Сущность процесса пайки
Пайкой именуют технологический процесс соединения металлов в жёстком состоянии припоями, каковые при расплавлении смачивают паяемые поверхности и попадают в главный металл, заполняя капиллярный зазор между ними и образуя паяный шов.
Из сообщённого направляться, что процесс образования паяного соединения связан с нагревом. Для получения спая наровне с нагревом нужно обеспечить еще два главных условия: удалить с поверхности металлов в ходе паяния окисную пленку и ввести в соединительный зазор между ними расплавленный связующий металл.
При охлаждении (кристаллизации) вступившего во сотрудничество с паяемыми металлами более легкоплавкого связующего металла образуется паяное соединение.
Материалы, подвергаемые паянию, именуются паяными, соединяемыми либо главными. Вводимый между ними для соединения металл либо сплав, имеющий более низкую температуру плавления, именуется припоем.
Процесс паяния металлов имеет большое количество неспециализированного со сваркой, и в первую очередь со сваркой плавлением, но, не обращая внимания на внешнее сходство, между ними имеются принципиальные различия.
В случае если при сварке плавлением свариваемый и присадочный металл в сварочной ванне будет в расплавленном состоянии, то при паянии паяемый металл не плавится. Образование соединения без расплавления кромок паяемых подробностей есть главной изюминкой процесса паяния.
При паянии формирование шва происходит методом заполнения припоем капиллярного зазора между соединяемыми подробностями, т. е. процесс паяния связан с капиллярным течением присадочного металла, что не имеет места при сварке плавлением.
И, наконец, паяние в отличие от сварки плавлением возможно осуществлено при любых температурах, лежащих ниже температуры плавления главного металла. Эти различия имеют иную, чем при сварке плавлением, природу процессов, протекающих при образовании паяного шва.
Современные методы паяния охватывают широкую номенклатуру материалов: углеродистые, легированные и нержавеющие стали; жёсткие, цветные и особые сплавы.
В зависимости от используемых припоев выделяют два вида паяния, различающихся по механической прочности и температуре плавления припоев; паяние мягкими припоями и паяние жёсткими припоями.
Мягкие припои имеют температуру плавления ниже 400 °С и дают спай, не снабжающий большой механической прочности шва. Жёсткая пайка осуществляется посредством припоев, имеющих температуру плавления более чем 700 °С и снабжающих большую механическую прочность и температуроустойчивость паяных соединений.
Перед паянием подробности шепетильно очищают от грязи, окалины и т. п. и хорошо подгоняют одну к второй. После этого обезжиривают места спая, промазывая их травленой соляной кислотой.
В случае если на спаиваемых подробностях нельзя допускать наличия остатков кислоты, то обезжиривание создают канифолью, разведенной в спирте: спирт обезжиривает спаиваемую поверхность, а канифоль предохраняет ее от окисления. Пайка наряду с этим получается чистой и ровной.
Для паяния мягкими припоями пользуются паяльниками из красной (чистой) меди. Бронзовый паяльник прекрасно нагревается и продолжительно удерживает тепло.
Нагрев паяльников производится электрическим током, и пламенем паяльной лампы, газовой горелки, в печах и др.
Дабы спаять мягким припоем две поверхности, их соединяют и на места пайки наносят флюс. После этого на конец нагретого и облуженного паяльника набирают каплю расплавленного припоя и вводят его в зазор соединяемых поверхностей.
Припой скоро охлаждается, застывает, и спаянные части соединяются в одно целое, образуя плотное и прочное соединение, именуемое швом.
паяние и Подготовка жёсткими припоями осуществляются сложнее. Тут на очищенные поверхности наносят флюс, накладывают кусочки припоя и обвязывают их проволокой, а после этого создают нагрев пламенем паяльной лампы либо вторыми средствами.
Нагрев ведется , пока припой не расплавится и не зальет место спая. По окончании паяния соединению позволяют остыть, по окончании чего медлительно удаляют остатки флюсов, зачищают наплывы припоя и т. д. Для удаления остатков флюсов подробность промывают в холодной либо тёплой воде, в особых растворах либо зачищают напильником, железной щеткой, обдувают песком и т. д.
Канифольные флюсы не растворяются водой, и для их удаления используют спирты, бензин либо трихлорэтилен. Потому, что такие флюсы не вызывают коррозии, то удаление их с поверхности шва не всегда в обязательном порядке.
