Вы здесь

Поверхностное натяжение и капиллярное растекание припоя

 Поверхностное натяжение и капиллярное растекание припоя

Растекание припоя и его способность смачивать основной металл тесно связаны с поверхностным натяжением жидких припоев.

Внутри расплавленного припоя каждая молекула окружена со всех сторон другими молекулами, поэтому со всех сторон она подвергается сжатию. На поверхности молекулы притягиваются соседними молекулами внутрь и в стороны, при этом наружное притяжение, которое уравновешивало бы притяжение внутрь, отсутствует. По этой причине молекулы на зеркале расплавленного припоя подвергаются сильному притяжению внутрь, что вызывает сжатие поверхности. Это стремление поверхности сжиматься называют поверхностным натяжением и вычисляют по формуле

  поверхностное натяжение 1)

где

h высота подъема расплавленного припоя в капилляре (рис.2);
g ускорение силы тяжести;
r радиус капиллярного канала;
γ1 плотность припоя;
γ2 плотность газа;
θ краевой угол смачивания.
Равновесие жидкости в капилляре
Рис.1. Равновесие жидкости в капилляре: а – при θ = 90°; б – при θ > 90°; в – при θ < 90°

Из выражения (1) можно определить высоту подъема расплавленного припоя в капилляре

  высота подъема расплавленного припоя в капилляре 2)

Из выражения (2) следует, что если краевой угол смачивания θ = 90°, т. е. cos θ = 0, то высота подъема припоя в капилляре h тоже будет равна нулю, т. е. припой не будет подниматься по капилляру (рис.2а); при θ < 90° (cos θ > 0) высота подъема будет положительной, т. е. припой будет подниматься по капилляру (рис.2б); если θ > 90° (cos θ < 0), то h будет отрицательной, т. е. припой будет выталкиваться из капилляра (рис.2в).

Зависимость краевого угла смачивания
Рис.2. Зависимость краевого угла смачивания от соотношения сил поверхностного натяжения

Из уравнения (2) следует, что при прочих равных условиях заполнение паяного шва припоем будет тем лучше, чем больше поверхностное натяжение припоя, чем лучше он смачивает поверхность металла основы и чем меньше зазоры в паяемых соединениях.

Поверхностное натяжение является основным фактором в действии припоя, и любое условие, влияющее на него, будет отражаться на качестве паяного шва.

 ЛИТЕРАТУРА

  • Справочник паяльщика / В.Е. Хряпин, А.В. Лакедемонский. М., Машиностроение, 1974, 328 с.

Добавить комментарий