больше, чем максимальная температура обезгаживания узла, но на 100^сС меньше температуры плавления соединяемых материалов.

По относительной тугоплавкости припоев пайка делится на твердую и мягкую. Припои, плавящиеся при температуре ниже 300°С, используются при мягкой пайке, а припои с температурой плавления более 300°С — при твердой. Основные марки, состав и температура плавления мягких припоев приведены в табл. 11.7, а твердых — в табл. 11.8.

При производстве узлов вакуумной аппаратуры мягкая пайка может использоваться для элементов с рабочей температурой не более 120°С, а твердая — 450°С.

Для получения герметичных соединений важно, чтобы температурный интервал кристаллизация материала припоя не превышал 50°С. При большем значении припои склонны к ликвации и не обеспечивают герметичного соединения. Этим же недостатком обладают припои с большим количеством растворенных газов и органических включений. Такие припои выкипают при плавке в вакууме, и швы получаются пористыми.

Пайка может осуществляться на воздухе и в защитной среде. При пайке на воздухе для защиты поверхностей от окисления применяются флюсы. Для мягкой пайки флюсом является смесь равных долей ZnCl₂ и НС1 или раствор канифоли в спирте. Твердая пайка нержавеющей стали осуществляется с флюсом, содержащим 40% фтористого калия и 60% борной кислоты. Для твердой пайки конструкционных сталей, меди, латуни, бронзы в качестве флюса может применяться обезвоженная бура.

Детали не загрязняются флюсами и обезгаживаются во время пайки в защитной среде — водороде или вакууме.