В связи с высокой температурой (до 1020°С) полного испарения фосфора из припоя с 9—11% Р при нагреве в форвакууме, содержание фосфора в припое было уменьшено до 4%. Такого количества его было достаточно для обеспечения температуры плавления при 950°С и предотвращения развития интенсивной диффузионной пористости в область твердого раствора в стали СтЗ рядом с паяным швом. Почти полное испарение фосфора из припоя Си — 4% Р прн пайке и напайке тавровых образцов в форвакууме возможно прн 1020°С в течение 1 ч. Прочность тавровых образцов из СтЗ, паянных по этому режиму, прн испытании на разрыв при 20°С составляет 23—25 кгс/мм2.

Влияние диффузионной пористости и прослоек химических соединений в паяном шве на процесс разрушения при статическом растяжении иах есточных и стыковых соединений

Как известно, в нахлесточных паяных соединениях, образованных пластинками с равными площадями сечения г7, наибольшая удельная нагрузка £таі на единицу длины паяного шва из условия статической равнопрочиостн паяного пластичного шва и основного материала (прн отсутствии галтелей) имеет место в концевых точках шва (рнс. 78). Теоретический коэффициент концентрации напряжений в паяном шве определяется уравнением

_ £твх _

2

/ 1+Cha \ [ Sha/ І'

(С — модуль упругости паяного шва; Ь — ширина

шва; Е — модуль упругости паяемого металла при растяжении; So — толщина паяного шва; / — ширина нахлестки). Чем меньше 0/Е, тем меньше ут

Шов паяных соединений во многих случаях структурно неоднороден, и поэтому характер его разрушения прн растяжении зависит от наличия в нем хрупких интерметаллидиых прослоек, газовой и диффузионной пористости и их распределения в шве. С. В. Лашко и А. С. Цикиным был изучен процесс разрушения паяных соединений нахлесточных и стыковых образцов из меди М1, паянных оловом в температурном интервале 250— 830°С по режимам: 1=250°С, т, 5 и 60 мин; ¿=400, 550. 700 и 820°С, т = 30 н 60 мин Возникно-

рис. 78. Эпюра напряжений ивхлесточ. веИНе И раЗВИТНе процесса разной, соединения беч галтелькых участ-_______л *

.о.рушения в паяном шве наблюда-

ли при 20°С на установке ИМАШ5С-65 при скорости нагруже-ння образцов 1—3—6 кг/мин. Отдельные этапы процесса фиксировали фотосъемкой. Пластичность фаз в шве оценивали по минимальной нггрузке при замере мнкротвердости, начиная с которой от вершин нндентора появлялись хрупкие трещины.

Структура швов соединений, паянных по режиму 250"С — 5 мнн, состоит из эвтектики Эп+ц-фазы с прослойкой ц-фазы по границе шва. Сопротивление срезу соединения ТсР=3,5-г-4-4,0 кгс/мм2. После увеличения выдержки при 250°С до 60 мин ширина иитерметаллидной прослойки возрастает до 10—15 мкм.

После пайки при 400°С (г=30 мин) прослойка интерметаллида становится двухслойной: между л. фазой и медью появляется прослойка хрупкой е-фазы, а общая ширина прослойки увеличивается. После пайки в интервале 500—650°С в прослойке е-фазы образуется диффузионная пористость и сопротивление срезу снижается до 1,0—1,5 кгс/мм2. После нагрева до 700—820°С диффузионная пористость в шве не образуется. Структура шва состоит из метастабильной фазы 6 н продуктов ее распада айв; сопротивление срезу соединения равно 13— 18 кгс/мм2.

По данным мнкроисследования пластичность интерметаллидиых фаз в сплавах Си—Бп возрастает с понижением содержания в ннх олова. Появление трещин по углам отпечатка ин-дентора происходит у т)-фазы при нагрузке 10 гс у е-фазы 40 г, у фазы 6 и у появление трещин не происходило прн нагрузке 200 гс.

Исследования показали, что определяющими параметрами прн возникновении и развитии разрушения паяного соединения прн статическом разрыве является тип паяного соединения, его форма и размеры, а также расположение, пластичность и прочность фаз, входящих в паяный шов.

При растяжении образцов, паянных встык прн 250°С г= =5 мин, вначале пластически деформируется паяный шов у наружных его краеа вблизи прослойки т) фазы. Затем, в средней части шва обозначается шейка; по граинце с прослойкой т|-фа-зы, в прилежащей зоне шва, обедненной медью (при кристаллизации интерметаллида в процессе охлаждения), выявляются границы зерен.

При скорости иагружения 3—5 м/мин разрушение начинается с поверхности шва по границе с интерметаллидом, без видимой макродеформации. При скорости иагружеиня 8 м/мин разрушение происходит по шву и частично по прослойке т) фазы (рис. 79).

В образцах, паянных прн 400°С (т=30 мин), первые трещины образуются нормально к растягивающим напряжениям вблизи наружных участков швов по прослойке наиболее хрупкой п. фазы, а затем и в шве. Прн этом заметной пластической деформации в шве не наблюдается, что обусловлено понижен-