Ñìà÷èâàíèå ïîâåðõíîñòè òâåðäîãî ìåòàëëà ðàñïëàâëåííûì ïðèïîåì
Ïîâåðõíîñòíîå íàòÿæåíèå è êàïèëëÿðíîå ðàñòåêàíèå ïðèïîÿ
Ðàñòåêàíèå ðàñïëàâà ïî ïîâåðõíîñòè òâåðäîãî ìåòàëëà
Ïðèðîäà ñâÿçåé â ïàÿíîì øâå
Ëèòåðàòóðà
Äëÿ òîãî ÷òîáû âîçíèêëî ñöåïëåíèå ìåæäó ÷àñòÿìè òâåðäîãî ìåòàëëà è ðàñïëàâëåííûì ïðèïîåì, íåîáõîäèìî, ÷òîáû àòîìû ðàñïëàâëåííîãî ìåòàëëà âñòóïèëè â íåïîñðåäñòâåííûé êîíòàêò ñ ïîâåðõíîñòíûìè àòîìàìè òâåðäîãî ìåòàëëà, ò. å. ÷òîáû ïðîèçîøëî ñìà÷èâàíèå.
Äëÿ ïîíèìàíèÿ ïðèðîäû ñìà÷èâàíèÿ ðàññìîòðèì óñëîâèÿ ðàâíîâåñèÿ êàïëè ðàñïëàâà íà òâåðäîé ìåòàëëè÷åñêîé ïîâåðõíîñòè (ðèñ.1).
Åñëè ýòà êàïëÿ ìàëà, òî âëèÿíèåì åå âåñà q ìîæíî ïðåíåáðå÷ü. Òîãäà ÷àñòèöà ðàñïëàâà â òî÷êå Î áóäåò íàõîäèòüñÿ ïîä âçàèìîäåéñòâèåì òðåõ ñèë:
Åñëè êàïëÿ ðàñïëàâà íàõîäèòñÿ íà ïëîñêîé ãîðèçîíòàëüíîé ïîâåðõíîñòè, òî ñèëà Faäã êàê ðàâíîäåéñòâóþùàÿ ñèë âçàèìîäåéñòâèÿ ÷àñòèöû Î ðàñïëàâà ñ àòîìàìè òâåðäîãî òåëà áóäåò íàïðàâëåíà âåðòèêàëüíî âíèç. Ñèëà Fêîã êàê ðåçóëüòèðóþùàÿ ñèë âçàèìîäåéñòâèÿ ÷àñòèöû Î ñ ðàñïîëîæåííûìè âáëèçè íåå àòîìàìè ðàñïëàâà íàïðàâëåíà âíóòðü æèäêîé êàïëè, ïðè ýòîì âåêòîð Faäã äåëèò ïîïîëàì óãîë θ.
Ñêëàäûâàÿ âåêòîðû Faäã è Fêîã, ïîëó÷èì èõ ðàâíîäåéñòâóþùóþ Fð.  çàâèñèìîñòè îò âåëè÷èíû è íàïðàâëåíèÿ ñêëàäûâàåìûõ âåêòîðîâ ðàâíîäåéñòâóþùàÿ Fð ìîæåò áûòü íàïðàâëåíà èëè âíóòðü òâåðäîãî òåëà, èëè âíóòðü æèäêîñòè, èëè ïî ãðàíèöå ðàçäåëà ìåæäó íèìè. Ëåãêî ïîíÿòü, ÷òî ïîâåðõíîñòü æèäêîé êàïëè â òî÷êå ïðèëîæåíèÿ ðàâíîäåéñòâóþùåé ñèëû Fð áóäåò íîðìàëüíà (ïåðïåíäèêóëÿðíà) ê íàïðàâëåíèþ ýòîé ñèëû è ÷òî â çàâèñèìîñòè îò íàïðàâëåíèÿ ñèëû áóäåò ìåíÿòüñÿ óãîë θ, îáðàçîâàííûé êàñàòåëüíîé ê ïîâåðõíîñòè æèäêîé êàïëè â òî÷êå Î è ëèíèåé ðàçäåëà òâåðäîå òåëî — æèäêîñòü. Ýòîò óãîë íàçûâàþò îáû÷íî êðàåâûì óãëîì ñìà÷èâàíèÿ, à âåëè÷èíà åãî ñëóæèò ïîêàçàòåëåì ñìà÷èâàíèÿ òâåðäîãî òåëà æèäêîñòüþ; ÷åì ìåíüøå êðàåâîé óãîë, òåì ëó÷øå ñìà÷èâàíèå.
