Пайка металлов .(пайка твёрдыми и мягкими припоями)

Пайкой называется технологический процесс соединения металлических заготовок без их расплавления посредством введения между ними расплавленного промежуточного металла-припоя. Припой имеет температуру плавления более низкую, чем температура плавления материалов соединяемых деталей, при этом вследствие взаимной диффузии атомов припоя и основного материала образуется прочное неразъемное соединение.

Пайка является прогрессивным способом получения неразъемных соединений и широко применяется в промышленности и в быту:

· для выполнения монтажных операций при изготовлении приборов, сборке радио, телевизионной и электронной аппаратуры, холодильников и др.;

· для получения сборных корпусных и других деталей (рамы велосипедов, корпуса судов, ключи, барашки и др.);

· для антикоррозионных и декоративных покрытий (котлы, самовары, консервные банки, украшения и др.);

· для ремонта различных изделий (приборы, аппаратура, кастрюли и др.);

При пайке происходит взаимодействие жидкости (расплавленный припой) и твердого тела (соединяемые детали).

Различные жидкости по отношению к твердому телу имеют различную степень смачивания поверхности, которая зависит от следующих основных факторов:

· природы жидкости и твердого тела и определяется величиной молекулярного сцепления жидкости и твердого тела, а также величиной поверхностного натяжения жидкости;

· чистоты поверхности твердого тела; даже незначительное загрязнение поверхности окислами, жировыми и другими веществами резко снижает степень смачивания.

Жидкости, обладающие высокой степенью смачивания относительно данного твердого тела, способны покрывать его поверхность тонким равномерным слоем (растекаться), а также обладают капиллярными свойствами, т.е. способностью всасываться капиллярными каналами.

Эти общие закономерности взаимодействия жидкости и твердого тела и лежат в основе процесса пайки.

Для обеспечения нормального хода процесса пайки необходимо помнить следующие условия.

1. Правильно подбирать припой для данного конкретного случая пайки, чтобы он хорошо смачивал поверхности деталей (например, медь нельзя паять свинцом, т.к. свинец не смачивает медь).

2. Тщательно очистить поверхности деталей от окислов, жировых и других загрязнений, так как загрязненные поверхности плохо или вообще не смачиваются даже при правильно подобранном припое, а следовательно процесс пайки становиться невозможным.

3. Для повышения степени смачивания поверхностей припоем необходимо применять флюсы - вещества, служащие для растворения и удаления окислов, а также защиты от окисления поверхностей деталей в процессе пайки.

4. При пайке контактирующие поверхности деталей должны быть прогреты до температуры выше температуры плавления припоя на 50-60 ⁰С, так как при недостаточном прогреве жидкотекучесть припоя уменьшается, а следовательно, уменьшается растекаемость и заполнение шва припоем.

5. Выдержать зазор между соединяемыми деталями в пределах от 0, 02 до 1, 15 мм. При правильном зазоре механические свойства шва значительно выше, так как во-первых, действуют капиллярные силы и этим обеспечивается хорошее заполнение шва припоем, во-вторых, при малой толщине слоя припоя (малый зазор) в результате диффузии атомы соединяемых деталей проникают и распределяются в припое на всю толщину. Химический состав припоя при этом изменяется и механические свойства улучшаются. При большом зазоре прочность шва равна прочности припоя, а его прочность, как правило, низкая.

Различают два вида пайки: 1) пайку мягкими припоями, если температура плавления припоя не превышает 400 ⁰С; 2) пайку твердыми припоями, если температура плавления припоя выше 400 ⁰С.

Механическая прочность паянных швов при пайке мягкими припоями составляет 50-70 МПа, а при пайке твердыми припоями - около 400 МПа.

Нагрев при пайке может осуществляться паяльниками, горелками, в печах, ТВЧ, контактным способом, а также способом окунания деталей в расплавленный припой. Способ нагрева в каждом конкретном случае выбирается в зависимости от способа пайки и характера выполняемой работы.

При пайке мягкими припоями применяют в основном следующие припои: 1) оловянно-свинцовые (ПОС), имеющие температуру плавления 183-277 ⁰С, представляющие собой сплавы олова и свинца с добавкой 1, 5-2% сурьмы; 2) малооловянистые и безоловянистые, имеющие температуру плавления 304-372 ⁰С, представляющие собой сплавы свинца с оловом, сурьмой и цинком; 3) легкие припои (ПОСК 50; ПОСВ 33; ПОК 56 и др.), имеющие температуру плавления 60, 5-145 ⁰С, представляющие собой сплавы олова, висмута, свинца и кадмия, они применяются в том случае, когда соединяемые детали нельзя нагревать до высоких температур, а также в особых случаях, когда требуется иметь соединение, расплавляющееся при невысоких температурах (спринклерные головки и др.); 4) специальные припои, используемые в особых случаях (например, для пайки алюминия используют припои оловянно-кадмиевые Авиа-1 и Авиа-2, так как цинк и кадмий хорошо диффундируют в алюминий).

В качестве флюсов при пайке мягкими припоями применяют следующие материалы: 1) хлористый цинк (30% раствор хлористого цинка в воде) для пайки черных и цветных металлов; 2) канифоль натуральную для пайки монтажных соединений меди и ее сплавлв; 3) пасту, состоящую из канифоли, хлористого цинка и вазелина, для пайки черных и цветных металлов и другие флюсы.

При пайке твердыми припоями наиболее широкое распространение получили следующие припои: 1) чистая электролитичекая медь марок М1 и М2, температура плавления 1083 ⁰С, применяется для пайки сталей и твердых сплавов: 2) медноцинковые припои (ПМЦ-36, ПМЦ-54, а также латуни Л62, Л68), температура плавления 845-900 ⁰С, применяются для пайки черных и цветных металлов; 3) серебряные припои (ПСр-72, ПСр-52, ПСр-25 и др.), температура плавления 635-870 ⁰С, применяются для пайки черных и цветных металлов, обеспечивают получение высококачественных швов и другие припои.

В качестве флюсов при пайке твердыми припоями применяют следующие составы: 1) для сталей и медных сплавов используют буру в виде порошка, пасты или смеси буры и борной кислоты (при использовании медных припоев); 2) для пластин твердого сплава серебряными припоями применяют флюс, состоящий из 43% фтористого калия и 57% борной кислоты; 3) для пластин алюминия алюминиевыми припоями применяется флюс, состоящий из 25-35% хлористого лития, 12-18% фтористого калия, 18-15% хлористого цинка и 59% хлористого калия.

Пайка мягкими и твердыми припоями выполняется примерно в одинаковой последовательности.

1. Контактирующие поверхности соединяемых деталей тщательно очищаются от ржавчины, окалины и загрязнений.

2. Зачищенные поверхности подгоняются так, чтобы было обеспечено хорошее прилегание деталей.

3. Подогнанные поверхности обезжириваются и, если детали не подлежат предварительной сборке, обрабатываются флюсами.

4. Производится предварительная сборка деталей с обеспечением необходимых зазоров.

5. Производится нагрев деталей и в зазор вводится расплавленный припой (при пайке твердым припоем он вводится предварительно в зону расплавления).

6. После охлаждения детали освобождаются от крепления, тщательно очищаются от флюса и наплавов припоя и осматриваются для определения качества пайки.

1 2 3 4

 

⇐ Предыдущая891011121314151617Следующая ⇒

Поделиться: