3 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Технология пайки металлов флюсы припои

Технология пайки металла

В этом разделе Вы получите информацию по следующим темам:

Физико-химические ocновы пайки металла. Способы пайки металла.

Припои. Флюсы и газовые среды.

Оборудование для пайки металла.

Подготовка поверхности и сборка под пайку металла.

Технологический процесс пайки металла.

Пайка инструментальных сталей. Пайка металла с керамикой.

Прочность и конструирование паяных соединений.

Производственная санитария, техника безопасности и противопожарная техника пайки металла.

В разделе также приведены справочные сведения по основным способам и технологическим процессам пайки по припоям, флюсам, газовым средам, оборудованию, контрольно-измерительной и регулирующей аппаратуре, производственной санитарии и технике безопасности.

Вопросы проектирования технологического npоцесса повышения эффективности производства, прочности паяных изделий.

Пайка имеет много общего со сваркой плавлением, но между ними имеются и принципиальные различия. Если при сварке основной и присадочный металлы находятся в сварочной ванне в расплавленном состоянии, то при пайке основной металл не плавится.

Пайка — процесс соединения материалов в твердом состоянии припоями, которые при расплавлении затекают в зазор, смачивают паяемые поверхности и при кристаллизации образуют паяный шов.

Для получения спая, т. е. связи на границе основной металл — припой, наряду с нагревом необходимо обеспечить еще два основных условия: удалить с поверхности металлов окисную пленку и обеспечить условия взаимодействия твердого и жидкого металлов.

При кристаллизации вступившего во взаимодействие с паяемыми металлами более легкоплавкого связующего металла (припоя) образуется паяное соединение.

При пайке формирование шва происходит путем заполнения припоем зазора между соединяемыми деталями, т. е. процесс пайки в большинстве случаев связан с капиллярным течением, что не имеет места при сварке плавлением.

В отличие от сварки плавлением пайка может быть осуществлена при любых температурах, лежащих ниже температуры плавления основного металла. Одним из преимуществ пайки является возможность соединения в единое целое за один прием множества заготовок, составляющих изделие.

Поэтому пайка, как ни один другой способ соединения, отвечает условиям массового производства. Она позволяет соединять разнородные металлы, а также металлы со стеклом, керамикой, графитом и другими неметаллическими материалами, что невозможно или весьма трудно осуществить сваркой.

Поскольку при пайке не происходит расплавления кромок паяемых деталей, но при использовании этого способа соединения проще сохранить в процессе изготовления требуемую форму и размеры изделия.

Применяя низкотемпературную пайку, удается сохранить неизменной структуру и свойства металла соединяемых деталей. Важным преимуществом пайки является разъемность паяных соединений, что делает ее незаменимой при монтажных и ремонтных работах в радио- и приборостроении.

Наряду с этим пайка обеспечивает в ряде случаев более высокую надежность изделий, чем сварка. При применении рациональных сочетаний паяемых материалов и припоев и использовании конструкций с оптимальной площадью перекрытия надежность паяных соединений в 4 раза выше, чем сварных, для самолетов и в 20 раз выше для космических аппаратов.

Технология пайки

Пайка, как одна из технологий образования неразъемных соединений, является уникальным способом соединения самых различных материалов — металлов, неметаллов, а также сочетаний металла с неметаллом (углеродистая, легированная, быстрорежущая сталь, цветные металлы и их сплавы — медь, алюминий, твердые сплавы, полупроводники, керамика и др.).

Качество паяного соединения во многом зависит от подготовительных операций: очистки поверхностей, нанесения покрытий-подложек, размещения материала припоя, предварительной сборки изделия в приспособлениях, опытной отработки режима пайки.

Очистка поверхностей должна обеспечивать удаление оксидов и жировых загрязнений, препятствующих капиллярному схватыванию материала детали и припоя. Очистку перед пайкой производят двумя методами — химическим и механическим. Механическая очистка используется для удаления грубых загрязнений (ржавчина, оксиды и др.), а химическая — для удаления жира и легких загрязнений (протирка спиртами — этиловым, бутиловым, метиловым, специальными очищающими составами). При химическом обезжиривании нужно учитывать необходимость последующей смывки состава.