Òâåðäîå òåëî ìîæíî ñ÷èòàòü ïîëíîñòüþ ñìî÷åííûì æèäêîñòüþ, åñëè óãîë êîíòàêòà ðàâåí íóëþ, è ñîâåðøåííî íåñìà÷èâàåìûì, åñëè ýòîò óãîë ðàâåí 180°. Ìåæäó çíà÷åíèÿìè óãëà êîíòàêòà îò íóëÿ äî 180° èìååòñÿ ãðàäàöèÿ ñìà÷èâàåìîñòè.
Ñìà÷èâàåìîñòü ìîæíî îïðåäåëèòü èëè ïî âåëè÷èíå óãëà êîíòàêòà, èëè ïî ïëîùàäè ðàñòåêàíèÿ ïðèïîÿ.
Ðàñòåêàíèå ïðèïîÿ è åãî ñïîñîáíîñòü ñìà÷èâàòü îñíîâíîé ìåòàëë òåñíî ñâÿçàíû ñ ïîâåðõíîñòíûì íàòÿæåíèåì æèäêèõ ïðèïîåâ.
Âíóòðè ðàñïëàâëåííîãî ïðèïîÿ êàæäàÿ ìîëåêóëà îêðóæåíà ñî âñåõ ñòîðîí äðóãèìè ìîëåêóëàìè, ïîýòîìó ñî âñåõ ñòîðîí îíà ïîäâåðãàåòñÿ ñæàòèþ. Íà ïîâåðõíîñòè ìîëåêóëû ïðèòÿãèâàþòñÿ ñîñåäíèìè ìîëåêóëàìè âíóòðü è â ñòîðîíû, ïðè ýòîì íàðóæíîå ïðèòÿæåíèå, êîòîðîå óðàâíîâåøèâàëî áû ïðèòÿæåíèå âíóòðü, îòñóòñòâóåò. Ïî ýòîé ïðè÷èíå ìîëåêóëû íà çåðêàëå ðàñïëàâëåííîãî ïðèïîÿ ïîäâåðãàþòñÿ ñèëüíîìó ïðèòÿæåíèþ âíóòðü, ÷òî âûçûâàåò ñæàòèå ïîâåðõíîñòè. Ýòî ñòðåìëåíèå ïîâåðõíîñòè ñæèìàòüñÿ íàçûâàþò ïîâåðõíîñòíûì íàòÿæåíèåì è âû÷èñëÿþò ïî ôîðìóëå
Èç âûðàæåíèÿ (1) ìîæíî îïðåäåëèòü âûñîòó ïîäúåìà ðàñïëàâëåííîãî ïðèïîÿ â êàïèëëÿðå
Èç âûðàæåíèÿ (2) ñëåäóåò, ÷òî åñëè êðàåâîé óãîë ñìà÷èâàíèÿ θ = 90°, ò. å. cos θ = 0, òî âûñîòà ïîäúåìà ïðèïîÿ â êàïèëëÿðå h òîæå áóäåò ðàâíà íóëþ, ò. å. ïðèïîé íå áóäåò ïîäíèìàòüñÿ ïî êàïèëëÿðó (ðèñ.3à); ïðè θ < 90° (cos θ > 0) âûñîòà ïîäúåìà áóäåò ïîëîæèòåëüíîé, ò. å. ïðèïîé áóäåò ïîäíèìàòüñÿ ïî êàïèëëÿðó (ðèñ.3á); åñëè θ > 90° (cos θ < 0), òî h áóäåò îòðèöàòåëüíîé, ò. å. ïðèïîé áóäåò âûòàëêèâàòüñÿ èç êàïèëëÿðà (ðèñ.3â).
