Драгоценные металлы находят применение в различных обла­стях промышленности, но наиболее широко применяются для изго­товления электрических контактных деталей.

Ежегодно для всех типов электрической аппаратуры требуются миллионы контактных деталей, используемых для включения элек­трических контуров в цепь и отключения их. Обычно это небольшие детали, которые присоединяются к оборудованию различными спо­собами; общепринятым считается присоединение контактов пайкой.

Разнообразные условия, при которых работают электрические контакты, требуют, чтобы материалы, из которых выполнены эти детали, имели широкий диапазон физических характеристик. Для удовлетворения этих требований создано большое количество раз­личных сплавов драгоценных металлов. Серебро, золото и платина применяются для изготовления контактных деталей отдельно или в комбинации с различными сплавами. Серебряные сплавы, в ча­стности, получают или непосредственным сплавлением серебра с другими металлами или, в случае применения тугоплавких эле­ментов, путем порошковой металлургии.

В качестве легирующих добавок к серебру наиболее часто ис­пользуют медь, цинк, кадмий, никель, молибден, вольфрам и железо, а также различные неметаллические материалы, такие как углерод и тугоплавкие окислы. Эти неметаллические материалы предотвра­щают прилипание и расплавление контактов при эксплуатации, но ухудшают растекание припоя на паяемых контактах, что может усложнить процесс пайки. Серебро также подвергается водородному охрупчиванию (см. гл. 2).

Для пайки контактов можно применять любые стандартные се­ребряные припои (BAg). Эти припои обычно предварительно раз­мещают в виде тонкой полооки, вырезанной в форме, соответст­вующей форме контакта. Удобно также наносить на соединяемые поверхности пасту, сделанную из порошкообразного припоя или опилок, смешанных с флюсом. Такие материалы для изготовления контактов, как чистое серебро или сплавы серебра с медью, также покрывают тонким слоем припоя с одной стороны. Нанесение при­поев в такой форме значительно облегчает труд при сборке боль­шого количества мелких контактов.

В большинстве случаев электрические контакты бывают малых размеров и их нужно припаивать к различным держателям из чер­ных и цветных металлов. Контакты обычно припаивают на плоскую поверхность или на поверхность, имеющую углубления, соответст­вующие форме припаиваемого контакта. Таким образом, вопросы соединительных зазоров, различия в коэффициентах теплового рас­ширения и конструирования соединений имеют в данном случае относительно небольшое значение.

Наиболее широко применяются пайка в печи и пайка сопротив­лением. Пайка сопротивлением осуществляется на точечных сва­рочных машинах или спаренными угольными электродами на пор­тативном аппарате. Так как электрические контакты обычно имеют относительно высокую электропроводность, то предпочтительно применять на точечных сварочных машинах угольные или вольфра­мовые электроды, чтобы необходимое тепло накапливалось непо­средственно в электродах, а подлежащий пайке узел нагревался за счет теплопроводности. Время нагрева при этом процессе пайки очень короткое и соединяемые поверхности не подвергаются интен­сивному окислению. Поэтому применяемый флюс наносят в виде тонкой пленки и в жидком состоянии. Сухой флюс или флюс в ёиде пасты является плохим проводником тепла и создает помехи при течении тока через соединение. Это приводит к образованию окис - ной пленки на соединяемых поверхностях, отчего растекание припоя ухудшается.

Пайка в печи производится всегда с контролируемой атмосфе­рой. Хотя флюс рекомендуется применять даже при пайке в сильно восстановительной атмосфере, большинство соединений описывае­мого типа выполняется без флюса, так как размещение флюса на большом количестве мелких узлов удлиняет процесс пайки; кроме того, флюс быстро разрушает углубления, предусмотренные для удерживания и фиксации контактов. Так как температура пайки ниже температуры восстановления любых образовавшихся окисных пленок, то для успешной пайки контактов без флюса требуется сильно восстановительная атмосфера с низким содержанием влаж­ности, которая предотвращала бы окисление припоя. Подлежащие пайке поверхности следует особо тщательно предварительно очи­щать от грязи и окисной пленки.

Большинство материалов, применяемых для изготовления кон­тактов, легко поддается пайке обычными способами, но в некоторых случаях требуется специальная подготовка поверхностей. Присут­ствие графита в смеси с серебром может сильно ухудшить процесс пайки. Иногда прибегают к выжиганию графита путем нагрева со­единяемых поверхностей в условиях окисления перед пайкой. Окись кадмия перед пайкой удаляют с соединяемых поверхностей химиче­ским путем. Так как материалы для контактов изготовляются обыч­но методом порошковой металлургии, то присоединение контактов можно производить при помощи пайки чистым серебром, которым покрыты соединяемые поверхности. Для пайки контактов с высоким содержанием молибдена требуется' специальный припой. В этом случае к припою добавляют фосфор, который обеспечивает удов­летворительное смачивание припоем поверхностей основного ме­талла.

В кратком обзоре нельзя описать все возможные случаи пайки, поэтому для определения наилучшего метода присоединения кон­тактов при помощи пайки в специальных случаях необходимо поль­зоваться консультацией заводов-поставщиков.

Типичные случаи применения пайки

ГЛАВА 22