Механическая очистка производится абразивоструйной обработкой (песком, дробью) для больших поверхностей, металлическими щетками, обработкой на токарных, шлифовальных станках. После сухой струйной обработки необходимо также проведение обеспыливания. После очистки нужно как можно быстрее начинать пайку во избежание повторного образования окислов.

Нанесение покрытий-подложек применяется для улучшения растекаемости припоя. Чаще всего используются медные покрытия. Коррозионно-стойкие стали также покрывают никелем. Медные покрытия наносят лужением припоями или электролитическим осаждением.

Припой размещают либо возле зазора в виде проволоки, профилированной фольги, пасты и т. д., либо непосредственно в зазоре. Другим способом является подача припоя в процессе пайки — ручная или механизированная. Закрепление припоя производят склеиванием или сваркой.

При нанесении припоя в зазоре широко применяется электрический метод осаждения (для олова, титана, меди, различных сплавов). Также применяется плазменное напыление покрытий. При контактно-реактивной пайке в зазоре размещают фольгу (или напыляемое покрытие), образующую контактную пару с металлом детали.

Для защиты поверхностей, не подлежащих пайке, применяют специальные «стоп-пасты» из кремнезема (Al2O3), графита, оксида циркония и другие.

Предварительную фиксацию деталей производят для выдержки определенного зазора и взаимного расположения деталей. При этом могут использоваться как разъемные соединения (сборка в приспособлениях, запрессовка), так и неразъемные (развальцовка, сборка методами точечной, контактной или дуговой сварки).

Конструкции паяных соединений

Основными параметрами режима пайки являются:

Применение пайки в ремонтном деле

Качество паяного соединения (прочность, герметичность, плотность) определяется качеством сплава, который образуется в паяном шве в результате взаимодействия припоя с основным металлом.. Паяным швом называется прослойка металла между соединяющимися деталями, состоящая из зоны сплавления и диффузионных зон, размеры которых зависят от состава припоя, состава паяемых материалов и режимов пайки. При разработке технологии пайки необходимо придерживаться следующих рекомендаций.

1. При выборе основного металла детали наряду с условиями работы (прочность, герметичность, коррозионная стойкость и др.) необходимо учитывать паяемость основного металла припоями, обеспечивающими заданную прочность.

2. Припой следует выбирать с учетом физико-механических свойств основного металла, условий прочности, плотности, герметичности и технологии пайки.

3. При пайке разнородных металлов необходимо учитывать, что коэффициенты термического расширения основного металла и припоя не должны резко отличаться, так как в противном случае в процессе пайки зазоры изменятся и припой не заполнит их, что повлияет как на прочность, так и на плотность шва. Значение оптимальных зазоров между деталями, собираемыми под пайку.

4. Температура припоя должна быть на 50—100°С ниже температуры плавления паяемых металлов. На качество пайки влияет не только температура, но и длительность пайки и скорость нагрева.

Слишком быстрый нагрев приводит к возникновению недопустимых термических деформаций в паяемых, особенно тонкостенных деталях. Скорость охлаждения после пайки влияет на эластичность и прочность паяного шва.

5. Припои должны хорошо смачивать основной металл и заполнять соединительные зазоры.

6. Припои по возможности не должны содержать дефицитных компонентов, а технология получения припоев должна быть общедоступной.

Припои применяют в виде проволоки, прутков, зерен порошка, паст и т. д. В случае пайки цилиндрических деталей из припоя изготовляют кольца или шайбы, которые помещают либо в гарантированный зазор, либо в специально подготовленные канавки, либо укладывают снаружи.

Слой припоя можно заранее наносить на паяемый металл либо гальваническим путем, либо металлизацией, либо погружением паяемого изделия в расплав припоя. Применение того или иного типа припоя определяется конструкцией изделия, детали.

В зависимости от технических требований и прочности паяных соединений применяют пайку легкоплавкими (температура плавления до 500°С) или тугоплавкими припоями.