Èç óðàâíåíèÿ (2) ñëåäóåò, ÷òî ïðè ïðî÷èõ ðàâíûõ óñëîâèÿõ çàïîëíåíèå ïàÿíîãî øâà ïðèïîåì áóäåò òåì ëó÷øå, ÷åì áîëüøå ïîâåðõíîñòíîå íàòÿæåíèå ïðèïîÿ, ÷åì ëó÷øå îí ñìà÷èâàåò ïîâåðõíîñòü ìåòàëëà îñíîâû è ÷åì ìåíüøå çàçîðû â ïàÿåìûõ ñîåäèíåíèÿõ.
Ïîâåðõíîñòíîå íàòÿæåíèå ÿâëÿåòñÿ îñíîâíûì ôàêòîðîì â äåéñòâèè ïðèïîÿ, è ëþáîå óñëîâèå, âëèÿþùåå íà íåãî, áóäåò îòðàæàòüñÿ íà êà÷åñòâå ïàÿíîãî øâà.
 íåïîñðåäñòâåííîé ñâÿçè ñî ñìà÷èâàíèåì íàõîäèòñÿ ðàñòåêàíèå ìåòàëëè÷åñêîãî ðàñïëàâà ïî ïîâåðõíîñòè òâåðäîãî ìåòàëëà: ÷åì ëó÷øå ðàñïëàâ ñìà÷èâàåò òâåðäóþ ïîâåðõíîñòü, òåì ëó÷øå îí ðàñòåêàåòñÿ ïî íåé.
Ðàñòåêàíèå êàïëè îáû÷íî ïðîäîëæàåòñÿ íå áåñêîíå÷íî, à ëèøü äî îïðåäåëåííîãî ïðåäåëà. Ïîñëå ïðåêðàùåíèÿ ïðîöåññà ðàñòåêàíèÿ êàïëè óñëîâèÿ åå ðàâíîâåñèÿ íà ìåòàëëè÷åñêîé ïîâåðõíîñòè âûðàçÿòñÿ óðàâíåíèåì
Èç óðàâíåíèÿ (3) ñëåäóåò
Àíàëèç âûðàæåíèÿ (4) ïîçâîëÿåò ñäåëàòü ñëåäóþùèå âûâîäû:
– åñëè ïîâåðõíîñòíîå íàòÿæåíèå ìåæäó òâåðäûì òåëîì è ãàçîì áîëüøå, ÷åì ìåæäó òâåðäûì òåëîì è æèäêîñòüþ (σòã > σòæ), òî êðàåâîé óãîë θ îñòðûé;
– åñëè σòã < σòæ, òî êðàåâîé óãîë θ òóïîé;
– óìåíüøåíèå σòã âî âñåõ ñëó÷àÿõ âûçûâàåò óìåíüøåíèå cos θ (óâåëè÷åíèå θ ), ò. å. óõóäøåíèå ñìà÷èâàíèÿ;
– óìåíüøåíèå σòæ âî âñåõ ñëó÷àÿõ âûçûâàåò óâåëè÷åíèå cos θ (óìåíüøåíèå θ ), ò. å. óëó÷øåíèå ñìà÷èâàíèÿ.
Èçìåíåíèå σòæ âëèÿåò äâîÿêî:
à) ïðè σòã – σòæ > 0 óìåíüøåíèå σòæ âûçûâàåò óâåëè÷åíèå cos θ, óìåíüøåíèå θ â ïðåäåëàõ 90–0°, ò. å. óëó÷øåíèå ñìà÷èâàíèÿ;
á) ïðè σòã – σòæ < 0 óìåíüøåíèå σòæ âûçûâàåò óìåíüøåíèå cos θ, óâåëè÷åíèå θ â ïðåäåëàõ 90–180°, ò. å. óõóäøåíèå ñìà÷èâàíèÿ.
