Пайка твердыми припоями — Пайка
Пайка твердыми припоями
Категория:
Пайка
Пайка твердыми припоями
Пайку твердыми припоями применяют для получения прочных и термостойких швов.
Пайку твердыми припоями осуществляют, соблюдая следующие основные правила:
— как и при пайке мягкими припоями, повеохности подгоняют друг к другу припили-ванием, тщательно очищают от грязи, окислов и жиров механическим или химическим способом;
— подогнанные детали в месте спая покрывают флюсом, на место спая накладывают кусочки- припоя (медные пластинки) и закрепляют мягкой вязальной проволокой;
— подготовленные детали (заготовки) нагревают паяльной лампой, в кузнечном горне или электропечи;
— когда припой расплавится, деталь снимают с огня и держаг в таком положении, чтобы припой не мог стекать со шва;
— затем деталь медленно охлаждают. Охлаждать детали с напаянной пластинкой в воде нельзя, так как это ослабит прочность соединения.
Применяют другой способ пайки: подготовленную деталь (изделие) нагревают и обсыпают бурой, затем нагревают и к месту соединения подводят конец медной или латунной проволоки, которая, расплавляясь, заливает место спая. По мере охлаждения спаянные детали промывают в воде, протирают сухими тряпками и просушивают; шов зачищают наждачной бумагой или опиливают напильником.
Дефекты при пайке, их причины и меры предотвращения следующие:
припой не смачивает поверхность паяемого металла вследствие недостаточной активности флюса, наличия окисной пленки, жира и других загрязнений. Для предотвращения несмачивания в состав флюса добавляют фтористые соли или увеличивают его количество, улучшают обработку деталей, удаляя следы коррозии, жира; наплывы или натеки припоя вследствие недостаточного прогрева детали, припой не расплавился.
Рис. 1. Лужение деталей: а — погружением в ванну с оловом, б — нагрев деталей для облуживания, в — обслуживание растиранием олова
Безопасность труда при выполнении паяльных работ и лужении. Рабочие места, предназначенные для выполнения работ по пайке мелких деталей, должны оборудоваться местными вытяжными устройствами, обеспечивающими скорость движения воздуха непосредственно на месте пайки не менее 0,6 м/с.
В помещениях, где выполнялись паяльные работы, должно производиться мытье полов, сухая уборка пола не разрешается. Хранение одежды в помещениях, где производится пайка, запрещается.
В непосредственной близости от рабочих мест, предназначенных для выполнения работ по пайке мелких деталей мягкими припоями, должны устанавливаться: умывальник, бачок с 1%-ным раствором уксусной кислоты для предварительного обмывания рук и легкообмы-ваемые переносные емкости для сбора бумажных или хлопчатобумажных салфеток и ветоши. Около умывальника постоянно должны быть мыло, щетки, салфетки для вытирания рук. Применение полотенец общего пользования не разрешается.
Подготовка металлов и процесс пайки связаны с выделением пыли, вредных паров цветных металлов и солей, которые, попадая в организм человека через дыхательные органы, пищевод или кожу, вызывают раздражение слизистой оболочки глаз, поражение кожи и отравление.
Поэтому при пайке, и лужении необходимо соблюдать следующие правила;
рабочее место паяльщика должно быть оборудовано местной вентиляцией;
не допускается работа в загазованных помещениях;
после окончания работы и перед принятием пищи тщательно мыть руки мылом;
химикаты засыпать осторожно малыми порциями, не допуская брызг.
Попадание кислоты в глаза может вызвать слепоту, испарения кислот очень вредны;
серную кислоту хранить в стеклянных бутылях с притертыми пробками в плетеных корзинах с мягкой прокладкой;
пользоваться только разведенной кислотой. При разведении кислоту следует вливать в воду тонкой струей, непрерывно помешивая раствор. Запрещается лить воду в кислоту, так как при соединении воды с кислотой происходит сильная химическая реакция с выделением большого количества теплоты. Даже при небольшом количестве воды, попадающей в кислоту, вода быстро нагревается и превращается в пар, что может привести к взрыву;
— не допускаются ручные операции, при которых возможно непосредственное соприкосновение кожи работающего (промывка, притирка изделий, розлив и др.
— при нагреве паяльника соблюдать общие правила безопасного обращения с источником нагрева;
— при работе с паяльными лампами: проверить исправность лампы, горючее наливать в лампу не более 75% емкости; недопустимо доливать или наливать горючее в не-остывшую лампу; керосиновую лампу заправлять только керосином; работать электрическим паяльником, ручка которого должна быть сухой и не проводящей тока.
Рис. 2. Пайка твердыми припоями: а — подгонка поверхностей деталей, б — смазывание поверхностей деталей флюсом, в — вставка медной пластины, г — фиксирование соединяемых деталей направляющей прокладкой, д — нагрев деталей
—-
Имеется несколько способов пайки твердыми припоями. Эти способы могут быть классифицированы по способу нагрева металла в процессе пайки. Обычно твердые припои разделяются на медные, медно-цинковые, медно-никелевые и серебряные. Отдельную группу составляют алюминиевые припои. Наиболее важные твердые припои стандартизованы.
Припой ПМЦЗб из-за низкой прочности и хрупкости в машиностроении не применяется. Припои ПМЦ48 и ПМЦ54 ввиду недостаточной пластичности и низкой вибростойкости паянных ими соединений применяются мало. Наибольшее распространение получили припои JI62 и JIOK 62-06-04, дающие прочные паяные соединения. Предел прочности припоя JI62 составляет 30 кГ/мм2 при относительном удлинении 35 %.
Основой большинства флюсов для твердой пайки является бура Na2B407, кристаллизующаяся с десятью частями воды в крупные прозрачные бесцветные кристаллы Na2B407 • ЮН20. Кристаллическая бура начинает плавиться при 75 °С; по мере
усиления нагрева она постепенно теряет воду, сильно вспучиваясь и разбрызгиваясь, и переходит в безводную соль — плавленую или жженую буру, плавящуюся при температуре 783 °С. Бура в расплавленном состоянии может быть нагрета до высоких температур без заметного испарения; она весьма жидкотекуча и энергично растворяет окислы многих металлов, в особенности окислы меди.
Для пайки нержавеющей стали применяется смесь из равных частей буры и борной кислоты, замешанных на насыщенном водном растворе хлористого цинка до пастообразного состояния. При пайке серого ковкого чугуна для выжигания графита и увеличения чистой металлической поверхности, смачиваемой припоем, во флюсы часто вводят сильные окислители (хлорат калия, перекись марганца, окись железа и т. д.).
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 флюсом. Флюсующее действие могут оказывать 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 фосфорнокислые соединения. Поэтому фосфористые медные ири-пои не требуют флюсов для пайки медных сплавов, что очень удобно на практике.
Рис. 1. Классификация способов пайки твердыми припоями
Порошкообразные флюсы можно посыпать тонким слоем на кромки, причем часто применяется предварительный подогрев кромок, с тем чтобы частицы флюса плавились, прилипая к металлу, и не сдувались пламенем горелки при пайке.
Для пайки имеют важное значение подготовительные работы, часто определяющие качество соединения. Широко применяются три основные формы паяных соединений: нахлесточное, стыковое и соединение «в ус» (рис. 239). Наиболее распространенным является нахлесточное соединение, удобное для выполнения и весьма прочное. Увеличивая перекрытие нахлесточного соединения, можно повышать его прочность и в большинстве случаев достигнуть равнопрочности с основным металлом. Стыковое соединение имеет лучший внешний вид 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.
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—0,15 мм; для пайки медью в защитном газе рекомендуются зазоры 0,1—0,2 мм. Строгие требования в отношении величины зазора заставляют производить 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 хорошего смачивания припоем поверхность, подлежащая пайке, должна быть безукоризненно чистой. Обезжиривать можно горячей щелочью, трихлорэтиленом или четыреххлористым углеродом. Окислы удаляют травлением в кислотах с последующей тщательной промывкой и сушкой.
