Montagpena.ru

Строительство и Монтаж
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Пайка твердыми припоями

Пайка твердыми припоями

Имеется несколько способов пайки твёрдыми припоями. Эти способы могут быть классифицированы (фиг. 212) по способу нагрева металла в процессе пайки. Твёрдые припои иногда разделяются на тугоплавкие с температурой плавления 875—1100° и легкоплавкие с температурой плавления ниже 875°. Отельную группу составляют алюминиевые припои. Обычные твёрдые припои разделяются на медные, медноцинковые , медноникелевые и серебряные. Наиболее важные твёрдые припои стандартизованы.

Состав и примерное назначение медноцннковых припоев по ГОСТ 1534-42 даны в табл. 24. Состав и примерное назначение серебряных припоев по ОСТ 2982 даны в табл. 25.

Кроме указанных стандартных припоев, представляют известный интерес и могут находить промышленное применение припои, указанные в табл. 26. В ряде случаев в качестве припоя используется технически чистая медь в температурой плавления 1083°.

. Кристаллическая десятиводная бура начинает плавиться при 75е, по мере усиления нагрева постепенно теряет воду, сильно вспучиваясь и разбрызгиваясь, и переходит в безводную соль — плавленую или жжёную буру, плавящуюся при 783°. Бура в расплавленном состоянии может быть нагрета до высоких температур без заметного испарения, весьма жидкотекуча и энергично растворяет окислы многих металлов, в особенности окислы меди.

, благодаря которой флюс становится более густым

фтористый калий KF и другие галоидные соли щелочных металлов.

Для пайки нержавеющей стали применяется смесь из равных частей буры и борной кислоты, замешанных до густоты пасты на насыщенном водном растворе хлористого цинка.

Для пайки серого ковкого чугуна в флюсы часто вводятся сильные окислители, например хлорат калия, перекись марганца, окись железа и т. д., для выжигания графита и увеличения чистой металлической поверхности, смачиваемой припоем.

Флюсы могут иметь форму порошка или пасты. Применяются также флюсы и в виде жидких растворов, например раствор буры в горячей воде. Иногда целесообразно применять прутки припоя, покрытые с поверхности флюсом. Флюсующее действие могут производить составные части самого припоя. Например, фосфор, окисляясь в фосфорный ангидрид, является хорошим флюсом для меди и медных сплавов, восстанавливая окислы и переводя их в легкоплавкие фосфорно-кислые соединения. Поэтому фосфористые медные припои не требуют флюсов для пайки медных сплавов, что очень удобно на практике.

Порошкообразные флюсы можно посыпать тонким слоем на кромки, причём часто применяется предварительный подогрев кромок, с тем, чтобы частицы флюса плавились, прилипая к металлу, и не сдувались пламенем горелки при пайке. В порошкообразный флюс можно также обмакивать конец прутка припоя, нагретый выше температуры плавления флюса, который прочно пристаёт к прутку.

Пасты и жидкие растворы наносятся кистью или в них обмакивается припой. Можно изготовлять пасту из флюса с порошкообразным припоем и наносить её на кромку перед пайкой.

Для пайки имеют важное значение подготовительные работы, часто определяющие качество соединения. Широко применяются три основные формы паяных соединений: нахлёсточное , стыковое и соединение в ус (фиг. 213). Наиболее распространённым является нахлёсточное соединение, удобное для выполнения и весьма прочное. Увеличивая перекрытие нахлёсточного соединения, можно повышать его прочность и в большинстве случаев достигнуть равнопрочности с основным металлом. Стыковое соединение обладает лучшим внешним видом и при хороших припоях и правильном выполнении часто может обеспечить достаточную прочность (предел прочности может доходить до 40—45 кг/мм2). Стыковое соединение применяется в тех случаях, когда удвоение толщины металла нежелательно. Соединение в ус, требующее усложнённой подготовки кромок, совмещает преимущества стыкового и нахлёсточного соединений и обеспечивает хороший внешний вид и отсутствие выступающих кромок и удвоения толщины. Соединение в ус даёт возможность достичь равнопрочности с целым сечением за счёт увеличения рабочей площади соединения.

Читайте так же:
Почем принимают старые аккумуляторы

Существенное значение имеет величина зазора между соединяемыми кромками, которая должна быть малой как для улучшения всасывания жидкого припоя действием капиллярных сил, так и для увеличения прочности соединения. Для серебряных припоев рекомендуется зазор 0,05— 0,08 мм, для пайки медью в защитном газе рекомендуются зазоры не более 0,012 мм. Строгие требования к величине зазора предписывают достаточно чистую механическую обработку поверхностей, так как грубая обработка, например опиловка напильником или опескоструивание , может быть причиной чрезмерного расхода припоя в соединении и резкого падения его прочности.