Ïðè θ = 90° σòã = σòæ; ïðè θ = 0° σòã = σòæ + σòæ; ïðè θ = 180° σòã = σòæ – σòæ.
Åñëè σòã > σòæ, ò. å. θ < 90°, a cos θ èìååò ïîëîæèòåëüíîå çíà÷åíèå, òî ãîâîðÿò, ÷òî ðàñïëàâ ñìà÷èâàåò ïîâåðõíîñòü ìåòàëëà. Åñëè σæã < σòæ, ò. å. θ > 90°, a cos θ èìååò îòðèöàòåëüíîå çíà÷åíèå, òî ãîâîðÿò îá îòñóòñòâèè ñìà÷èâàíèÿ.
Ðàñòåêàåìîñòü – ñëîæíàÿ õàðàêòåðèñòèêà, çàâèñÿùàÿ îò î÷åíü áîëüøîãî êîëè÷åñòâà ôàêòîðîâ. Îäíèì èç ãëàâíûõ ôàêòîðîâ, îïðåäåëÿþùèõ ðàñòåêàåìîñòü, ÿâëÿåòñÿ ñîîòíîøåíèå âåëè÷èí ïîâåðõíîñòíûõ íàòÿæåíèé ãðàíèö ðàçäåëà òâåðäîå òåëî–ãàç, òâåðäîå òåëî–æèäêîñòü è æèäêîñòü–ãàç.
Ñêîðîñòü ðàñòåêàíèÿ â çíà÷èòåëüíîé ìåðå çàâèñèò îò âÿçêîñòè ðàñïëàâà, à â ñëó÷àå, åñëè ðàñòåêàíèå ðàñïëàâà ïðîèñõîäèò ïðè òåìïåðàòóðå íèæå òî÷êè íà÷àëà êðèñòàëëèçàöèè (òî÷êè ëèêâèäóñà), òî òàêæå è îò æèäêîòåêó÷åñòè åãî. Âëèÿíèå æèäêîòåêó÷åñòè ïðîÿâëÿåòñÿ ëèøü ïðè ãîðÿ÷åì ïîêðûòèè ñïëàâàìè, êðèñòàëëèçóþùèìèñÿ â øèðîêîì èíòåðâàëå òåìïåðàòóð. Çàìåòíîå âëèÿíèå íà ðàñòåêàåìîñòü îêàçûâàþò ñèëà òÿæåñòè, ñòðåìÿùàÿñÿ óìåíüøèòü âûñîòó êàïëè, à òàêæå íàëè÷èå íà ïîâåðõíîñòè ðàñïëàâà ïðî÷íîé îêèñíîé ïëåíêè.
Âîïðîñ î âçàèìíîì ñìà÷èâàíèè ðåàëüíûõ ïàð ìåòàëëîâ åùå ìàëî èçó÷åí. Íåäîñòàòî÷íîå êîëè÷åñòâî äàííûõ íå äàåò âîçìîæíîñòè çàðàíåå ñêàçàòü, êàêèå ìåòàëëû ìîãóò ñìà÷èâàòü è êàêèå íåò.