Рис. 2. Формы паяных соединений: 1 — нахлесточное; 2 — стыковое; з — «в ус»
Механическую очистку производят протиркой ветошью, тонкой наждачной бумагой, шлифованием мелкозернистыми шлифовальными кругами, щетками и т. д. При сборке часто предварительно наносят флюс на кромки и размещают припой между кромками; в этом случае применяют 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 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, покрывают перед пайкой пастой из мела, глины, графита или их смесей, или смачивают раствором хромовой кислоты и тому подобными веществами, устраняющими прилипание припоя к поверхности изделия.
—
Пайку изделий твердыми припоями применяют в том случае, если неразъемные соединения должны обладать достаточной прочностью (временное сопротивление 15—20 кгс/мм2).
Твердые припои имеют температуру плавления выше 450 °С.
Для нагрева изделий при пайке твердыми припоями используют различные методы: газовым пламенем (горелкой), в печах, в соляных ваннах, токами высокой частоты, на электрических контактных машинах.
Реклама:
Читать далее:
Клеевые соединения
Статьи по теме:
Пайка мягкими припоями — Пайка
Пайка мягкими припоями
Категория:
Пайка
Пайка мягкими припоями
Пайка мягкими припоями делится на кислотную и бескислотную. При кислотной пайке в качества флюса употребляют хлористый цинк или техническую соляную кислоту, при бескислотной пайке — флюсы, не содержащие кислот: канифоль, терпентин, стеарин, паяльную пасту и др. Бескислотной пайкой получают чистый шов; после кислотной пайки не исключена возможность появления коррозии.
Пайка мягкими припоями включает подготовку изделий к пайке, подготовку паяльника, расплавление припоя, охлаждение и очистку шва.
Подготовив изделий к пайке. Прочное паяное соединение может быть получено только в том случае, если место пайки предварительно очищено от грязи, жиров, продуктов коррозии и окисных пленок, которые сильно мешают растеканию припоя и его проникновению в шов. Поверхность изделий перед пайкой зачищают, обезжиривают, травят, промывают, сушат и собирают.
Механическую очистку поверхности изделий от окислов, ржавчины и окалины выполняют наждачной бумагой, напильниками, металлическими щетками, шлифовальными кругами, стальной или чугунной дробью.
Химическое обезжиривание в щелочных ваннах является наиболее простым и эффективным способом; заключается оно в обработке изделий в тонко размолотой венской извести, разведенной водой до кашицеобразного состояния, которую кистью наносят на изделие, тщательно протирают и смывают водой.
Обезжиривание в органических растворителях применяют для удаления толстого слоя масла с изделий со сложными поверхностями, с внутренними полостями и глубокими отверстиями. Для этого применяют ацетон, бензол, скипидар, бензин, метиловый, этиловый спирт и др.
Химическое травление применяют в тех случаях, когда имеющиеся на поверхности изделия пленки окислов и других соединений обезжириванием не удаляются и препятствуют образованию прочного соединения припоя с паяемым металлом. Травление осуществляют погружением изделий в растворы серной, соляной, фосфорной и других кислот.
Очистка с помощью ультразвука резко сокращает процесс очистки деталей от жировых загрязнений. Этот способ применяют в случаях, когда другие способы не обеспечивают нужную чистоту поверхности. В ультразвуковых ваннах в качестве очищающей среды используют органические растворители, щелочные растворы, горячую воду, мыльный раствор и др.
Подготовка паяльника заключается прежде всего в заправке его под углом 30 — 40° и очищении от следов окалины. Затем обушок паяльника нагревают, следя, чтобы его рабочая часть находилась в некоптящей зоне пламени и нагрев осуществлялся до определенных температур: до 250 —300 °С при пайке мелких деталей и до температуры 340 —400 °С при пайке крупных. Следят, чтобы паяльник не перегрелся. Перегрев паяльника выше 500 °С повышает окалинообразование и затрудняет лужение наконечника. Если паяльник недостаточно нагрет, то припой на спаиваемых поверхностях быстро остывает и превращается в кашеобразную массу. Такая пайка очень непрочна.
Признаком перегрева является появление зеленоватого пламени и быстрое сгорание канифоли с выделением дыма вместо ее плавления. О нормальном нагреве паяльника судят по легкому покраснению обушка. При перегреве паяльник снимают с огня, дают ему немного остыть, зажимают в тисках и опиливают плоским напильником рабочий конец дочиста с обеих сторон и снимают с ребер заусенцы. Во время длительной пайки периодически очищают рабочую часть паяльника от окалины стальной щеткой и напильником.
Нагретый паяльник быстро снимают с огня, очищают от окалины погружением в хлористый цинк, затем набирают с прутка 1—2 капли припоя и двигают паяльником по куску нашатыря, пока конец паяльника не покроется ровным слоем припоя. Затем протравливают места пайки.
Паяльник накладывают на место спая, немного придерживая его на одном месте для прогрева детали, затем медленно и равномерно перемещают по месту спая. При этом расплавленный припой стекает с паяльника и заполняет зазоры шва (0,05-0,15 мм).
Рис. 1. Пайка мягкими припоями: а — заправка паяльника, б — нагрев обушка, в — очистка от окалины хлористым цинком, г — захват расплавленного припоя, д — облуживание на кусковом нашатыре, е — протравливание места паяния (нанесение флюса), ж — нанесение припоя (заполнение зазора)
Для предохранения соседних со швом участков детали от нагрева их покрывают мокрыми тряпками или погружают в воду. После охлаждения паяный шов очищают, промывают, протирают сухой ветошью.
Нагретый паяльник нельзя класть на стол или верстак: он быстро отдаст тепло и загрязнится. Паяльник кладут на подставку (рис. 2, а). Рабочее место паяльщика показано на рис. 2, б, в.
Рис. 2. Паяльник на подставке (а), рабочее место паяльщика (б, в)
Рис. 3. Приемы пайки: а — стыкового шва, б — нахлесточного шва, в — тонкой пластины с толстым нахлесточным швом, г — трубы
При массовом изготовлении деталей пайку осуществляют погружением в ванну с расплавленным припоем.
Прием пайки встык показан на рис. 3, а, внахлестку — на рис. 3, б, тонкой пластины с толстой внахлестку — на рис. 3, в, внутренних швов труб — на рис. 361, г и толстых проводов — на рис. 3, д.
Особенности пайки сосудов для хранения горючих жидкостей. Пайка сосудов (бочек, бидонов) для горючих жидкостей или газов во избежание взрыва требует особых мер предосторожности.
Прежде всего сосуды тщательно промывают. Перед пайкой их доверху наполняют водой и выдерживают некоторое время, чтобы пары остатков горючего вытеснились полностью. Слив воду, приступают к пайке.
Перед пайкой можно также бак пропарить или промыть горячей водой до исчезновения запаха горючего (лучше промыть 6%-ным раствором каустической соды). Непромытый сосуд к рабочему месту подносить нельзя, так как при работающей паяльной лампе малейшая неосторожность может повлечь за собой взрыв сосуда.
Когда пайка закончена и изделие полностью охладилось, со шва снимают излишек припоя, изделие промывают и высушивают в сушилке сухими опилками или сжатым воздухом.
Пайку труб выполняют в следующем порядке: очищают напильником или шабером место пайки, наносят кисточкой флюс на место спая, прикладывают нагретый и облуженный паяльник и пруток припоя к месту спая, расплавляют припой, равномерно и медленно непрерывно перемещают паяльник по линии шва, давая припою заполнить шов. После окончания пайки и полного остывания трубы удаляют флюс, промывают трубу с теплой воде.
Особенности пайки некоторых металлов и сплавов. Низкоуглеродистые стали хорошо подвергаются пайке как мягкими, так и твердыми припоями. В качестве мягких припоев применяют оловянно-свинцовые припои, а в качестве флюса — хлористый цинк или канифоль.
Высокоуглеродистые и инструментальные стали можно паять медно-цинковыми и серебряными припоями.
Пайку чугунных деталей выполняют латунными и серебряными припоями. Перед пайкой детали очищают от окислов, масла и обрабатываемую поверхность зачищают механическим способом. Затем в месте спая кислородно-ацетиленовым пламенем с избытком кислорода выжигают свободный графит, детали прогревают и очищают от окислов и покрывают бурой. Нагревание можно производить паяльной лампой, не допуская нагрева детали выше 900 °С.