Для получения хорошего смачивания припоем, поверхность, подлежащая пайке, должна быть безукоризненно чистой.

Обезжиривание может производиться горячей щёлочью, три-хлорэтиленом или четырёххлористым углеродом. Окислы удаляются травлением в кислотах с последующей тщательной промывкой и сушкой.

Механическая чистка производится протиркой концами, тонкой наждачной шкуркой, шлифованием тонкими номерами шлифовальных кругов, щётками и т. д. При сборке часто применяется предварительное нанесение флюса на кромки с размещением припоя между кромками; в этом случае применяется припой в форме фольги или тонкого порошка, или же припой в виде проволоки или ленты, помещаемой около места пайки.

Собранные детали перед пайкой должны быть достаточно прочно скреплены сжимами, проволочными связками, шпильками, точечной сваркой и т. д. с тем, чтобы устранить возможность смещения деталей при нагреве и в процессе пайки. Поверхность изделий, которая не должна облуживаться , покрывается перед пайкой пастой из мела, глины, графита или их смесей, или смачивается раствором хромовой кислоты и т. п. веществами, устраняющими прилипание припоя к поверхности изделия.

Методы пайки

Методы пайки определяются химическими свойствами припоя, флюса и металла и режимом пайки (температура, время и т.д.) В зависимости от источника тепла осуществляется пайка следующими способами :

  1. пайка в печах ;
  2. пайка сопротивлением;
  3. индукционная пайка ;
  4. пайка паяльниками;
  5. пайка газовыми горелками.
  6. пайка погружением в расплавленный припой ;
Читайте так же:
Настройка инструмента вне станка с чпу

В качестве припоя используются чаще всего сплавы металлов.

Основные требования к припоям:

1. Иметь температура плавления как минимум на 50-100 о С ниже температуры плавления паяемых металлов.

2. Обеспечивать хорошее смачивание металла и хорошее заполнение шва пайки.

3. Образовывать прочные, пластичные и корррозионно- устойчивые швы.

4. Иметь коэффициент линейного расширения не отличающийся резко от коэффициента линейного расширения паяемых металлов.

Припои делятся на две группы : мягкие (температура плавления ниже 500 о С), и твердые (выше 500 о С).

Мягкая пайка дает относительно невысокую механическую прочность, используется для деталей, работающих при невысокой температуре и небольших вибрационных ударных нагрузках : радиаторы, топливные баки, электрические провода и т.д. Наиболее распространенные оловянно-свинцовые (олово в чистом виде как припой не используется) припои ( цифра в названии припоя означает содержание в нем олова) : ПОС-18 (17-18% олова, 2-2,5% сурьмы и 79-81% свинца) используется для пайки неответственных деталей ; ПОС-30 и ПОС-40 — для швов, имеющих достаточную прочность и надежность, ПОС-50 и ПОС-61 — для деталей, швы у которых не должны окисляться при работе (электрооборудование и др.).

Твердая пайка выполняется в том случае, когда необходимо иметь прочный шов или шов, работающий при высоких температурах (топливо- и маслопроводы, контакты реле, и т.д.). К твердым припоям относятся : медные, медно-цинковые, латунные, алюминиевые и серебряные. Медно-цинковые припои (первая цифра в названии припоя означает содержание меди в припое, остальное цинк и небольшое количество примесей) : ПМЦ-36 — для пайки латунных изделий ; ПМЦ-48 — для деталей из медных сплавов, не подвергающихся ударным нагрузкам и изгибу; ПМЦ-54 — для пайки меди, бронзы и стали, не подвергающихся ударным нагрузкам.

Для получения эластичного и прочного соединения используются в качестве припоев латуни Л-62 и Л-68. (сплав меди с цинком — до 80% , с добавками алюминия, свинца, никеля — до 10%).

Для пайки ответственных конструкций используются серебряные припои : ПСр-12 ( 36%меди, 12%серебра, не более 1,5% примесей, остальное цинк); ПСр-45 для пайки латуни, меди и бронзы (контакты проборов электрооборудования) ;ПСр-70 для пайки электрических проводов, требующих низкого электрического сопротивления в местах пайки.

Для пайки деталей из алюминия и его сплавов используются алюминиево -кремниевые припои (силумины) и алюминиево — медные сплавы (34А и 35А). Припой 35А имеет более высокие механические качества и выше температуру плавления , чем 34А.