Основным флюсом для пайки оловянисто-свинцовыми припоями является водный раствор хлористого цинка концентрацией 20—50%. Хлористый цинк представляет собой белый порошок, легко впитывающий влагу. Его хранят в плотно закрывающейся посуде. Водный раствор хлористого цинка, полученный путем химической реакции, с соляной кислотой (травленая кислота), использовать в качестве флюса для пайки ответственных деталей не рекомендуется, так как он имеет повышенную коррозионную активность (активность может быть снижена выпариванием из раствора воды и остатков кислоты). Полученный в результате выпаривания хлористый цинк смешивают с чистой водой или вазелином. Рабочую активность флюса повышают, добавляя в него хлористый аммоний (нашатырь), который активно вступает в реакцию с окислами металлов. Образующаяся при этом вода и газообразные вещества легко улетучиваются.

Читать еще:  Пайка стали в домашних условиях газовой горелкой

Для пайки чугунных деталей (рам, корпусов, крышек) целесообразно применять латуни. Образуемый латунными припоями шов имеет высокую прочность, плотность, легко обрабатывается. Высокая прочность шва обусловлена механическими свойствами припоя и относительно слабыми температурными напряжениями основного материала — чугун при пайке не расплавляется, а только разогревается до вишнево-красного цвета. Общий разогрев детали не обязателен. Наименьшая температура образования паяного соединения чугуна (940—960°С) наблюдается при использовании в качестве флюса синтетического шлака АН-ШТ2, например, с припоем ЛОК-59-1-03.

Флюсы, содержащие буру и борную кислоту, соединяясь с окислами металлов, образуют на поверхности шва стекловидные шлаки, не имеющие коррозионной активности. Флюсы, активированные фтористыми соединениями калия и кальция, химически активны и должны быть удалены с поверхности шва промывкой горячей водой, а затем холодной.

Детали подготовляют к пайке тугоплавкими припоями так же, как и к пайке легкоплавкими. Разогрев деталей и расплавление припоев выполняют обычно газопламенными горелками или высокочастотными индукторами. При ремонтных работах широкое распространение получил газопламенный разогрев (сжигание ацетилена или бутан-пропановой смеси в кислороде). Высокочастотный разогрев более производителен и безвреден, но требует дорогостоящей оснастки. Пайку с помощью горелок выполняют обычно нейтральным пламенем с небольшим избытком ацетилена. Припой наносят с прутка на предварительно зачищенные, покрытые флюсом и разогретые кромки соединяемых деталей.

Припои и флюсы для пайки газовой горелкой

  • Технология пайки
  • Механизация процесса
  • Технология пайки
  • Механизация процесса
  • На верх arrow_upward

При пайке газовой горелкой применяются как легкоплавкие припои на свинцовооловянной основе, так и тугоплавкие припои на медной и серебряной основах. Для удобства пайки газовой горелкой припой лучше всего брать в виде проволоки или прутка. Применение такого припоя удобно еще и тем, что при необходимости добавить флюс во время работы горячий конец припоя просто погружают во флюс, который быстро налипает на него.

Пайка медноцинковыми припоями при помощи горелок сопровождается интенсивным испарением цинка; для предотвращения этого к латуням следует добавлять 0,2—0,4% кремния или олова, что уменьшает окисление и испарение цинка. Наиболее хорошие результаты дают серебряные припои с медью и цинком. Эти припои могут применяться для пайки стали, чугуна и всех сравнительно тугоплавких цветных металлов, температура плавления которых выше, чем припоя.

Для пайки соединений из меди, не испытывающих в работе ударных и вибрационных нагрузок, используются чаще всего меднофосфорные припои, пайка которыми возможна без применения флюса, так как фосфор, входящий в состав припоя, сам является флюсом.

Если при паянии горелкой применяются легкоплавкие припои, то при этом, так же как и при пайке паяльником, в качестве флюса применяются растворы хлористого цинка и нашатыря. При паянии стали и медных сплавов тугоплавкими припоями применяются чаще всего смеси буры и борной кислоты. Состав этих смесей подбирается таким образом, чтобы температура плавления флюса была несколько ниже температуры плавления припоя.

Технология пайки arrow_upward

Перед пайкой горелками прежде всего необходимо обезжирить подлежащие пайке места и очистить их от окалины или ржавчины. Подготовленные таким образом изделия промывают, тщательно высушивают, покрывают флюсом, собирают с заданным зазором в приспособлениях и укладывают на верстаке таким образом, чтобы во время пайки обе руки паяльщика оставались свободными, так как в правой руке рабочий держит горелку, а в левой припой. Иногда деталь в собранном виде может быть установлена и без дополнительного приспособления при условии устойчивого положения во время паяния.