После окончания пайки чугунные детали отжигают: нагревают до температуры 700 —750 °С, выдерживают при этой температуре в течение 20 — 25 мин, затем охлаждают на воздухе. Доброкачественный шов получается в том случае, когда поверхности спаиваемых деталей до пайки, покрывают медью.
П айка нержавеющих сталей сопряжена с некоторыми трудностями, так как вследствие химического воздействия кислорода на легирующие элементы при нагреве происходит окисление поверхности стали. В целях удаления окислов и дальнейшего предупреждения их образования применяют различные флюсы (например, буру). Нержавеющие стали паяют припоем ПСр45.
Медь и ее сплавы, хорошо паяются всеми способами.
Пайка алюминия является весьма трудной операцией. Это связано с тем, что алюминий очень быстро окисляется на воздухе, покрываясь очень тонкой пленкой окиси, которая трудно поддается пайке.
Окисную пленку удаляют в процессе пайки механическим, химическим или ультразвуковым способом. Перед пайкой поверхность изделия обезжиривают в бензине или горячем 10% -ном растворе каустической соды и протравливают в растворе кйслоты или зачищают. При механическом способе удаления окислов место шва нагревают до температуры плавления припоя, наносят расплавленный припой (цинк, олово или их сплавы) и шабером, щеткой под слоем припоя разрушают окисную пленку. Припой смачивает поверхность алюминия и образует после охлаждения шов.
Лучшие результаты пайки алюминия дает применение ультразвуковых паяльников, которые создают в расплавленном припое колебания ультразвуковой частоты (от 20 кГц до 1 ГГц), частички припоя увлекаются, ударяют о поверхность алюминии и разрушают окисную пленку. Для ультразвуковой пайки применяют припой на цинковой или оловянной основе с добавлением кадмия и алюминия.
При химическом способе окисная пленка разрушается активными флюсами. В качестве флюса применяют смесь из 10% фтористого натрия, 8% хлористого цинка, 32% хлористого лития и 50% хлористого калия. Место пайки и пруток припоя подогревают до температуры 300 — 400 °С. Припой погружают в порошкообразный флюс, а место пайки дополнительно подогревают до температуры несколько большей температуры плавления припоя. Проводя припоем с нажимом и быстро по подогреваемому шву, флюсом удаляют окисную пленку.
Припой плавится и заполняет шов. Для удаления остатков флюса изделие после пайки промывают.
—-
Мягкими припоями называются легкоплавкие припои с температурой плавления ниже 400 °С. Эти припои имеют малую механическую прочность: предел прочности при растяжении обычно не превышает 5—7 кГ/мм2. Пайку мягкими припоями можно применять почти для всех металлов в разнообразных сочетаниях, в том числе и для таких легкоплавких, как цинк, свинец, олово и их сплавы. Наиболее употребительные мягкие припои обычно содержат значительное количество олова.
Мягкие припои изготовляют в виде прутков, болванок, проволоки (обычно диаметром 3 мм), трубок, набитых флюсом (вес флюса составляет около 5% веса припоя), порошка и пасты из порошка припоя с флюсом. Поверхности спая должны быть хорошо очищены механическими и химическими средствами или предварительно облужены. Флюсы при пайке мягкими припоями, как правило, необходимы. Для флюсов применяются сравнительно слабо действующие на металл органические вещества или неорганические соединения, действующие сильнее и разъедающие металл. К первой группе веществ можно отнести канифоль, хорошо очищающую медь и латунь от окислов, и стеарин, особенно подходящий для пайки свинца и свинцовых сплавов.
Мягкая пайка производится паяльниками и газовыми горелками, погружением в ванны и т. д. Наиболее распространена пайка паяльниками. Рабочую часть паяльника изготовляют из меди; форма паяльника должна соответствовать форме соединения, а вес — размерам изделия и толщине металла, чтобы паяльник мог, не охлаждаясь значительно, нагреть кромки до необходимой температуры. Нагреваются паяльники на горнах, паяльных лампах и газовых горелках. Для непрерывной работы к паяльникам могут быть пристроены бензиновые или газовые горелки. Наиболее удобны в работе распространенные на производстве паяльники с электрическим нагревом, которые обеспечивают наивысшую производительность и наилучшие условия труда. Горелки для мягкой пайки работают на дешевых промышленных или природ-’ ных горючих газах, сжигаемых с воздухом.
Распространенным способом пайки является погружение деталей в металлические ванны с расплавленным припоем. Удобны котелки для расплавленного припоя с электрическим нагревом. Иногда, например для свинцовых труб и кабельных оболочек, производится пайка растиранием. Место пайки обливают расплавленным припоем и формуют в полурасплавленном состоянии растиранием ветошью или паклей. При мягкой пайке алюминия растирание в несколько иной форме применяется для разрушения пленки окиси алюминия, которую не могут растворить флюсы при низких температурах мягкой пайки. На нагретое до температуры пайки место наносят припой и растирают проволочной щеткой или скребком до облуживания поверхности, после чего добавляют необходимое количество припоя (технически чистый цинк или различные легкоплавкие сплавы цинка, олова, иногда с добавкой алюминия).
Прочность мягких припоев незначительна, поэтому соединения, подвергающиеся значительной нагрузке, рекомендуется до пайки прочно скреплять точечной сваркой, заклепками, развальцовкой, фальцовкой, шпильками и т. д., припой в этом случае служит преимущественно для уплотнения шва и придания ему герметичности.
—
Пайка как метод соединения металлов, является одним из самых распространенных и в то же время мало изученных производственных процессов.
Сведения по пайке большей частью отрывочны, необъективны и часто вводят в заблуждение. В настоящем руководстве Комитет пайки при Американском обществе сварщиков обобщил имеющиеся данные по мягкой пайке, стараясь дать их в ясной и сжатой форме.
Согласно определению Американского общества сварщиков, пайка представляет собой процесс соединения металлов нагревом с использованием присадочного металла (обычно цветного), температура плавления которого ниже, чем основного металла. Присадочный материал распределяется в зазоре между соответствующим образом подогнанными деталями noft действием капиллярных сил.
По температурному признаку пайку принято подразделять на мягкую (ниже 427 °С) и твердую (свыше 427 °С).
Твердая пайка была подробно рассмотрена в.«Руководстве по твердой пайке», выпущенном Американским обществом сварщиков
Материал в данном руководстве изложен в порядке, который, по мнению составителей, является наиболее удобным для понимания основных положений технологического процесса. Специалист в области пайки для получения ответов на интересующие его вопросы может обратиться к разделам о пайке соответствующих металлов и в случае необходимости может возвратиться к основным принцип&м пайки.
Выбор флюса, припоя и способа нагрева в значительной степени определяется свойствами металлов, подлежащих пайке. Паяемый металл обычно выбирают исходя из специальных требований: электропроводности, веса, коррозионной стойкости и т. д. Возможность легкой пайки металла, сплава или металла с каким-либо покрытием часто определяется активностью флюса, который может быть применен. Если металл паяется трудно, то следует применить более активный флюс или прибегнуть к специальным флюсам и припоям. Некоторые металлы настолько трудно паяются с применением любых флюсов, что целесообразно применить какой-нибудь другой способ соединения.
Приведенная ниже таблица дает представление о возможностях пайки металлов, сплавов и металлов с покрытиями с применением различных флюсов.
Большинство металлов паяется без затруднения, если технология правильна. Выбор припоя, флюса, способов очистки и нагрева определяется условиями работы изделия. Более полно технологический процесс пайки рассматривается в главах, посвященных соединению отдельных металлов.
Для того чтобы при использовании процессов, описанных в данном руководстве, получить качественное соединение, необходимо выполнять следующие требования.
1. Конструкция соединения. Соединение должно быть сконструировано в соответствии с требованиями пайки.
2. Очистка поверхности. Соединяемые поверхности должны быть тщательно очищены, чтобы припой мог омачивать основной металл.
3. Нанесение флюса. Флюс должен удалять оставшиеся следы окисной пленки и предотвращать образование новых окислов в процессе пайки.
4. Фиксация. В процессе нагрева и охлаждения должно сохраняться правильное относительное расположение деталей. С этой целью применяют специальные приспособления или зажимы, либо скрепляют отдельные детали обжатием, клепкой или другим способом.