Îäíè àâòîðû âûñêàçûâàþò ìíåíèå, ÷òî íàèëó÷øèì ñìà÷èâàíèåì îáëàäàþò ïàðû ìåòàëëîâ ñ øèðîêèì ïðåäåëîì âçàèìíîé ðàñòâîðèìîñòè. Äåéñòâèòåëüíî, íàïðèìåð, õðîì, íå ñìåøèâàþùèéñÿ ñ îëîâîì íè â òâåðäîì, íè â æèäêîì ñîñòîÿíèè, ñîâåðøåííî íå ñìà÷èâàåòñÿ èì. Îäíàêî ñìà÷èâàíèå ìîæåò áûòü ïîëó÷åíî äàæå äëÿ âçàèìíî íå ðàñòâîðèìûõ ìåòàëëîâ. Ñâèíåö è æåëåçî íåðàñòâîðèìû îäèí â äðóãîì íè â òâåðäîì, íè â æèäêîì ñîñòîÿíèè. Íà îñíîâàíèè ýòîãî ìîæíî ïðåäïîëîæèòü, ÷òî ðàñïëàâëåííûé ñâèíåö íå áóäåò ñìà÷èâàòü ïîâåðõíîñòè òâåðäîãî æåëåçà. Îäíàêî, ïðèìåíÿÿ ñïåöèàëüíî ïîäîáðàííûå ôëþñû, ìîæíî íå òîëüêî óìåíüøèòü âåëè÷èíó êðàåâîãî óãëà ñìà÷èâàíèÿ, íî è ñäåëàòü åå ïðàêòè÷åñêè ðàâíîé íóëþ, ò. å. ïîëó÷èòü ïîëíîå ðàñòåêàíèå ñâèíöà ïî æåëåçó.
Íà ðàñòåêàíèå ðàñïëàâà ïî òâåðäîé ìåòàëëè÷åñêîé ïîâåðõíîñòè îêàçûâàåò áîëüøîå âëèÿíèå øåðîõîâàòîñòü ïîâåðõíîñòè.
Åñëè ïîâåðõíîñòü øåðîõîâàòîãî òåëà â è ðàç áîëüøå ãëàäêîé, òî óðàâíåíèå (3) ïðèìåò âèä
îòêóäà
Ðåøàÿ ñîâìåñòíî ðàâåíñòâà (4) è (6), ïîëó÷èì
Èç âûðàæåíèÿ (7) ñëåäóåò, ÷òî êîñèíóñ óãëà ñìà÷èâàíèÿ (θ′ ) íà øåðîõîâàòîé ïîâåðõíîñòè âî ñòîëüêî ðàç áîëüøå êîñèíóñà óãëà ñìà÷èâàíèÿ (θ ) íà ãëàäêîé ïîâåðõíîñòè, âî ñêîëüêî ðàç ôàêòè÷åñêàÿ ïëîùàäü øåðîõîâàòîé ïîâåðõíîñòè áîëüøå ãëàäêîé. Îòñþäà âûòåêàåò äâîÿêîå âëèÿíèå øåðîõîâàòîñòè ïîâåðõíîñòè íà ñìà÷èâàíèå. Åñëè ðàñïëàâ ñìà÷èâàåò ïîâåðõíîñòü ìåòàëëà, ò. å. θ′ < 90°, a cos θ′ > 0, òî óâåëè÷åíèå øåðîõîâàòîñòè ïðèâîäèò ê óâåëè÷åíèþ cos θ′, ò.å. ê óìåíüøåíèþ θ′, à ñëåäîâàòåëüíî, è ê óëó÷øåíèþ ñìà÷èâàíèÿ. Äëÿ ñëó÷àÿ íåñìà÷èâàíèÿ, êîãäà θ′ > 90°, a cos θ′ < 0, óâåëè÷åíèå øåðîõîâàòîñòè, íàîáîðîò, ïðèâîäèò ê ðîñòó îòðèöàòåëüíîãî çíà÷åíèÿ cos θ′, ò. å. ê óâåëè÷åíèþ θ′, à ñëåäîâàòåëüíî, è ê óõóäøåíèþ ñìà÷èâàíèÿ.
Òàêèì îáðàçîì, óâåëè÷åíèå øåðîõîâàòîñòè ïîêðûâàåìîé ïîâåðõ¬íîñòè óâåëè÷èâàåò õîðîøóþ ñìà÷èâàåìîñòü (θ < 90° ) è, íàîáîðîò, óìåíüøàåò ïëîõóþ ñìà÷èâàåìîñòü (θ > 90° ).
