Петрунин И. Е.
МЕТАЛЛОВЕДЕНИЕ ПАЙКИ
*** 1976 ***
| ФPAГMEHT УЧЕБНИКА (...) Возможны две разновидности коррозионного разрушения паяных соединений без учета влияния остатков флюсов:
1. Потенциал паяемого металла более электроположительный, чем припоя, поэтому корродирует шов. Поскольку объем металла в шве незначителен, то может происходить довольно быстрое разрушение паяного соединения. 2. Потенциал паяемого металла более электроотрицателен в сравнении с металлом шва. этом случае корродирует основной металл. Первый тип взаимодействия припоя с основным металлом характерен для паяных соединений многих конструкционных материалов. Оценка коррозионной стойкости соединений при таком характере взаимоотношений припоя и основного металла производится при испытании паяных соединений в различных коррозионноактивных средах. При разработке припоев обычно используют ускоренные методы испытаний — во влажной камере (при одновременном взаимодействии влаги и нагрева), с частичным или полным погружением паяных образцов в различные жидкие среды. Этот вид испытания может проводиться как в состоянии покоя, так и в движении, т. е. при перемещении жидкости или при попеременном погружении в жидкость и извлечении из нее образца в различных коррозионноактивных средах. Для этой цели используют 3%-ный раствор хлористого натрия в воде (условное название «морская вода»); используют также различные активные среды, соответствующие конкретной активной среде, в которой эксплуатируется паяное изделие. Для гарантии службы паяного соединения с выбранным припоем проводят длительные коррозионные испытания. Критерием оценки коррозионной стойкости соединений является снижение прочности соединений в процессе испытаний. При этом наблюдается, по каким составляющим припоя или зонам происходит разрушение. Наиболее желательная структура соединения — гомогенная, подвергающаяся равномерному разрушению. Ускорение процесса коррозии наблюдается в том случае, когда в шве корродируют тончайшие интерметаллические прослойки, выделившиеся по границе припоя с основным материалом. Второй тип взаимодействия присущ главным образом паяным соединениям магниевых сплавов [31]. Про-1 веденные ускоренные испытания паяных соединений маГниевых сплавов в различных коррозионноактивных средах с использованием припоев на основе магния показали, что шов не подвергается разрушению. Эта картина наблюдается при испытании во всех применяемых средах, включая 3%-ный раствор хлористого натрия. При этом типе взаимодействия между швом и основным металлом последний защищает шов от растворения. Значительная площадь анодного участка способствует тому, что целостность шва практически не нарушается. Коррозионную стойкость таких паяных соединений не представляется возможным оценить на основании проведения общих испытаний на коррозию паяных соединений [32]. Для количественной оценки коррозионной стойкости паяных соединений можно использовать электрохимический метод ускоренных коррозионных испытаний [33]. Схема установки приведена на рис. 134. При этом методе определяют величины микротоков, возникающих в паре припой — основной металл. Кривые, характеризующие величины коррозионных токов в паре покрытие — припой, приведены на рис. 135. Из полученных экспериментальных кривых путем измерения площади, заключенной между осями координат и кривой коррозионный ток — время, могут быть рассчитаны коррозионные потери анода за цикл увлажнения — высыхания, что позволяет дать сравнительную оценку скорости коррозии. Такая оценка имеет относительный характер, однако на основании данных можно ориентировочно рассчитать интенсивность коррозионного процесса за длительный период времени. Предпочтение оказывается припою, который в паре с основным металлом дает минимальный микроток. Этот метод исследований успешно применяется и для оценки коррозионного процесса в тех случаях, когда шов является анодным участком. Для обеспечения коррозионной стойкости паяных соединений прежде всего необходимо при пайке использовать такие присадочные материалы, которые создавали бы гальваническую пару с основным металлом при минимальной разнице потенциалов. Кроме того, необходимо создавать такие защитные покрытия, которые предотвратили бы возможность контактирования коррозионноактивных сред с паяным соединением. Это особенно важно для материалов с низким электродным потенциалом (алюминия, магния и сплавов на их основе). Для устранения различия в потенциалах контактирующих материалов часто используют технологические приемы. Так, например, для соединения ответственных изделий используют изотермическую выдержку изделий в процессе пайки. Помимо увеличения прочности соединений, это способствует выравниванию потенциалов контактирующих материалов в зоне паяного соединения. В ряде случаев, где нецелесообразно применять изотермические выдержки, например при пайке алюминиевых сплавов легкоплавкими припоями, на паяемый материал наносят барьерные покрытия, имеющие значительно меньшую разность потенциалов с материалом припоя. К числу мероприятий, снижающих коррозионное разрушение паяных соединений, можно отнести замену флюсовой пайки пайкой в контролируемых средах. В тех случаях, когда использование флюсов неизбежно, стремятся применить композиции, имеющие минимальную активность и продукты реакции которых при комнатной температуре мало химически активны (например, во флюсах на основе гидразина химически активный компонент — соляная кислота — при охлаждении переходит в связанное состояние). Среди способов, уменьшающих активное воздействие остатков флюсов на паяемый металл, известно также использование ингибиторов коррозии. |