Для удаления с поверхности окисных пленок и защиты их от дальнейшего окисления служат флюсы, которые или растворяют окислы, или химически взаимодействуют с окислами и которые в виде шлака всплывают на поверхность шва. Также флюсы способствуют улучшению смачивания поверхностей пропоем. Температура плавления флюса должна быть ниже температуры плавления припоя.

При пайке мягкими припоями применяются нашатырь (или хлористый аммоний), водный раствор хлористого цинка и хлористого аммония с концентрацией 20-50%. Соляную кислоту в качестве флюса не используют, а применяют водный раствор хлористого цинка, который получают травлением водного раствора соляной кислоты цинком:

Читайте так же:
Сварка алюминия в домашних условиях газовой горелкой

HCl + Zn2→ Zn Cl2 +H2.

Для исключения дальнейшей коррозии паяных деталей применяют канифоль, которую необходимо наносить на место пайки, но не на паяльник, т.к. при перегреве на паяльнике она может потерять свои флюсующие свойства.

При пайке твердыми припоями в качестве флюса используют буру или смесь её с борной кислотой и борным ангидридом. Подбором количества борного ангидрида изменяют температуру плавления флюса.

Паяние деталей мягкими припоями выполняется чаще всего с помощью паяльников (медных и электрических), а твердыми припоями — газовыми горелками или индукционным нагревом. Рабочая часть паяльника натирается нашатырем для удаления окислов, облуживается. Поверхность шва обезжиривается флюсом, паяльником расплавляется и переносится припой на место пайки и равномерно распределяется по ней.

Детали ходовой части строительных и дорожных машин имеют очень большой износ. В этом случае для восстановления их целесообразно применять заливку жидким металла (литейную сварку), т.к. другие способы (автоматическая наплавка, постановка бандажей и т.д.) не дают хорошего качества и очень дороги.

Деталь нагревают и помещают в кокиль, тоже нагретый до 200-250 о С. Через летники заливают в кокиль жидкий чугун или сталь, которые заполняют пространство между изношенной деталью и стенкой кокиля, происходит сварка металла, компенсирующая износ. Для деталей ходовой части последующей механической обработки не требуется. По сравнению с другими способами стоимость восстановления снижается в два-три раза, а долговечность находится на уровне новой детали.

Пайка твердыми и мягкими припоями

Основным инструментом при пайке мягкими припоями служит электрический паяльник. Детали перед пайкой тщательно очищают и обезжиривают каким-нибудь растворителем (уайт-спирит, бензин Б-70, ацетон), но не целиком, а лишь в местах, подвергаемых спайке.

Очищенные места смазывают флюсом и залуживают (покрывают оловом). Затем детали прикладывают друг к другу надлежащим образом, фиксируют или стягивают зажимами в этом положении и прогревают шов паяльником. Прогрев шва считается достаточным в том случае, когда припой, расплавившись, частично вытекает из зазора. После этого детали охлаждают на воздухе, и пайку можно считать законченной.

Тип шва выбирают перед пайкой мягкими припоями в зависимости от назначения конструкции. Там, где необходимо обеспечить прочность соединения, детали паяют швом внахлестку ( рис. 37, А ). Если же соединению, кроме прочности, хотят придать хороший внешний вид, применяют шов встык с накладкой (рис. 37, Б ).

При изготовлении различных емкостей, бачков, заглушек и т. п. следует применять определенные типы паяных швов ( рис. 37, В ).

Читайте так же:
Почему олово не прилипает к металлу

Пайка твердыми припоями (тугоплавкими) небольших деталей ведется с помощью фефки ( см. рис. 14, В ), в особенности если пайке подвергаем проволоку, ювелирные изделия и т. д. Во всех других случаях обычным инструментом служат горелки.

Швы, которые применяют в этом случае, такие же, как и в предыдущем параграфе ( рис. 37, А, Б, В ). Кроме того, твердыми припоями можно паять детали встык без накладки. Но сам процесс пайки происходит немного иначе.

Перед пайкой следует точно подогнать детали друг к другу: зазор в районе будущего шва не должен превышать 0,1 мм. Эту подгонку завершаем очисткой и обезжириванием деталей в зоне пайки. Затем детали прочно закрепляем вместе в том виде, как это требуется, используя проволочные бандажи, струбцины, прихваты и пр. Скрепленные детали подогреваем; такой подогрев облегчает в целом пайку. Берем припой в виде проволоки или полоски, по длине равный длине шва, нагреваем слегка и опускаем во флюс.