Разогрев изделия пламенем производится таким образом, чтобы обеспечить равномерный прогрев всего паяемого соединения, для чего горелку все время передвигают вдоль шва. Для того чтобы получить быстрый и равномерный нагрев шва, необходимо тщательно следить за правильным строением факела пламени. Хорошо отрегулированное пламя должно иметь темное ядро, среднюю зону и экое наружное пламя с резкоочерченными контурами. При избытке кислорода пламя резко укорачивается; при избытке горючего средняя зона факела исчезает, а пламя сильно удлиняется и теряет резкость очертаний; при дальнейшем увеличении избытка горючего пламя становится коптящим.

Наиболее высокую температуру имеет пламя около конца ядра. Так как для паяния обычно требуется температура не выше 1000—1100°, то при работе с высокотемпературным пламенем (например, ацетилено-кислородным) разогрев шва производят более холодной наружной частью факела. Когда место пайки нагрето до температуры плавления припоя, к шву подводится конец покрытого флюсом прутка припоя, который расплавляясь, заполняет шов.

В случае применения порошкообразного припоя его смешивают с флюсом и заранее наносят на спаиваемые поверхности. Во избежание окисления припоя и возможности его расплавления до того, как основной металл достигнет нужной температуры, не следует направлятьпламя горелки непосредственно на припой; лучше держать пламя впереди места пайки, так как припой сам хорошо затекает в более горячие места. Чтобы избежать выгорания припоя и увеличить эффективное действие флюса, необходимо место спая прогревать возможно быстро. Пламя горелки должно быть нейтральным или слабо восстановительным.

По окончании пайки изделие во избежание смещения паяемых деталей не трогают до полного затвердевания припоя. Во время процесса пайки необходимо следить за тем, чтобы все участки паяемых поверхностей были покрыты флюсом, в противном случае незащищенные места окислятся и прочность спая значительно снизится, а иногда и вообще не образуется никакого соединения. После пайки остатки флюса и образовавшиеся окислы удаляются механическим путем или кипячением изделия в воде.

Механизация процесса arrow_upward

Для ускорения пайки и обеспечения стабильности качества паяных соединений процесс паяния газовыми горелками может быть сравнительно легко механизирован. Простейшим способом механизации является паяние крупногабаритных изделий сразу несколькими стационарно установленными горелками. При таком способе пайки процесс значительно упрощается и продолжительность его сокращается в несколько раз.

Иногда при паянии горелками применяют конвейерные устройства, например, карусельного типа. В этом случае пока на одном изделии производится пайка, другие изделия подогреваются перед пайкой или охлаждаются после нее.

Основы пайки (реферат)

1. Основы теории пайки металлов

Пайка — сложный физико-химический процесс получения соединения в результате
Взаимодействия твердого паяемого (основного) и жидкого присадочного металла
(припоя)

Паяное соединение неоднородно по строению и составу. Паяный шов включают в себя спаи, диффузионные зоны и место припоя кристаллизовавшегося в зазоре между деталями с прикристаллизованными ионами.
Спай – переходный слой, образующийся в результате вследствие физико-химического взаимодействия расплавленного припоя с паяемым металлом. Контактная поверхность плавится в результате теплообмена с припоем.
Диффузионная зона – результат взаимной диффузии припоя и паяемого металла.
Прикристаллизованная зона – результат концентрирования в области спая тугоплавких компонентов при кристаллизации расплава.
Прочностные характеристики паяного соединения определяется возникновением химических связей между пограничными слоями припоя и паяемого металла (адгезией), а также сцеплением частиц внутри припоя или паяемого металла между собой (когезией).
Особенности процесса кристаллизации вызваны:
· Малым зазором (0,05…0,07 мм) между деталями;
· Различием химических составов припоя и паяемого металла;
· Кратковременностью физико-химических взаимодействий между соединяемыми металлами расплавом припоя и газовой средой.
Вследствие малого зазора, в процессе пайки между деталями образуется незначительное количество жидкого припоя, активно взаимодействующего с паяемыми металлами. В жидкий припой, вследствие диффузии, попадают примеси, а в металл переходят некоторые компоненты припоя. Изменение жидкой фазы приводит к изменению структуры металла шва и температуры кристаллизации.
Кристаллизацию шва рассматривают как двустороннее, направленное к центру, заращивание зазора. Характер кристаллизации определяется скоростью остывания и величиной зазора.
При пайке получают соединения с межатомными связями с помощью нагрева их до температуры ниже температуры их автономного плавления, смачиванием поверхностей расплавом припоя с дальнейшим затеканием его в зазор и кристаллизацией. При этом имеет место взаимодействие:
Паяемый материал- расплав припоя – расплав флюса
при температуре ниже плавления паяемых материалов.

