Development of resource-saving and environmentally safe beryllium bronze soldering technology

Abstract

Наведено результати дослідження можливості отримання нероз’ємного з’єднання берилієвої бронзи та срібла з використанням способу паяння. Розроблено технологічний процес виготовлення паяного силового високовольтного контакту роз’єднувача з берилієвої бронзи та срібної контактної пластини. Розроблено склад флюсу й технологію пічного паяння без використання вакууму та захисної атмосфери. Якість паяного з’єднання оцінювали: візуально; механічним випробуванням – методом сколювання контактної пластини при дотичному ударному навантаженні; електричними випробуваннями – вимірювання перехідного опору й випробування на нагрівання. Обрано склад припою, який забезпечує необхідні технологічні властивості виробу, а саме електропровідність та механічну міцність спаю. Встановлено можливість проведення паяння берилієвої бронзи зі срібною контактною пластиною методом пічного паяння з використанням флюсів на основі солей NaCl : CaCl2 : CaF2 відповідно (24 : 61 : 15% мас) у середовищі атмосфери. Показано можливість паяння берилієвої бронзи БрБ2 у середовищі атмосфери з використанням дослідного флюсу на базі евтектики системи NaCl–CaCl2 (28…72% мас.) із додаванням 15% CaF2 по шару міді. Розроблено технологію паяння берилієвої бронзи БрБ2 зі срібними контактними пластинами срібним припоєм ПСр68. Процес паяння поєднано з операцією гартування, що дозволяє уникнути додаткової термічної операції; залишки флюсу видаляються при гартуванні і фактично не потребують додаткової операції очищення; застосовані припій, компоненти флюсу та технології нанесення шару міді не дефіцитні та відносно дешеві, що дозволяє суттєво знизити собівартість виробу при дотриманні вимог технічного завдання. Розроблений технологічний процес дозволяє відмовитися від використання вакуумних установок і токсичних флюсів, що відповідає екологічно безпечній технології паяння берилієвої бронзи.

The composition of the solder, which provides the necessary technological properties of the product, namely, electrical conductivity and mechanical strength of the junction was selected. The possibility of brazing beryllium bronze with a silver contact plate by furnace brazing using fluxes based on NaCl: CaCl2: CaF2 salts, respectively (24: 61: 15% mass) in the atmosphere was established. The possibility of brazing BrB2 beryllium bronze in the atmosphere using a research flux based on the eutectic of the NaCl – CaCl2 system (28…72% wt.) adding 15% CaF2 over a copper layer is shown. The technology for brazing beryllium bronze BrB2 with silver contact plates with silver solder PSr68 has been developed. The brazing process is combined with the hardening operation, which allows avoiding additional thermal operations; flux residues are removed during hardening and do not actually need additional cleaning operations; applied solder, flux components and technologies for applying a layer of copper are not scarce and relatively cheap, which can significantly redu ce the cost of the product, subject to the requirements of the technical specifications. A technological process that makes it possible to refuse of using vacuum systems and toxic fluxes has been developed.