В табл. 5 приведены данные пределов прочности паяных соединений внахлестку из цветных сплавов и сталей, работающих при низких температурах.
Таблица 5. Значения предела прочности на срез соединений, паянных оловянно-свинцовым припоем ПОС 40.
Основной металл | Предел прочности, кгс/мм2, при температуре испытания, °С | |||||
-196 | -183 | -96 | -60 | +20 | +85 | |
Медь МЗ | 3,5 | 3,3 | 3,4 | 3,5 | 2,7 | 1,6 |
Латунь Л63 | 2,9 | 2,9 | 3,1 | 2,7 | 2,2 | 2,2 |
Сталь 12Х18Н9Т | 3,0 | 3,4 | 3,0 | 5,0 | 3,2 | 2,0 |
На рис. 21 и 22 показаны полученные экспериментальные зависимости прочности стыковых образцов из инструментальной и низкоуглеродистой стали, паянных чистыми серебром и медью.
Из этих рисунков следует, что с уменьшением толщины шва прочность соединения возрастает, максимальная прочность достигается при зазорах, меньших 0,1 мм.
При пайке нержавеющей стали серебряным, кадмиевым и цинковым припоями показали, что прочность на разрыв увеличивается по мере уменьшения толщины паяного шва. Снижение предела прочности паяного соединения с очень малым зазором объясняется дефектами в шве.
Рис. 21. Зависимость прочности паяных соединений встык от величины зазора (припой - медь).
Рис. 22. Зависимость прочности паяных соединений встык от величины зазора (припой - серебро).
Толщина шва влияет на прочность соединения при различных нагрузках.
Пайка образцов из низкоуглеродистой стали (с содержанием углерода 0,4%) толщиной листа 10 мм производилась медно-цинковым сплавом Л70 в печи с температурой 1000° С, флюс - плавленая бура Na2B407. Зазор паяного шва составлял 0,03; 0,07; 0,12; 0,15; 0,20 мм.
При испытании на разрыв образец имел размеры 12,5 X 9,0 X 160 мм, при испытаниях на изгиб 25 X 100 мм. При испытаниях на усталость прочность определялась при изгибе с вращением.
Образец с размерами 38 X 5 X 90 мм подвергался воздействию знакопеременной нагрузки. Схема испытаний образцов представлена на рис. 23.
Результаты испытаний образцов из низкоуглеродистой стали (пайка производилась медным, цинковым, кадмиевым, никелевым припоями), свидетельствуют о том, что при изменении ширины зоны сплавления прочность на разрыв остается неизменной.
Но следует отметить, что в этом случае прочность припоя и прочность основного металла (низкоуглеродистой стали) практически одинаковы (~ 42 кгс/мм2).