Читать еще:  Аппарат для пайки электропроводки

2. Технология пайки

Получение паяного соединения состоит из нескольких этапов:

A. Предварительная подготовка паяемых соединений;
B. Нагрев соединяемых деталей до температуры ниже температуры плавления паяемых деталей;
C. Удаление окисной плёнки с поверхностей паяемых металлов с помощью флюса;
D. Введение в зазор между паяемыми деталями жидкой полоски припоя;
E. Взаимодействие между паяемыми деталями и припоем;
F. Кристаллизация жидкой формы припоя, находящейся между спаевыми деталями;

Пайкой можно соединять любые металлы и их сплавы. В качестве припоя используются чистые металлы (они плавятся при строго фиксированной температуре) и их сплавы (они плавятся в определенном интервале температур).
Разница между температурами начала плавления и полного расплавления называется интервалом кристаллизации. При осуществлении процесса пайки необходимо выполнение температурного условия:
t1 > t2 > t3 > t4
где t1 – температура начала плавления материала детали
t2 – температура нагрева детали при пайке;
t3 – температура плавления припоя;
t4 – рабочая температура паянного соединения;

3. Флюсы
Флюсы применяются для удаления окисной пленки с поверхности основного металла и припоя, а также для недопущения окисления при пайке. Флюсы могут быть:
a) Твердыми:
b) Жидкими;
c) Пастообразными;

В процессе нагревания соединяемых металлов твердый флюс плавится, смачивает поверхности деталей и припоя и взаимодействует с окисной пленкой. Флюс должен взаимодействовать с окисной плёнкой прежде, чем расплавится припой.

Флюсы могут содержать вещества, которые:
· Вступают во взаимодействие с окисной пленкой, образуя шлаки, легко растворимые во флюсы;
· Растворяют окисную пленку
· Вступают в реакцию замещения с окислами труднопаяемого металла и образуют оксиды легкорастворимые во флюсе.
Флюсы классифицируют по признакам:
— температурному интервалу пайки на низкотемпературные (t 4500C);
— Природе растворителя на водные и неводные;
— Природе активатора на канифольные, галогенидные, фтороборатные, анилиновые, кислотные и т.д.;
— По агрегатному состоянию на твердые, жидкие и пастообразные
3.1Пример флюса
Для низкотемпературной пайки меди используют канифоль.
Канифоль — твёрдое стекловидно6е вещество с температурой плавления 1250С,
получаемое из сосновой смолы. Флюсовый эффект связан с содержанием в ней абиетиновой кислоты, растворяющей окислы меди. При температуре 300-4000С канифоль разлагается с выделением углерода и водорода. Вследствие этого окислы меди интенсивно восстанавливаются.