—
Пайкой именуется процесс соединения железных частей изделия при помощи особого сплава — припоя. Припой в расплавленном состоянии прекрасно смачивает поверхности соединяемых подробностей, а в охлажденном состоянии надежно скрепляет их.
Процесс пайки пара напоминает сварку металлов, но при сварке соединяемые подробности нагреваются до плавления, а при пайке нагревают детали и припой до температуры плавления припоя. Металл, подробностей наряду с этим будет в жёстком состоянии.
Рис. 1. Смачиваемость стеклянных пластин с зазорами в мм:
а — 0,03, 6 — 0,15, в —0,5
Жидкий расплавленный припой затекает в зазоры между подробностями изделия под действием капиллярных сил.
Дабы уяснить значение капиллярности при пайке, проделаем следующий опыт. Заберём шесть пластинок из органического стекла и сложим их попарно так, дабы образовать между ними соответствующие зазоры (мм): в первой паре х=0,03 во второй г = 0,15, пластины третьей пары сложим под углом так, дабы громаднейший зазор 2 = 0,5.
После этого опустим все три пары пластин в сосуды с окрашенной жидкостью, к примеру с чернилами. Допустим, что пластины воображают -обой поверхности, каковые необходимо соединить пайкой, а чернила соответствуют припою.
В следствии совершённого опыта увидим следующее: в примере а, имеющем капиллярный зазор между сопрягаемыми поверхностями 0,03 мм, чернила встанут практически до верха. В примере б, имеющем пара больший зазор — 0,15 мм, чернила поднимутся на меньшую высоту.
В примере в чернила с правой стороны встанут до верха, а с левой — на малого высоту.
На основании опыта возможно сделать следующий вывод: чем меньше зазор между соединяемыми поверхностями при пайке, тем лучше затекает в зазор припой под действием капиллярных сил.
Для образования прочного соединения главного металла с припоем нужно, дабы жидкий припой прекрасно смачивал поверхность главного металла и снабжал хорошее прилипание.
Не каждая жидкость владеет свойством прекрасно смачивать жёсткое тело. Ртуть, к примеру, не смачивает стекло.
Из чистого стеклянного сосуда возможно вылить ртуть до последней капли так, что на стенках его не останется и следа ее. Другое дело, в случае если в чистый стакан налить воды, а после этого ее вылить: на стенках стакана останутся капли воды.
Следовательно, вода смачивает чистое стекло.
Повторим тот же опыт, но наряду с этим предварительно смажем внутреннюю поверхность стакана жиром.— нальем в него воду и после этого выльем. На стенках стакана в этом случае капель воды не будет, поскольку вода не смачивает поверхность, покрытую жиром.
Дабы случилось смачивание, нужно очистить внутреннюю поверхность стеклянного стакана от жира.
Кое-какие металлы кроме этого не смачиваются вторыми металлами подобно тому, как ртуть не смачивает стекла. Следовательно, в случае если припой не смачивает металл, соединение пайкой между ними выполнить запрещено.
Смачивание существенно облегчает сплавление припоя с главным металлом. Поведение чистого свинца на меди и на стали говорит о том, что свинец не хорошо смачивает эти металлы (сцепляется с ними), тогда как оловянно-свинцовый припой прекрасно смачивает их.
В отличие от олова чистый свинец не сплавляется ни с медью, ни с железом. Смачивающие особенности свинца улучшают кое-какие введенные в него металлы, к примеру цинк.
Рис. 2. Рабочее место паяльщика (для нагрева употребляется высокочастотная установка)
Рис. 3. Рабочее место паяльщика для исполнения газопламенной пайки
На рис. 2 нарисовано рабочее место паяльщика, делающего работы на высокочастотной установке.
Рациональная организация рабочего места паяльщика, делающего пайку при помощи горелки, продемонстрирована на рис. 2. Слеза от металлического стола, выложенного сверху огнеупорным кирпичом, помещается ящик для хранения прутков припоя и флюса, справа — сосуд с водой для охлаждения горелки.
На стене установлен кислородный редуктор и предохранительный затвор. Около стола находится экономизатор, на рычаг которого вешается горелка.
Экономизатор помогает для сокращения расхода газа и времени на регулирование пламени горелки при перерывах в работе.
Целый инструмент паяльщика хранится в отдельном шкафу.