Èç àíàëèçà ïðèâåäåííûõ âûøå ðàññóæäåíèé ñëåäóåò, ÷òî óìåíüøåíèå ñìà÷èâàåìîé ïîâåðõíîñòè çà ñ÷åò, íàïðèìåð, èìåþùèõñÿ íà ïîâåðõíîñòè íå ñìà÷èâàþùèõñÿ ðàñïëàâîì âêëþ÷åíèé äåéñòâóåò òàê æå, êàê óìåíüøåíèå øåðîõîâàòîñòè ïîâåðõíîñòè, ò. å. óìåíüøàåò õîðîøóþ ñìà÷èâàåìîñòü.
Ïîñêîëüêó ñìà÷èâàíèå íàõîäèòñÿ â ïðÿìîé ñâÿçè ñ ïîâåðõíîñòíûì íàòÿæåíèåì, åñòåñòâåííî ïðåäïîëîæèòü, ÷òî ñìà÷èâàíèå è ðàñòåêàíèå áóäóò ìåíÿòüñÿ â çàâèñèìîñòè îò òèïà ìåòàëëà. Âìåñòå ñ òåì íåò îñíîâàíèé ñ÷èòàòü, ÷òî ñìà÷èâàþùàÿ ñïîñîáíîñòü ÿâëÿåòñÿ íåîòúåìëåìûì ñâîéñòâîì äàííîãî ìåòàëëà. Ñëåäóåò ïîìíèòü, ÷òî ñìà÷èâàíèå è ðàñòåêàíèå çàâèñÿò íå òîëüêî îò ïîâåðõíîñòíûõ íàòÿæåíèé òâåðäîãî ìåòàëëà è ðàñïëàâà, íî è îò çíà÷åíèÿ ìåæôàçíîãî ïîâåðõíîñòíîãî íàòÿæåíèÿ ìåæäó íèìè (σòæ). Òàê êàê σòæ ÿâëÿåòñÿ âåëè÷èíîé, ïðèñóùåé êàæäîé êîíêðåòíîé ïàðå ìåòàëëà, òî è ñïîñîáíîñòü ñìà÷èâàíèÿ ñëåäóåò ðàññìàòðèâàòü íå êàê èíäèâèäóàëüíîå ñâîéñòâî îäíîãî ìåòàëëà, à êàê îáîþäíîå ñâîéñòâî äàííîé êîíêðåòíîé ïàðû ìåòàëëîâ. Ñëåäîâàòåëüíî, îäèí è òîò æå æèäêèé ìåòàëë ìîæåò ïðè ïðî÷èõ ðàâíûõ óñëîâèÿõ ïî-ðàçíîìó ñìà÷èâàòü è ðàñòåêàòüñÿ ïî ïîâåðõíîñòè äâóõ ðàçíûõ òâåðäûõ ìåòàëëîâ.
Ïðèâåäåííûå âûøå ñâåäåíèÿ ïîêàçûâàþò, ÷òî ðàñòåêàíèå ðàñïëàâà çàâèñèò îò ïðèðîäû òâåðäîãî ìåòàëëà, íî õàðàêòåð ýòîé çàâèñèìîñòè, â ñâîþ î÷åðåäü, îïðåäåëÿåòñÿ ïðèðîäîé ïðèìåíÿåìîãî ôëþñà. Ñëåäîâàòåëüíî, ñìà÷èâàíèå ñëåäóåò ðàññìàòðèâàòü íå êàê èíäèâèäóàëüíîå ñâîéñòâî äàííîãî ìåòàëëà è äàæå íå êàê êîëëåêòèâíîå ñâîéñòâî ïàðû ìåòàëëîâ, à êàê îáîáùåííîå ñâîéñòâî êàæäîé êîíêðåòíîé òðîéíîé ñèñòåìû òâåðäûé ìåòàëë–ðàñïëàâ–ôëþñ. Òàêîå ïîíèìàíèå ìåõàíèçìà ñìà÷èâàíèÿ îòêðûâàåò øèðîêóþ âîçìîæíîñòü ðàçðàáîòêè òåõíîëîãè÷åñêèõ ïðîöåññîâ ñîåäèíåíèÿ ëþáûõ ìåòàëëîâ, ñìà÷èâàíèå êîòîðûõ â îáû÷íûõ óñëîâèÿõ êàæåòñÿ íåâîçìîæíûì.