5. Нагрев и введение припоя. Выбранный способ пайки должен обеспечивать необходимые температуру пайки, распределение тепла, скорости нагрева и охлаждения, соответствующие свойствам паяемого металла и требованиям, предъявляемым к готовому изделию.
6. Удаление остатков флюса. Если применяется некоррозионный флюс, то зачистка после пайки необязательна. Остатки коррозионного флюса необходимо удалять.
Пайка мягкими припоями — очень древний способ соединения металлов, но наряду с ними в последние годы в промышленности внедрены новые методы пайки, вследствие широкого распространения узлов из мелких деталей и возросших требований к их надежности.
В этой книге составители стремились дать самые последние и точные сведения, но вполне понятно, что для специалиста какой-либо узкой области руководство может служить только в качестве отправной точки для решения стоящих перед ним задач. Можно надеяться, что пользование данным руководством предупредит ненужные опыты и дорогостоящие ошибки.
—
Мягкие припои применяют в основном для пайки изделий, неиспытывающих больших механических перегрузок и воздействия высоких температур. Предел прочности паяных соединений, выполненных мягкими припоями, не превышает 7 кгс/мм2. К мягким припоям относят сплавы на основе олова и свинца и имеющие низкую температуру плавления (ниже 400—450 °С).
Для получения доброкачественного соединения при пайке мягкими припоями необходимо строго выполнить следующие операции:
— очистить поверхность деталей, подлежащих пайке, от грязи, жиров и окисных пленок;
— облудить участки пайки деталей одним из способов: погружением в расплавленный припой, электролитическим (гальваническим) или паяльником;
— собрать и зафиксировать спаиваемые детали;
— покрыть места пайки флюсом;
— нанести припой непосредственно в места соединения деталей и произвести пайку одним из способов;
— зачистить паяный шов механическим способом, промыть и просушить;
— произвести контроль паяного соединения.
Пайку мягкими припоями осуществляют различными способами: паяльником, паяльной лампой или горелкой, погружением деталей в ванну с расплавленным припоем.
Реклама:
Читать далее:
Пайка с помощью паяльника
Статьи по теме:
ПАЙКА ТВЕРДЫМИ ПРИПОЯМИ
СВАРКА, РЕЗКА И ПАЙКА МЕТАЛЛОВ
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°. Отдельную группу составляют алюминиевые припои. Обычные твёрдые припои раз
деляются на медные, медноцинковые, медноникелевые и серебряные. Наиболее важные твёрдые припои стандартизованы.
Фиг. 212. Способы пайки твёрдыми припоями. |
Состав и примерное назначение медноцннко — вых 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°.
Стандартные медноцинковые припои (состав в процентах) Таблица 24
|
Основой большинства флюсов для твёрдой пайки является бура Na2B407, кристаллизующаяся с 10 частями воды с образованием крупных прозрачных бесцветных кристаллов Na2B407 • 10Н2О. Кристаллическая десятиводная бура начинает плавиться при 75°, 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.
Для усиления действия флюса к буре часто добавляется борная кислота В (ОН)3, благодаря которой флюс становится более густым и вязким, требующим повышения рабочей температуры. Для пони
жения рабочей температуры флюса, что особенно важно для легкоплавких припоев, вводят хлористый цинк ZnCb, фтористый калий K. F и другие галоидные соли щелочных металлов.
Таблица 25
Стандартные серебряные припон (состав в процентах)
Марка | Ag | Си | Zn | Прі не РЬ | 1МЄСИ более Всего | Темпера — j тура плав — і леяия в °С | Примерное назначение |
ПСр-10 | 9,7—10,3 | 52-54 | 0,5 | 1,0 | 830 | Пайка латуни, | |
содержащей не | |||||||
ПСр-12 | 11,7—12,3 | Со СП ) Со -V) | 0,3 | 1,0 | 785 | менее 58% медн | |
ПСр-25 | 24,7-2-5,3 | 39—41 | о | 0,5 | 1,0 | 765 | Пайка меди, брон |
W | зы, латуни, стали | ||||||
ПСр-45 | 44,5—45,5 | 29,5-30,5 | С5 с-3 | 0,3 | 0,5 | 720 | Пайка меди и |
О о | бронзы | ||||||
ПСр-65 | 64,5-65,5 | 19,5-20,5 | 0,3 | 0,5 | 740 | Пайка ленточ | |
ных пил | |||||||
ПСр-70 | 69,5—70,5 | 25,5—26,5 | 0,3 | 0,5 | 780 | Пайка проводов |
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.
Таблица 26
Разные твёрдые припои (состав в процентах) А. Медные
|
Б. Серебряные
|
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 равно-
прочности 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! мм1). 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.
Фиг. 213. Формы паяных соединений: / — нахлёсточное; 2—стыковое; S — в ус. |
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, гак 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.
В соответствии с приведённой выше классификацией приведём краткое описание основных способов выполнения процесса твёрдой пайки.
Газовая пайка. При этом способе нагрев места пайки осуществляется газовыми горелками. Для пайки мелких деталей пользуются горелками, работающими на воздухе с природным (метаном) или другим горючим газом или же ацетиленом. Для крупных деталей применяются горелки, работающие на кислороде с метаном или другими горючими газами, в особенности ацетиленом. Кислородно-ацетиленовые горелки применяются как специального типа для пайки, дающие широкий факел, так и нормальные, сварочные. Специальные горелки для пайки дают менее концентрированный нагрев и охватывают пламенем сразу значительную поверхность; пламя поддерживается с небольшим избытком ацетилена.
Пайка погружением. При этом способе пайка производится погружением изделия в ванну с расплавленным припоем или в ванну с расплавленными солями. Для металлических ванн обычно используются медноцинковые припои. Расплавленный припой в ванне покрывается слоем флюса. Поверхность изделия, которая должна остаться чистой от припоя, смазывается пастами и растворами, препятствующими её смачиванию.
Соляные ванны для твёрдой пайки устраиваются по типу соляных ванн для термообработки стали. Особенно удобны ванны с электрическим нагревом. Соляная смесь обычно составляется из хлоридов калия и бария КС1 + ВаС12. Состав ванны для любого температурного интервала можно подобрать, меняя соотношения составных частей соляной смеси.
Детали собираются с нанесеним флюса на поверхность, подлежащую пайке, и с размещением припоя между кромками или около места соединения,
Пайка мягкими и твердыми припоями
Полуавтоматы для дуговой сварки и их основные узлы
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
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.
Таблица 82
Химический состав, температура плавления и примерное назначение некоторых мягких припоев
Марка | Химический ссстаз. %. псмассе | Темпера тура гиаз- ления. ;С | Примерное назначение | ||||
Sii | Sb | РЪ | Bi | Cd | |||
ПОС90 | S9-90 | Не более 0.15 | Осталь ное | Не более 0.1 | — | 222 | Для пищевой промышленности и внутренних швов хозяйственной посулы |
ПОС40 | 39-40 | 1,5-2;0 | Осталь ное | Не более 0.1 | — | 235 | Для радиаторов, элек — тро — н радиоаппаратуры. физико-технических приборов |
nocis | 17—IS | 2.0-75 | Осталь ное | Не более 0.1 | — | 277 | Для изделий из цинка. оцинкованного железа. меди и ее сплавов, луження подтип Н ИЪ-ОБ |
Легко плав кий став | 13 | — | 27 | 50 | 10 | 70 | Для пайки изделий нз легкоплавких металлов сплавов |
При пайке железа мягким припоем применяют в качестве флюсов хлористый цинк ZnCI3 или хлористый аммоний Nh5C1 (нашатырь). Эти флюсы, как все хлориды, ускоряют последующее ржавление и поэтому после пайки поверхность необходимо тщательно промыть. Для пайки меди и латуни часто применяют канифоль, а для пайки легкоплавких сплавов и металлов — стеарин; они хорошо растворяют оксидные пленки. Пайка твердыми припоями дает возможность получить соединение, приближающееся по прочности к сварным, и поэтому широко применяется в производстве. Соединения могут быть внахлестку, встык или в «ус». Наиболее прочное соединение получается при пайке внахлестку. Подготовка кромок состоит в их точной подгонке, в обезжиривании горячей щелочью и в фиксации деталей, чтобы обеспечить заданный зазор. Чем меньше зазор, тем прочнее спай. Наиболее приемлемый и широко применяемый на практике зазор составляет 0,01—0,02 мм. Стальные детали обычно паяют электролитической медью. Кроме меди для пайки различных сталей и особенно сплавов цветных металлов применяют различные припои: медно-цинковые, медно-никелевые, серебряные, палладиевые, марганцевые, марганцово-никелевые, никелевые, германиевые, титановые, алюминиевые. Наиболее широко применяемые припои стандартизованы. Можно применять в качестве припоев латунь Л62 иЛ68, силумины и др. Наиболее известные в практике припои приведены в табл. 83.
Таблица 83
Химический состав, температура плавления и назначение некоторых твердых припоев
Маржа | Химический состав. иг массе | Температура плавления. :С | Примерное назначение | ||||
Си | Zu | As | Si | AI | |||
ПМЦЗб[11] | 34—3S | Опаль ное | — | — | — | S25 | Для панки изделий из латуни с содержанием ыедн не более 63% |
ПМЦ48 | 46-50 | Опаль ное | — | — | — | S65 | Дія панки медных сплавов, содержащих более 6S % мели |
ПСр45** | 30(0.5) | Опаль ное | 45(0.5) | — | — | 720 | То же. нто и ПМЦ4В, но прн более тонких работах, когда требуется высокая лнстоіа места спая |
ПСр72 | 23(0.5) | Опаль ное | 72(0.5) | — | — | 7S0 | Для панки проводников. когда место спая не должно резко уменьшать электропроводность |
AJI2 (силу мин) | — | — | — | 10-13 | S0-S7 | 577 | Для панки алюмини |
Пайка твердыми электродами — Справочник сварщика
Среди методов сварки металлов, существует пайка твердым припоем. Этот вид соединения предполагает, что материалы будут соединяться с помощью присадочного металла, температура расплавления которого намного ниже, чем температура плавления свариваемого материала. Граничной температурой пайки твердым припоем, считается значение в 450°С.
Обратите внимание, что пайка бывает высокотемпературной и низкотемпературной. Что же их отличает между собой? – В первую очередь, это разность прочности спайных соединений, что обусловлено в разности температуры плавления между мягким и твердым припоем.
Также, одним из отличий пайки твердым припоем является термоустойчивость соединения. Так как температура плавления твердого припоя намного выше температуры мягкого припоя, соединение в таком случае способно выдерживать более высокие температуры и механические воздействия, и сохранять свои свойства.
Среди недостатков пайки твердым припоем перед мягкими припоями, следует отметить более высокую рабочую температуру при пайке, что в свою очередь, может вызвать серьезные структурные изменения в металлах. К примеру, такие случаи могут наблюдаться при пайке чугуна. При сильном нагревании возрастает вероятность хрупкости металла в области шва.
Так как для пайки твердым припоем нужна высокая температура, в процессе стоит использовать особые источники нагрева, которые готовы обеспечить расплавление при температуре 1000°С и выше. Поэтому, исключено использование паяльников, с помощью которых производят пайку мягким припоем.
Таким образом, достоинством высокотемпературной пайки является высокая прочность и последующая высокая термоустойчивость соединения. А к недостаткам этого способа является технологичная сложность процесса пайки и доведение металлов до высоких температур.
Где применяется пайка твердым припоем?
Пайка твердыми припоями применяется в «усредненных» случаях между пайкой мягкими припоями и сваркой. То есть, во всех случаях, где низкотемпературной пайки будет недостаточно, а сварка будет нецелесообразной, актуальнее всего использовать именно пайку твердым припоем.
Этот способ соединения применяют при изготовлении металлорежущих инструментов с твердосплавными пластинами. В процессе припаивания этих пластин, высокотемпературная пайка обеспечивает достаточно прочное соединение, не оказывая негативного воздействия на твердость и прочность режущих пластин.
С помощью такой пайки изготавливают изделия из цветных металлов и нержавеющих сталей, выполняют соединение стальных и медных трубопроводов, которые находятся в условиях высокого давления или при высокой температуре, в холодильных системах, теплообменниках и так далее.
Используют высокотемпературную пайку для ремонта автомобилей – пайки радиаторов и трубопроводных систем, для ремонта двигателя, трансмиссии, кузова и других деталей, в тех случаях, где не целесообразна любая другая сварка. Актуально применение пайки твердым припоем в случае тонкостенных деталей, которые выдерживают значительные нагрузки и упругие деформации.
Еще, высокотемпературную пайку применяют для ремонта бытовых изделий из меди и латуни, которые в процессе использования подвергаются высоким температурам.
Чем пользуются для нагрева при пайке твердыми припоями и что используют?
В целом, для пайки твердым припоем подойдет любой источник, который способен разогреть участок до температуры свыше 1000°С. Как правило, такими источниками являются газовые горелки, индукторы и печи, а также нагревание деталей электросопротивлением. В бытовых условиях, наиболее часто используется именно горелки.
В качестве припоев используются:
- медно-цинковые припои;
- медно-фосфорные припои;
- латунь;
- серебряные припои.
В качестве флюсов, как правило, применяют соединения на основе бора, такие как – бура (Na2B4O7), борная кислота (h4BO3) и борный ангидрид (B2O3). Используются и другие флюсы, регламентированные ГОСТ 23178-78, такие как – ПВ200, ПВ201, ПВ209, ПВ209Х, ПВ284Х.
Процесс пайки твердыми припоями
Технология высокотемпературной пайки не отличается сложными нюансами или деталями. Достаточно придерживаться техники безопасности и основных правил, для того чтобы процесс прошел успешно. Рассмотрим весь процесс на примере соединения гаечного ключа.
В таком случае, для нагрева достаточно воспользоваться газовой горелкой. В первую очередь, стоит зачистить стыковые части обеих половинок ключа с целью удаления окисной пленки, которая достаточно часто поражает нержавеющие детали.
Далее, детали зажимаются в тисках или других устройствах, которые будут надежно удерживать детали. Область соединения необходимо промазать флюсом и приступить к нагреву. Пламя на горелке необходимо установить таким, чтобы был легкий недостаток кислорода. В случае если будет кислородное перенасыщение, поверхность детали будет окисляться.
Итак, область паяемой зоны разогревается до необходимого цвета и температуры, после чего осуществляется офлюсование стыка с флюсом. В случае, когда используется неофлюсованный пруток, его необходимо окунать во флюс. Далее, область пайки разогревается до вишневого цвета, после чего расплавляется припой, растекается в зоне соединения и затягивается в стык. Далее остается лишь зачистить стык и процесс соединения деталей твердым припоем можно считать завершенным.
Инструкция по пайке сталей. Пайка высокотемпературными припоями узлов агрегатов
Назначение
Инструкция является руководством по пайке сталей: конструкционных, коррозионностойких (нержавеющих) и жаропрочных высокотемпературными твердыми серебрянными припоями ПСр40; ПСр МИН63; ПСр21,5; и медными припоями ВПР1; ВПР4 и их импортными аналогами газовыми горелками, а также в камерных печах и печах с вакуумной средой.
Оборудование и материалы
2.1 Горелка газовая ГОСТ 1077-79
2.2 Электропечь камерная с температурой до 1300 градусов
2.3 Вакуумная печка типа СНВ
2.4 Необходимые приспособления для установки и фиксации деталей
2.5 Ацетон ГОСТ 2603-79
2.6 Аргон чистый класса «А» ГОСТ 10157-79
2.7 Пинцет
ТВЕРДЫЕ ПРИПОИ И ФЛЮСУЮЩИЕ ВЕЩЕСТВА
3.1 Для пайки применять припои, указанные в табл.
Марка припоя | Температура пайки оС |
ПСр40 ГОСТ 19738-74 19746-74 | 650-670 |
ПСрМИН63 | 800-820 |
ПСр21.5 | 1080 |
ВПР1 | 1130 |
ВПР4 | 1050 |
3.2 Термообработка припоя производится в случае целесообразности, если припой недостаточно пластичен.
3.3 Для пайки применять перечисленные виды флюсов:
• ПВ200 для пайки припоями ПСр21,5 и ВПР1;
• ПВ201 для ПСр40 и ПСрМИН63;
• Калий тетрафторборат (КВF2) ГОСТ 9532-75 для пайки ПСр21,5 и ВПР1 в нейтральной среде.