4. Припои
Припоями называются металлы и их сплавы, применяемые для пайки и лужения (лужение- процесс нанесения на паяемые детали тонкого слоя припоя для улучшения смачиваемости деталей при пайке) и имеющие температуры плавления паяемых металлов.
Припои должны отвечать следующим требованиям:
— Обладать высокой жидкотекучестью и смачивающей способностью;
— Интенсивно проникать в зазор между деталями;
— Обеспечивать прочную связь металлов в зоне спая при статических и знакопеременных нагрузках;
— Иметь высокую коррозийную стойкость.
Припои классифицируют по следующим признакам:
a) Химическому составу;
b) Температуре плавления;
c) Технологическим свойствам;
По химическому составу припои делятся на свинцово-оловянные, серебряные, медно-фосфорные, цинковые, титановые и др.
По температуре плавления делятся на низкотемпературные t 4500C.
По техническим свойствам делятся на самофлюсующиеся (частично удаляют окислы с поверхности металла) и композиционные (состоят из тугоплавких и легкоплавких порошков, позволяющих производить пайку с большими зазорами между деталями).
Применение различных типов припоев:
Свинцовые припои с содержанием серебра до 3% имеют термостойкость, чем свинцово-оловянистые и применяются при пайке медных и латунных деталей, работающих при температуре до1500С.
Серебряные припои с медью и цинком применяются при высокотемпературной пайке стали, меди и её сплавов. Они обладают повышенной тепло- и электропроводностью и высокой пластичностью, прочностью и коррозионной устойчивостью.
Медно-фосфорные припои применяются как заменители серебряных припоев при пайке стали и меди. Они обладают высокой жидкотекучестью и самофлюсующимися свойствами. Швы прочные, но не эластичные в условиях низких температур.
Для высокотемпературной пайки стали и меди также применяются также медно-цинковые припои. Стали можно паять чистой медью и сплавами на основе никеля.
4.1 Пример припоя
Для низкотемпературной пайки широко используются свинцово-оловянистые припои, обладающие высокими технологическими свойствами и обеспечивающие высокую прочность и коррозионную стойкость соединения.

5.Подготовка деталей к пайке и пайка.
1. Механическая обработка (подгонка деталей друг к другу и создание шероховатости с помощью шкурки)
2. Обезжиривание поверхностей, подготавливаемых для пайки (едким натром (5-10 г/л), углекислым натрием (15-30г/л), тирнатрийфосфатом (30-60 г/л), эмульгатор ОП-7 (0,5 г/л)). Детали в растворе выдерживают при температуре 50-600С в течение 15-20 минут. После обработки щелочью детали последовательно промывают горячей и холодной водой, а затем сушат.
3. Нагрев и пайка осуществляется паяльником, паяльными клещами, газовым пламенем, в печах, током ВЧ, электронным или лазерным лучом (паяльником можно паять только тонкостенные детали при температуре до 3500С).

Технология пайки металлов флюсы припои

§ 40. Пайка

Пайка металлов известна с глубокой древности. Различными приемами пайки хорошо владели ювелиры античной Греции и Древнего Рима. Тонко и искусно спаянные художественные произведения из золота, серебра и бронзы встречаются в культуре скифов и Древней Руси.

Пайка — неразъемное соединение металлических деталей с помощью расплавленного сплава, называемого припоем. Для того чтобы осуществить пайку, необходимы следующие условия:

  1. Жидкий расплавленный припой должен смачивать поверхность твердого металла, т. е. силы сцепления внутри капли припоя должны быть меньше сил сцепления, возникающих между припоем и спаиваемой деталью.
  2. Спаиваемый металл и припой должны плотно соприкасаться друг с другом, т. е. между ними не должно быть оксидной пленки или каких-либо других загрязнений. Поэтому перед пайкой спаиваемые места необходимо хорошо зачищать шабером, напильником и шкуркой, чтобы удалить с поверхности грязь, жир, краску и т. п. Но кроме механических загрязнений, удаляемых зачисткой, на поверхности металла всегда есть оксидная пленка, которая образуется на металле от соприкосновения с кислородом воздуха. Хотя эту пленку можно удалить механическим путем, в процессе пайки она вновь образуется и тем быстрее, чем выше температура. Для удаления оксидной пленки, образующейся во время пайки, применяются специальные вещества — флюсы (см. ниже).
  3. Припой и спаиваемый металл должны образовать между собой сплав, т. е. обладать способностью диффундировать (проникать) друг в друга.

Образование такого сплава происходит непосредственно во время пайки, когда жидкий припой заполняет щель между спаиваемыми частями металла.

Жидкий припой проникает в глубь основного металла, впитывается в него, заполняя мельчайшие поры, при этом он растворяет металл и сам растворяется в нем (взаимная диффузия).

Известно, что металлы, имеющие высокую температуру плавления, могут растворяться в жидком металле с гораздо более низкой температурой плавления. Например, медь, плавящаяся при 1083°С растворяется в расплавленном олове, температура плавления которого 232°С; точно так же железо, имеющее температуру плавления 1535°С, растворяется в цинке, температура плавления которого 419°С; сурьма 630°С — в свинце 327°С; углерод 3000°С — в железе 1535°С; никель 1455°С — в меди 1083°С и т. п.

Читать еще:  Порошковая проволока для пайки алюминия

Современные методы пайки весьма разнообразны и позволяют соединять почти все металлы и сплавы. Однако пайка из-за трудоемкости применяется главным образом в художественных изделиях интерьерного характера, выполняемых в небольших сериях,- декоративных предметах, бытовых и ювелирных изделиях. В последнее время пайка все больше и больше заменяется сваркой.

Различают два основных вида пайки:

  1. пайку мягкими припоями с температурой плавления до 400°С;
  2. пайку твердыми припоями — температура их плавления свыше 550°С.

Пайка мягкими припоями имеет следующие преимущества: незначительный нагрев соединяемых деталей, сохранение размеров и формы деталей, простота способа, высокая плотность шва и др. Недостатки — невысокая прочность и термостойкость в пределах 100°С.

В процессе пайки мягкими припоями производят следующие по порядку операции:

  1. Перед пайкой детали подгоняют друг к другу и места пайки тщательно очищают напильником или шкуркой.
  2. Очищенные поверхности покрывают флюсом и облуживают.
  3. Рабочий (заостренный) конец паяльника тщательно очищают, а если необходимо, запиливают драчевым напильником. Паяльник нагревают и его рабочий конец облуживают, для чего его предварительно погружают или натирают нашатырем (хлористым аммонием).
  4. Паяльником расплавляют припой и переносят его на соединяемые поверхности деталей.
  5. Паяльником медленно водят вдоль шва, пока он не прогреется, и припой равномерно заполняет его.
  6. После застывания припоя шов тщательно промывают и высушивают и, если необходимо, зачищают шкуркой, а наплывы припоя удаляют шабером или напильником.

Паяльник обычно нагревают до 400-450°С. Перегрев паяльника до 600°С и выше недопустим, так как медь, из которой сделан паяльник, начнет энергично окисляться и не будет брать и держать припой. Кроме того, медь при перегреве поглощает олово, оставшееся на паяльнике, отчего его рабочий заостренный конец становится хрупким и зазубренным.

Спайку предметов мягкими припоями производят на деревянной подкладке, так как металлическое основание поглощает значительную часть тепла, охлаждает детали и затрудняет работу.

Пайка твердыми припоями, у которых температура плавления выше 550°С, дает прочные, герметичные соединения. Твердые припои в основном состоят из меди, серебра, цинка и др. и применяются для пайки черных, цветных и драгоценных металлов.

Пайку твердыми припоями производят в следующем порядке:

  1. Спаиваемые поверхности припиливают и подгоняют. Плотность подгонки во многом обеспечивает успех пайки.
  2. Спаиваемые детали соединяют и закрепляют между собой посредством струбцин и других зажимных инструментов, а также связывая проволокой из мягкой стали.
  3. Спаиваемые поверхности покрывают флюсом (бурой) и медленно прогревают пламенем горелки или паяльной лампы.
  4. На нагретый шов раскладывают припой, и нагревание продолжается до тех пор, пока припой не расплавится и не зальет зазор в соединении.
  5. После охлаждения производят зачистку шва и промывку для удаления остатков флюса.

В процессе пайки необходимо внимательно следить за растеканием припоя. Он начинает плавиться, как только расплавится и сделается жидкой бура (флюс). Если припой собирается к одной стороне, значит это место нагрето сильнее и следует подогревать другую сторону, тогда припой пойдет по всему шву. Если же подогрев не дает результатов, необходимо добавить флюс и припой. Из твердых припоев наибольшее распространение имеют латунные припои (составы их показаны в табл. 36).


Таблица 36

Для пайки изделий из меди, латуни и бронзы, а также изделий из серебра применяются следующие серебряные припои (в %), содержащие цинк:

Кроме этих припоев, выпускаемых промышленностью, можно рекомендовать следующие составы припоя, которые легко приготовить; они дают хорошие результаты и могут быть рекомендованы для ювелирных работ:

Ювелирные припои для золотых изделий по содержанию золота должны соответствовать пробе изделия; для серебряных припоев это не обязательно. В табл. 37 приведены некоторые из ювелирных припоев, применяемых в ювелирной промышленности.