Êà÷åñòâî ïàÿíîãî øâà âî ìíîãîì çàâèñèò îò ïðî÷íîñòè ñâÿçè ïðèïîÿ ñ ìåòàëëîì îñíîâû.
Ñìà÷èâàíèå òâåðäîé ìåòàëëè÷åñêîé ïîâåðõíîñòè ïðèïîåì ñâèäåòåëüñòâóåò î òîì, ÷òî ìåæäó àòîìàìè ïðèïîÿ è àòîìàìè ìåòàëëè÷åñêîé îñíîâû âîçíèêàåò ìåæàòîìíàÿ ñâÿçü. Ýòà ñâÿçü ÿâëÿåòñÿ ðåçóëüòàòîì ÷åòûðåõ ïðîöåññîâ:
– ðàñòâîðåíèå ìåòàëëà îñíîâû â ðàñïëàâëåííîì ïðèïîå ñ îáðàçîâàíèåì æèäêîãî ðàñòâîðà, ðàñïàäàþùåãîñÿ ïðè ïîñëåäóþùåé êðèñòàëëèçàöèè;
– äèôôóçèÿ ñîñòàâëÿþùèõ ïðèïîé ýëåìåíòîâ â òâåðäûé ìåòàëë îñíîâû î îáðàçîâàíèåì òâåðäîãî ðàñòâîðà;
– ðåàêòèâíàÿ äèôôóçèÿ ìåæäó ïðèïîåì è ìåòàëëîì îñíîâû ñ îáðàçîâàíèåì íà ãðàíèöå èíòåðìåòàëëè÷åñêèõ ñîåäèíåíèé;
– áåçäèôôóçèîííàÿ ñâÿçü.
 ïåðâîì ñëó÷àå ïðèïîé ïîñòåïåííî íàñûùàåòñÿ ðàñòâîðÿþùèìñÿ â íåì ìåòàëëîì ñ âîçìîæíûì îáðàçîâàíèåì òâåðäîé ôàçû, ïðåäñòàâëÿþùåé ñîáîé õèìè÷åñêîå ñîåäèíåíèå èç ýëåìåíòîâ, âõîäÿùèõ â ñîñòàâ ïðèïîÿ è ìåòàëëà îñíîâû. Ïðè îõëàæäåíèè ïðèïîÿ íà÷èíàåòñÿ êðèñòàëëèçàöèÿ íàèáîëåå òóãîïëàâêèõ ñîåäèíåíèé, êîòîðûå âûïàäàþò îáû÷íî ó ãðàíèöû ðàçäåëà (ðèñ.4à).
Âî âòîðîì ñëó÷àå â ñëîå òâåðäîãî ìåòàëëà, êîíòàêòèðóþùåì ñ ðàñïëàâëåííûì ïðèïîåì, îáðàçóåòñÿ çîíà òâåðäîãî ðàñòâîðà (ðèñ.4á), òîëùèíà êîòîðîé çàâèñèò îò òåìïåðàòóðû ðàñïëàâà, ïðîäîëæèòåëüíîñòè ïðîöåññà è õèìè÷åñêèõ ñîñòàâîâ ïðèïîÿ è îñíîâû.
Åñëè ðàñïëàâëåííûé ïðèïîé è îñíîâíîé ìåòàëë îáðàçóþò õèìè÷åñêîå (èíòåðìåòàëëè÷åñêîå) ñîåäèíåíèå, òî íà ãðàíèöå ðàçäåëà âîçíèêàåò õèìè÷åñêàÿ ðåàêöèÿ. Ìèêðîñòðóêòóðà ïàÿíîãî øâà â ýòîì ñëó÷àå ïðèâåäåíà íà ðèñ.4â.