Читайте статью «Как приготовить флюс своими руками»
4 ПОДГОТОВКА ПОВЕРХНОСТИ ДЕТАЛЕЙ И ПРИПОЯ
4.1 Размер зазоров должен быть, как правило, от 0,7 до 0,15мм для соединений типа «телескоп» и до 0,2 мм для других соединений (нахлесточных, стыковых, тавровых) Допускается уменьшение зазора в соединении типа «телескоп», если это вызвано особенностями конструкции узла.
4.2 Поверхности, подлежащие пайке, должны быть доведены до шероховатости не ниже 2,5.
4.3 На цементированных изделиях, после снятия медного покрытия, поверхности под пайку должны быть зачищены механически до чистого металла.
4.4 Наличие фаски в месте формирования галтели при печной пайке необходимо исключить. Кромки разделки в которой размещается паяемая деталь, должны притупляться радиусом ±0,1 мм.
4.5 Присутствие цветов побежалости и коррозии на паяемых поверхностях узлов после мех. обработки не допускается
4.6 Детали, поступающие на пайку, должны быть промыты.
4.7 Непосредственно перед пайкой обезжирить детали, входящие в узел и припой в ацетоне или другом растворителе и посушить на воздухе 10-15 мин. Сборку после данной процедуры проводить пинцетом или пользоваться х/б перчатками.
5 ПОДГОТОВКА ОБОРУДОВАНИЯ И ОСНАСТКИ
5.1 При пайке в камерной печи в аргоне внутренняя поверхность контейнера должна быть очищена от грязи и очищена путем промывки ацетоном или др. растворителем.
5.2 Вакуумная печь перед загрузкой узлов под пайку должна быть очищена от грязи и масла согласно руководству по эксплуатации.
5.3 Оснастка должна быть перед пайкой промыта в ацетоне или др. растворителе. В случае наличия рыхлых окисных пленок допускается обдувка оснастки электрокорундом или гидрохонингом.
5.4 При пайке в нейтральной среде перед запуском аргона в печь систему трубопроводов продуть аргоном. Смена баллонов в процессе пайки запрещается.
6 СБОРКА
6.1 Сборку узлов производить в приспособлениях обеспечивающих требуемое положение деталей и исключающих напряжения в зоне пайки.
6.2 Фиксацию припоя производить на машинах контактной сварки при помощи сварочного пистолета или сварочных клещей.
7 ПАЙКА
а) Пайка газовой горелкой
7.1 Развести флюс в Н2О или в спирте до пастообразного состояния, затем покрыть соединяемые поверхности.
7.2 Припой покрыть флюсом, разведенным в Н2О или в спирте и обсыпать порошком флюса
В процессе нагрева необходимо наблюдать за тем, чтобы поверхность металла у места зазора не оголялась от флюса и, при необходимости, делать подсыпку порошка флюса.
7.3 Нагреть паяемый участок до температуры, указанной в таблице выше. Температура при пайке контролируется зрительно по началу плавления припоя.
Нагрев зоны соединения производить равномерно по всей длине соединения, не допуская перегрева. При пайке деталей с разной толщиной стенок прогревать сначала более массивные детали.
7.4 Не допускать контакта флюса с пламенем более 4-5 минут из-за возможности потери им флюсующих свойств. Оптимальное время нагрева флюса при пайке в газовом пламени 20-60 сек.
7.5 В процессе пайки до полного охлаждения узел подвергать механическому воздействию воспрещается.
7.6 При необходимости для предохранения внутренней поверхности труб от чрезмерного окисления, на внутреннюю поверхность трубы нанести флюс или пропускать внутрь аргон.
При пайке трубу в зоне соединения располагать, по возможности, вертикально. Арматура должна находиться снизу.
7.7 Нагартованные детали из стали типа 12Х18Н9Т перед пайкой подвергать отжигу (детали из труб после гибки)
7.8 Подгибка трубопроводов после пайки не рекомендуется и совершенно не разрешается на расстоянии меньшем 20 мм от места пайки. Наплывы припоя на ниппеле разрешается запиливать.
б) Пайка в камерной печи
7.9 Производить в герметичных контейнерах со стальным колпаком-экраном в атмосфере аргона.
7.10 Флюсы 200, 201, 209 разводятся в воде до пастообразного состояния и наносятся тонким слоем, затем просушиваются в течение 10-15 мин. Порошок тетрафторбората калия засыпается в контейнер. Количество флюса, температура, время выдержки, расход аргона, скорость нагрева и охлаждения оговаривается в технологии.
7.12 Контроль температуры производить термопарой, вводимой внутрь контейнера.
Горячий спай термопары должен быть помещен, по возможности, как можно ближе к поверхности паяемого изделия.
7.13 Детали охлаждать под потоком аргона до комнатной температуры. Допускается обдув контейнера сжатым воздухом с целью уменьшения времени охлаждения.
в) Пайка в вакуумной печи
7.14 Производить преимущественной в среде аргона.
7.15 Собранный узел в приспособлении поместить на поддон печи, закрыв его колпаком-экраном из стали типа 12Х18Н10Т.
7.16 Пайка в среде аргона выполняется по следующей схеме:
- Продуть систему трубопроводов до вакуумного крана аргоном
- Откачать из печи воздух до остаточного давления, указанного в технологии. Разрешается промывка камеры аргоном, заключающаяся в следующем: откачка до 10-3мм рт. ст., заполнение газом и снова откачка до требуемого разряжения.
- Подать в камеру печи газообразный аргон. Подачу вести непрерывно в течение 8-10 мин.
- Включить нагрев и произвести пайку.
7.18 Контроль температуры выполняют при помощи термопары с записью на самописце. Горячий спай термопары должен быть помещен как можно ближе к поверхности паяемого узла. Допускается замер температуры в камере при условии учета экспериментально определенной разницы температур на поверхности изделия и в камере.
8 УДАЛЕНИЕ ОСТАТКОВ ФЛЮСА
В горячей, затем в холодной проточной воде с последующей обдувкой гидрохонингом.
9 КОНТРОЛЬ ШВОВ
9.1 Контроль состояния узлов должен проводиться на всех этапах тех.процесса подготовки поверхностей, сборки и пайки, введения флюса и припоя, устранения остатков флюса после пайки.
9.2 Применяемые материалы должны быть ГОСТированны или иметь ТУ. Следить за сроком годности флюса.
9.3 Применять следующие виды контроля:
а) внешний осмотр;
б) рентгенографический анализ;
в) проверка узлов на прочность и герметичность;
г) металлография;
9.4 Внешнему осмотру подвергать 100% узлов с помощью увеличительного стекла 4-7 кратного увеличения.
Осматривать нужно паяный шов и зону, примыкающего к нему основного металла на расстоянии не менее 10 мм.
9.5 Шов должен быть чистым, без пористости, раковин, свищей, непропаев, посторонних включений, остатков флюсов и т.д. при условии, что припой заполнил зазор и образовал галтель.
10 ИСПРАВЛЕНИЕ ДЕФЕКТОВ
10.1 Недопустимые непропаи, поры, раковины и др. дефекты устранять подпайкой не более 2-х раз тем же припоем, которым проводилась пайка или с более низкой температурой плавления.
определение пайки по The Free Dictionary
припой
для пайки металлов вместеНе путать с: скоба — зажим; опора для части тела; устройство, которое держит что-то прямо — поджарить, а затем медленно приготовить
Оскорбленные, сбитые с толку и неправильно используемые слова Мэри Эмбри Авторские права © 2007, 2013 Мэри Эмбри
пайка 1
(brāz) tr.v. паяные , пайки , пайки1. Сделать из латуни или украсить ею.
2. Сделать твердым, как латунь.
[Среднеанглийский brasen, от староанглийского brasian, от bræs, brass .]
braze 2
(brāz) tr.v. припой , припой , припойДля пайки (двух металлических частей) вместе с использованием твердого припоя с высокой температурой плавления.
[Вероятно, от французского braser, от старофранцузского, для сжигания , от brese, горячего угля , германского происхождения ; см. bhreu- в индоевропейских корнях.]
бразьер н.
Словарь английского языка American Heritage®, пятое издание. Авторские права © 2016 Издательская компания Houghton Mifflin Harcourt. Опубликовано Houghton Mifflin Harcourt Publishing Company. Все права защищены.
припой
(breɪz) vb ( tr )1. (Металлургия) для украшения, изготовления или изготовления латуни
2. для изготовления как латунь, твердость
[Древнеанглийский bræsen , из bræs латунь]
пайка
(breɪz) vb(General Engineering) ( tr ) для соединения (двух металлических поверхностей) путем сплавления слоя латуни или тугоплавкий припой между ними
n(General Engineering) тугоплавкий припой или сплав, используемый при пайке
[C16: от древнефранцузского: гореть, германского происхождения; см. тушеный]
brazer n
Словарь английского языка Коллинза — полный и несокращенный, 12-е издание, 2014 г. © HarperCollins Publishers 1991, 1994, 1998, 2000, 2003, 2006, 2007, 2009, 2011, 2014
braze 1
(breɪz)v.т. пайка, пайка • ing.
1. из латуни.
2. для покрытия или украшения из латуни или как бы из нее.
3. сделать латунным.
[до 1000; Среднеанглийский brasen, староанглийский bræsian; см. Латунь]пайка 2
(brez)v.t. пайка, пайка • ing.
для соединения (металлических предметов) при высоких температурах с применением любого из различных цветных припоев.
[1575–85; латунь, аналог тушить угли; см. тушеный]паяль, п.
Random House Словарь колледжа Кернермана Вебстера © 2010 K Dictionaries Ltd. Авторские права 2005, 1997, 1991, Random House, Inc. Все права защищены.
паять
Past причастие: паяных
герундия: пайки твердым припоем
ImperativePresentPreteritePresent ContinuousPresent PerfectPast ContinuousPast PerfectFutureFuture PerfectFuture ContinuousPresent Идеальный ContinuousFuture Идеальный ContinuousPast Идеальный ContinuousConditionalPast Условный
Present |
---|
I паять |
вы лютоспавание |
он / она / оно паяет |
мы паяем |
вы паяете |
паяете |
Preterite |
---|
I он / она / оно паяли |
паяли |
паяли |
паяли |
Настоящее время Непрерывное |
---|
Я паяю | вы паяете |
он / она / она пайка |
пайка |
пайка |
пайка |
паяли |
---|
паяли |
паяли |
паяли |
паяли |
паяли |
Future |
---|
он / она / она будет паять |
паять |
паять |
паять |
Future Perfect | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
паяется | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
паяется | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
паяется | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
паяется | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
паяется | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
я буду паять |
вы будете паять |
он / она / это будет пайка |
мы будем паять |
вы будете паять |
они будут пайкой |
Present Perfect Continuous |
---|
я паял |
он / она / она паяли |
мы паяли |
вы паяли |
паяли |
паяли |
он / она / она паяли |
мы паяли |
вы паяли |
они будут пайка |
Past Perfect Непрерывная | |
---|---|
вы паяли | |
он / она / она паяли | |
мы паяли | |
вы паяли | |
они паяли |
Условный |
---|
Я бы припаял |
вы бы припаяли |
он / она / она припаял бы |
мы бы припаяли | бы припаял |
Прошлый условный | |
---|---|
Я бы припаял | |
вы бы припаяли | |
он / она припаял бы | |
вы бы припаяли | |
они бы припаяли |
Collins English Verb Tables © Harpe rCollins Publishers 2011
Статья о пайке из The Free Dictionary
Пайка
Метод соединения металлов и других материалов с применением тепла и припоя.Используемые присадочные металлы имеют температуру плавления выше 840 ° F (450 ° C), но ниже температуры плавления соединяемых металлов или материалов. Они протекают капиллярно в зазор между основными металлами или материалами и соединяются между собой, создавая между ними металлургическую связь на молекулярном уровне. Процесс похож на пайку, но отличается тем, что присадочный металл более прочен и имеет более высокую температуру плавления.
При правильной конструкции паяное соединение обеспечивает очень высокую степень эксплуатационной надежности при сосредоточенных напряжениях, вибрации и температурных нагрузках.Можно сказать, что при правильно спроектированной пайке любой отказ произойдет в основном металле, а не в соединении. Следует учитывать множество переменных дизайна. Во-первых, это механическая конфигурация соединяемых деталей и сама область соединения. Все пайки можно разделить на две категории: соединение внахлест или стык. Другие являются адаптациями этих двух.
При проектировании следует учитывать обоснованный выбор основного и присадочного металла.В дополнение к основным механическим требованиям, основные металлы, используемые в пайке, должны сохранять целостность своих физических свойств в течение всего нагрева цикла пайки. Невозможно найти универсальный присадочный металл, удовлетворяющий всем требованиям к конструкции, но существует множество доступных типов, от чистых металлов, таких как медь, золото или серебро, до сложных сплавов алюминия, золота, никеля, магния, кобальта, серебра и палладия. .
Существует 11 основных процессов пайки. При пайке горелкой нагревание передается пламенем от горелки какого-либо типа непосредственно к основному металлу.Обычно используется минеральный флюс. Паяльный присадочный металл может быть предварительно помещен в соединение или подан лицевой стороной в соединение. При индукционной пайке температура припоя достигается в паяемых частях путем помещения их в источник высокочастотного переменного тока или рядом с ним. Обычно используются флюс и присадочные металлы. При контактной пайке используются электроды, которые расположены так, что соединение образует часть электрической цепи. Тепло вырабатывается сопротивлением деталей прохождению электрического тока.При пайке погружением присадочный металл предварительно помещается в стык или на нем, а сборка погружается в ванну с расплавом соли или флюса до достижения температуры пайки. В одном из вариантов этого процесса сборку подвергают предварительному флюсу и погружают в ванну с расплавленным припоем. Инфракрасная пайка — это процесс, при котором кварцевые лампы высокой интенсивности направляются на соединяемые металлы.
Пайка в печи — широко используемый метод, особенно полезный, когда паяемые детали подвергаются механической обработке или формованию до их окончательных размеров или представляют собой сложную сборку, которая уже была слегка соединена или закреплена.Атмосфера в паяльной печи обычно регулируется, что обеспечивает большую гибкость. Важным преимуществом является то, что потенциальное искажение металла, вызванное нагревом и охлаждением, можно прогнозировать и контролировать, тем самым минимизируя или устраняя его. Кроме того, в процессе пайки печи упрощается автоматизация.
Диффузионная пайка, в отличие от пайки в печи, определяется не методом нагрева, а, скорее, степенью взаимного растворения металла-наполнителя и диффузии с основным металлом в результате используемой температуры и временного интервала нагрева.При диффузионной пайке температура, время, в некоторых случаях давление и выбор основных и присадочных материалов регулируются таким образом, что присадочный металл частично или полностью диффундирует в основной металл. В этом случае свойства соединения очень близки к свойствам основного металла.
Другие, менее используемые процессы включают дуговую пайку, блочную пайку, пайку потоком и двойную углеродную дуговую пайку.
Краткая инженерная энциклопедия Макгроу-Хилла. © 2002 McGraw-Hill Companies, Inc.
6 шагов к успешной пайке
Паяное соединение в принципе может «сделать себя» — капиллярное действие, большее, чем навыки оператора, обеспечивает распределение присадочного металла в совместный.
Настоящее мастерство заключается в проектировании и конструировании соединения, но даже правильно спроектированное соединение может плохо закончиться, если вы не будете следовать надлежащим процедурам пайки. Эти процедуры сводятся к шести основным шагам. Хотя обычно они просты в исполнении, ни один из них не следует пропускать.
Шаг 1: Обеспечьте хорошую посадку и надлежащие зазоры.
Пайка использует капиллярное действие для распределения расплавленного присадочного металла между поверхностями основных металлов. Поэтому при пайке сохраняйте зазор между основными металлами, чтобы капиллярное действие работало наиболее эффективно.Практически во всех случаях это означает тесный зазор. Оптимальный зазор или зазор стыка для большинства присадочных металлов составляет 0,0015 дюйма, но типичные зазоры находятся в диапазоне от 0,001 до 0,005 дюйма.