Таблица 37

Флюсы. Их можно разделить на две группы:

  1. флюсы, растворяющие оксидные пленки металлов, восстанавливающие окиси металлов до металлов (а иногда растворяющие и сам металл). К ним относятся: соляная кислота, хлористый цинк, борная кислота и бура;
  2. флюсы, которые не производят никакого химического действия, а служат лишь для образования защитного покрытия ранее очищенного металла; ими пользуются при пайке оловянно-свинцовым припоем. К ним относятся канифоль, воск, смола и др. В ювелирной промышленности они не применяются.

Соляная кислота применяется для пайки цинка и железных цинковых изделий. После употребления соляной кислоты изделие надо тщательно промывать — лучше в горячей воде, так как оставшаяся на изделии соляная кислота ускоряет коррозию.

Хлористый цинк плавится при 263°С; приготовляется травлением цинка в соляной кислоте; применяется при пайке мягкими припоями латуни, меди, железа; после пайки изделие необходимо промывать, так как остатки хлористого цинка образуют очаги коррозии. Это наиболее распространенный флюс для оловянно-свинцовых припоев. Выпускается в основном в порошке; он легко растворим в воде в отношении 1:4.

Хлористый цинк — аммоний состоит из смеси хлористого цинка (75%) и нашатыря (25%). Такая смесь плавится при 175°С, т. е. ниже температуры плавления оловянно-свинцовых припоев; он применяется при пайке оловянно-свинцовыми припоями в водном растворе (на 1 ч. порошка 3-4 ч воды).

Бура — универсальный флюс при твердой пайке латуни, меди, бронзы, железа и т. п. Перед употреблением буру лучше прогреть на железном листе, чтобы выпарить из нее кристаллизационную воду (которую она поглощает из воздуха). Температура плавления буры 741 °С. После пайки изделие надо положить в отбел (15%-ный раствор серной кислоты), чтобы удалить соли буры (твердую прозрачную корку, которая образуется при соединении расплавленной буры с окислами металлов), или прокипятить в горячем отбеле — тогда корка отстает быстрее.

Стеклянный порошок применяется вместо буры при твердой пайке; его приготовляют так: нагревают стекло и затем быстро бросают в холодную воду — такое стекло легко растолочь в порошок.

Жидкое стекло (флюс для твердой пайки) — приготовляется сплавлением соды с чистым белым порошком стекла. Полученный сплав стекла и соды растворяют в воде и в жидком виде используют как флюс. Жидкое стекло нельзя хранить в стеклянных сосудах с притертыми пробками — их потом невозможно открыть.

Плавиковая кислота (фтористоводородная) — применяется при пайке чугуна медью и латунью. Подробно составы припоев и способы пайки скани см. § 33.

Флюсом для ювелирной пайки служат бура и борная кислота. Для серебряных изделий применяют насыщенный водный раствор буры, а для золотых лучше применять раствор буры — 10 г и 10 г борной кислоты на 100 г воды.

После пайки золотые изделия 750, 583 и 500-й проб отбеливают в 5-10%-ном растворе соляной кислоты (при температуре 40-60°С) или в 10-15%-ном растворе серной кислоты (при температуре 60-70°С). Эти же растворы применяются и для платиновых изделий.

Золотые изделия 375-й пробы отбеливают в 5-10%-ном растворе серной кислоты (температура около 50 °С). Этот же отбел применяют для серебряных изделий. Кроме того, для отбеливания серебра применяют 1-2%-ный раствор соляной кислоты при температуре 30-40° С.

Изделия из мельхиора и нейзильбера травят в 10-12%-ном растворе серной кислоты с добавлением хромпика (5 г хромпика на 1 л раствора). Медные, латунные и бронзовые изделия отбеливают в растворах серной кислоты.

Ювелирные золотые изделия после пайки дополнительно обрабатываются 50%-ным раствором серной кислоты при температуре 80°С; при этом с поверхности удаляется медь и частично серебро и поверхностный слой изделия обогащается золотом и приобретает желаемый цвет.

Изделия с эмалью можно отбеливать только в очень слабых серных, но лучше в соляных отбелах.

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector
×
×