Ïðî÷íàÿ ñâÿçü îñíîâíîãî ìåòàëëà ñ ïðèïîåì âîçìîæíà è áåç îáðàçîâàíèÿ êàêèõ-ëèáî ïðîìåæóòî÷íûõ çîí. Ïðèìåðîì ìîæåò ñëóæèòü ïàéêà æåëåçà ñâèíöîì, ñåðåáðîì èëè êàäìèåì. Íà ãðàíèöå ðàçäåëà ìåæäó ìåòàëëàìè íåò íè äèôôóçèè, íè ñëåäîâ ðàñòâîðåíèÿ (ðèñ.4ã), îäíàêî ïðî÷íîñòü î÷åíü âûñîêàÿ. Ñëåäîâàòåëüíî, äëÿ âîçíèêíîâåíèÿ ñâÿçè â ïàÿíîì øâå íå îáÿçàòåëüíî îáðàçîâàíèå äèôôóçèîííîé çîíû ìåæäó ìåòàëëàìè.  ýòîì ñëó÷àå ñâÿçü îáåñïå÷èâàåòñÿ ìåæàòîìíûì âçàèìîäåéñòâèåì è èìååò òó æå ïðèðîäó, ÷òî è ñâÿçè íà ãðàíèöàõ ìåæäó ñîïðèêàñàþùèìèñÿ êðèñòàëëàìè ïîëèêðèñòàëëè÷åñêîãî ìåòàëëà. Ñâÿçóþùèå àòîìû íå ëåæàò â ãåîìåòðè÷åñêèõ óçëàõ êðèñòàëëè÷åñêîé ðåøåòêè, è ñîâîêóïíîñòü èõ îáðàçóåò ïåðåõîäíóþ çîíó.
Äèôôóçèÿ â íåêîòîðûõ ñëó÷àÿõ ìîæåò ïðèâåñòè ê ïîâûøåíèþ ïðî÷íîñòè ñîåäèíåíèÿ çà ñ÷åò óâåëè÷åíèÿ ïëîùàäè êîíòàêòà ìåæäó äâóìÿ ñïëàâàìè. Îäíàêî îáðàçóþùèåñÿ ïðè äèôôóçèè èíòåðìåòàëëè÷åñêèå ñîåäèíåíèÿ î÷åíü õðóïêè è ïðèëîæåíèå íàãðóçêè âûçûâàåò ðàçðóøåíèå îáðàçîâàâøåéñÿ ñâÿçè ïî äèôôóçèîííîìó ñëîþ. Ïîýòîìó îáðàçîâàíèå äèôôóçèîííîãî ñëîÿ èíòåðìåòàëëè÷åñêèõ ñîåäèíåíèé ïðè ïàéêå, êàê ïðàâèëî, íå óëó÷øàåò, à óõóäøàåò ïðî÷íîñòü ñöåïëåíèÿ.
Ïðè ðàçðàáîòêå òåõíîëîãèè ïàéêè ñëåäóåò ïîäáèðàòü òàêèå óñëîâèÿ ïðîöåññà, êîòîðûå îáåñïå÷èâàþò õîðîøåå ñìà÷èâàíèå òâåðäîãî ìåòàëëà ïðèïîåì è, ïî âîçìîæíîñòè, ïðåäîòâðàùàþò îáðàçîâàíèå äèôôóçèîííîãî ñëîÿ èíòåðìåòàëëè÷åñêèõ ñîåäèíåíèé.
Ñïðàâî÷íèê ïàÿëüùèêà / Â.Å. Õðÿïèí, À.Â. Ëàêåäåìîíñêèé. Ì., Ìàøèíîñòðîåíèå, 1974, 328 ñ.
Ãîñòåé:
Ñêðûòûõ:
Âèäèìûõ:
Âñåãî:
