Лазерная пайка: повышение надежности в конструкции космических аппаратов

Пайковые сплавы критически важны для аэрокосмики. Пайка используется во всей отрасли — от лопаток турбин аэродвигателей до ракетных сопел и гидравлических сборок. Прочная связь, получаемая при пайке, способствует надежности и прочности компонентов в отрасли, опирающейся на экстремально низкие показатели отказов.

Почему пайка используется в аэрокосмике

Пайка соединяет два металла нагреванием и плавлением наплавляющего материала, который связывается с обеими деталями. Чтобы классифицироваться как пайка, процесс должен происходить при температуре выше 450 °C. Наплавочный материал также должен иметь температуру плавления ниже, чем у двух металлических деталей. Существует несколько причин, почему пайка используется в аэрокосмической отрасли.

• Несколько деталей можно обрабатывать одновременно.
• Несколько соединений можно формировать одновременно.
• Минимальные деформации деталей, так как вся сборка нагревается и остывает равномерно.
• Разнородные материалы с разными коэффициентами теплового расширения, включая керамику, можно соединять.

Пайковые сплавы на основе благородных металлов

Космическая разведка дорога, и затраты нужно сокращать везде, где возможно, чтобы оставаться в деле. Благородные металлы вроде палладия и золота редки, и становятся еще редче. Поэтому стоимость изготовления пайковых сплавов на основе благородных металлов растет. Но поскольку отказы должны быть исключены, существует нежелание отказываться от пайковых сплавов на благородных металлах.

Много исследований, разработок и данных доказали надежность пайковых сплавов на благородных металлах. Понятно, почему аэрокосмическая отрасль не хочет от них отказываться. К счастью, производители исследуют и разрабатывают сплавы на основе неблагородных металлов. Они такие же прочные, как свои благородные аналоги, но доступны за долю стоимости.

Современные достижения в пайке

Вводятся новые активные пайковые сплавы, способные соединять металлы и керамику. Эти сплавы позволяют соединять металлы напрямую с керамикой без металлизации. Это позволяет паять некоторые керамические датчики к космическим аппаратам в любом нужном месте. Пайка с правильными сплавами критична, так как после квалификации процесса отказы редки. Обычно отказывает вся сборка, а не только пайковое соединение.

Металлические детали, которые нельзя соединить традиционными процессами, могут использовать лазерную пайку как альтернативу. Лазер служит источником тепла. Когда лазер нагревает металлические детали и плавит наплавку, зазор между компонентами действует как капилляр для наплавки, чтобы она текла и связывалась с компонентами. Лазеры часто интегрируют с роботизированной пайкой.

Genesis Systems, компания IPG Photonics, предлагает лазерные решения и экспертизу автоматизации для производства в авиации, космосе и обороне.