При повседневной пайке зазоры не должны быть слишком точными, чтобы получить достаточно прочное соединение. Капиллярное действие действует в диапазоне зазоров, поэтому у вас есть определенная свобода действий. В повседневной торговой практике простая скользящая посадка обычно обеспечивает адекватное паяное соединение между двумя трубчатыми деталями.Имейте в виду, что обычно с увеличением зазора прочность соединения уменьшается. Капиллярное действие прекращается примерно на 0,012 дюйма. Если вы соединяете две плоские части, вы можете положить одну на другую. Контакт металл-металл — это весь зазор, который вам обычно понадобится, потому что средняя чистовая обработка металлов обеспечивает достаточную шероховатость поверхности для создания капиллярных путей для потока расплавленного присадочного металла. С другой стороны, хорошо отполированные поверхности, как правило, ограничивают поток присадочного металла.
При планировании зазоров между швами помните, что паяные соединения выполняются при температуре пайки, а не при комнатной температуре.Учитывайте коэффициент теплового расширения соединяемых металлов, особенно в трубчатых узлах, в которых соединяются разнородные металлы.
Какой допуск вы должны сделать для расширения и сжатия, зависит от природы и размеров соединяемых металлов и конфигурации стыка. Несмотря на то, что для определения точных допусков зазора для каждой ситуации используются многие переменные, помните о следующем принципе: разные металлы расширяются с разной скоростью при нагревании.
Для получения дополнительной информации о настройке посетите сайт www.lucasmilhaupt.com.
Шаг 2: Очистите металлы.
Капиллярное действие правильно работает только с чистыми металлическими поверхностями. Если они покрыты маслом, жиром, ржавчиной, окалиной или грязью, вы должны удалить эти загрязнения, иначе они образуют барьер между поверхностями основного металла и припоями.
Чистка металлических деталей редко бывает сложной, но вы должны делать это в правильной последовательности. Сначала следует удалить масло и жир, потому что кислотный травильный раствор, предназначенный для удаления ржавчины и накипи, не подойдет для жирной поверхности.Начните с избавления от масла и жира. В большинстве случаев это можно сделать либо путем погружения деталей в подходящий обезжиривающий растворитель, либо путем обезжиривания паром, либо с помощью щелочной или водной очистки. Если металлические поверхности покрыты оксидом или окалиной, вы можете удалить эти загрязнения химическим или механическим способом. Для химического удаления используйте обработку кислотным рассолом. Убедитесь, что химические вещества совместимы с очищаемыми основными металлами и что в щелях или глухих отверстиях не осталось следов кислоты. Механическое удаление требует абразивной очистки.
В частности, при ремонтной пайке, когда детали могут быть очень грязными или сильно заржавевшими, вы можете ускорить процесс очистки с помощью наждачной шкурки, шлифовального круга, напильника или пескоструйной очистки с последующей промывкой. После того, как детали будут тщательно очищены, как можно скорее обработайте флюсом и припаяйте их, чтобы уменьшить вероятность повторного загрязнения поверхностей заводской пылью или телесными маслами, отложившимися при обращении с ними.
Имейте в виду, что некоторые чистящие средства оставляют остатки и оседают на поверхности, делая ее несмачиваемой.
Шаг 3: Флюсируйте детали.
Флюс — это химическое соединение, наносимое на стыковые поверхности перед пайкой. Его использование, за некоторыми исключениями, необходимо в процессе пайки при атмосферном давлении. Это связано с тем, что нагрев поверхности металла ускоряет образование оксида в результате химической реакции между горячим металлом и кислородом в воздухе. Если вы не предотвратите образование этих оксидов, они будут препятствовать смачиванию припоя и его сцеплению с поверхностями.
Покрытие из флюса на стыке защищает поверхности от воздуха, предотвращая образование оксидов.Он также растворяет и поглощает любые оксиды, которые образуются во время нагрева или не были полностью удалены в процессе очистки.
Вы можете нанести флюс на соединение любым способом, если вы полностью покрываете поверхности соединения. Обычно флюс делают в виде пасты, поэтому удобнее всего наносить его кистью. Но по мере увеличения объемов производства может оказаться более эффективным нанесение флюса окунанием: нанесение предварительно отмеренного осадка высоковязкого флюса из пистолета-аппликатора.
Как правило, флюс наносится непосредственно перед пайкой, если это возможно, чтобы у него было наименьшее количество времени для высыхания, отслаивания или сбивания деталей при обращении с ними.Выберите флюс, составленный для конкретных металлов, температур и условий вашей пайки.
Шаг 4: Соберите для пайки.
После того, как детали будут очищены и обработаны флюсом, удерживайте их в положении для пайки. Убедитесь, что они остаются в правильном положении во время циклов нагрева и охлаждения, чтобы капиллярное действие могло выполнять свою работу. Если форма и вес частей позволяют, самый простой способ удержать их вместе — это сила тяжести.
Вы также можете помочь гравитации, добавив дополнительный вес, если вы не добавите слишком много.Если вы добавите слишком большой вес, ваши зазоры могут не сохраниться, и припой может быть вытеснен из области соединения. Также помните, что увеличение веса деталей увеличивает их массу, а это увеличивает время, необходимое для нагрева деталей до температуры пайки.
Шаг 5: Припаяйте сборку.
Фактическая пайка включает нагрев узла до температуры пайки и пропускание присадочного металла через соединение. При нагревании сборки до температуры пайки убедитесь, что вы не нагреете ее до точки плавления основных материалов.
Во-первых, процесс нагрева: при пайке широко нагревают основные металлы. Если вы паяете небольшой узел, можно нагреть всю сборку до температуры текучести припоя. Если вы паяете большой узел, нагрейте широкую область вокруг стыка. Ручная горелка чаще всего используется для пайки одного узла. Различные виды топлива — природный газ, ацетилен, пропан, пропилен — можно сжигать либо с кислородом, либо с воздухом. Имейте в виду, что оба металла в сборке должны нагреваться как можно более равномерно, чтобы они одновременно достигли температуры пайки.Держите горелку постоянно в движении и не нагревайте зону пайки напрямую.
Во избежание неравномерного нагрева следите за флюсом. Если его внешний вид меняется равномерно, детали нагреваются равномерно.
После того, как вы нагреете сборку до температуры пайки, можно приступить к нанесению присадочного металла. При ручной пайке осторожно прижмите стержень или проволоку к месту соединения. Нагретая сборка расплавит часть присадочного металла, которая будет мгновенно вытягиваться капиллярным действием по всей площади стыка.Вы можете добавить немного флюса на конец стержня присадочного металла — примерно от 2 до 3 дюймов — чтобы улучшить поток. Вы можете добавить флюс кистью или окунув стержень во флюс. На более крупных деталях, которым требуется более продолжительное время нагрева, или если флюс стал насыщенным оксидом, добавление свежего флюса на присадочный металл поможет улучшить текучесть и проникновение присадочного металла в область соединения.
Будьте осторожны: расплавленный припой имеет тенденцию течь в области с более высокой температурой. В нагретом узле внешние поверхности основного металла могут быть немного горячее, чем внутренние стыковые поверхности.Позаботьтесь о том, чтобы присадочный металл прилегал непосредственно к стыку. Если вы разместите его подальше от стыка, он будет иметь тенденцию опускаться на горячие поверхности, а не течь в стык. Также лучше нагреть сторону сборки, противоположную точке подачи присадочного металла. Присадочный металл будет иметь тенденцию следовать за наиболее интенсивным нагревом.
Шаг 6: Очистите паяное соединение.
После пайки сборки очистите ее. Поскольку большинство флюсов для пайки являются коррозионными, очистка необходима.Очистка обычно выполняется в два этапа:
- Удалите остатки флюса.
- Удалите оксидную окалину, образовавшуюся в процессе пайки, травлением.
Поскольку большинство флюсов для пайки растворимы в воде, вы можете удалить остатки, закалив узел в горячей воде (120 градусов F или выше). Погрузите сборку, пока она еще горячая, но перед закалкой убедитесь, что присадочный металл полностью затвердел. Стекловидные остатки флюса обычно трескаются и отслаиваются.Если они немного упрямы, слегка почистите их металлической щеткой, пока узел все еще находится в горячей воде.