Проволочка обволакивается флюсом. Получившийся «бутерброд» флюса и припоя переносим в зону шва и укладываем ровно над зазором. От разогретых деталей флюс плавится и затекает во все щели шва. Не дожидаясь, пока закончится растекание флюса, начинаем греть шов горелкой до тех пор, покуда не начнется плавление припоя. Расплавленный припой равномерно затекает в шов, и как только он заполнит весь зазор, нагрев детали прекращаем. Даем возможность спаянным деталям остыть на воздухе до 250—300°С, после чего опускаем их (ни в коем случае не голыми руками!) в холодную воду. Вода сама по себе очистит паяный шов от окалины и остатков флюса, а нам останется лишь протереть детали насухо.

Длинные швы паяем точно так же, но не сразу, а по участкам. При этом надо следить за тем, чтобы участки слегка находили друг на друга, иначе говоря, чтобы не оставалось пропусков. Шов должен быть непрерывным, тогда он обеспечит конструкции и прочность, и герметичность.

Рис. 37. А — паяный шов внахлестку; Б — шов встык с накладкой; В — паяные соединения бачков и заглушек.

Пайка мягкими и твердыми припоями

Пайкой называется технологический процесс получения неразъемных соединений, выполняемый с применением припоя — проволоки из сплава, имеющего температуру плавления более низкую, чем температура плавления основного металла. В результате взаимодействия расплавленного при определенной температуре припоя с кромками основного металла и последующего остывания образуется спай. Кромки основного металла соединяются (спаиваются) вследствие эффекта смачивания их поверхностей, взаимного растворения и диффузии (проникновения) припоя и основного металла в зоне шва (спая). В связи с развитием современных ресурсосберегающих технологий процесс пайки находит широкое применение при изготовлении продукции машиностроения, приборостроения,

электротехнической и электронной промышленности. По сравнению с другими методами получения неразъемных соединений (в том числе и по сравнению со сваркой) пайка имеет ряд преимуществ: простота

Читайте так же:
Прицеп для мотоблока своими руками размеры

выполнения операции, сохранение размеров и формы соединяемых деталей, сохранение неизменного химического состава и физико­механических свойств паяемых материалов. Кроме того, при пайке отпадает необходимость в последующей механической и термической

обработке, легче получаются соединения в труднодоступных местах и есть возможности для механизации и автоматизации процесса пайки. Процесс получения паяного соединения газопламенной горелкой состоит из нескольких стадий. Подготовка деталей перед пайкой аналогична подготовке под сварку. Перед предварительным нагревом для защиты металла от окисления на детали наносят флюс. При пайке применяют горелку, как правило, малой мощности. Состав пламени, присадочную проволоку и флюсы подбирают в зависимости от паяемого металла. Восстановительным пламенем производят пайку меди, бронз, латуни и различных сталей. Нейтральным пламенем паяют, как правило, сплавы цветных металлов специального назначения. Пламенем горелки осуществляют общий или местный нагрев до температуры пайки. Обычно температура пайки превышает температуру плавления припоя на 30—50 °С. Затем расплавляют припой, который смачивает соединяемые поверхности и заполняет зазор соединения. Исходя из условий образования соединения, припои должны удовлетворять следующим основным требованиям: иметь температуру плавления ниже температуры плавления паяемых материалов; хорошо смачивать поверхность соединяемых материалов, хорошо растекаться по ним и заполнять капиллярные зазоры; не вызывать в последующем химическую эрозию, не подвергаться старению; не изменять свои физико-механические свойства в процессе эксплуатации изделия. Припои классифицируют по следующим основным признакам: температуре плавления —

особолегкоплавкие до 145 °С, легкоплавкие до 450 °С, среднеплавкие до 1100 °С, высокоплавкие до 1850 °С, тугоплавкие свыше 1850 °С; способу образования — готовые, образующиеся в процессе пайки; химическому составу (основному компоненту) — оловянные, медные, никелевые, марганцевые, железные, титановые, серебряные, золотые и т. д.; способности к флюсованию — флюсуемые и самофлюсующиеся; виду полуфабриката — листовые, ленточные, проволочные, порошковые и др. Выбор марки припоя и метода нанесения определяется конструкцией и требованиями, предъявляемыми к соединению. В настоящее время разработано большое количество всевозможных припоев и флюсов. Различают два основных вида пайки: мягкими и твердыми припоями. Мягкие припои имеют невысокую механическую прочность и их плавление осуществляется при температуре до 400 °С. Прочность твердых припоев значительно выше, а температура плавления — свыше 550 °С. Пайку мягкими припоями применяют главным образом для получения плотного соединения деталей, не подверженных значительным нагрузкам. Широко известны припои оловянно-свинцовые (ПОС). Химический состав, температура плавления и примерное назначение некоторых мягких припоев приведены в табл. 82.

Химический состав, температура плавления и примерное назначение некоторых мягких припоев

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector