Виды и способы пайки
По технологии и особенностям процесса пайку возможно подразделить на капиллярную, диффузионную, контактно-реакционную, реакционно-флюсовую и пайку-сварку.
Капиллярной именуется пайка, при которой припой заполняет зазор между соединяемыми поверхностями подробностей и удерживается в нем за счет капиллярных сил. Схема образования шва при капиллярной пайке приведена на рис.
177.
Эта разновидность пайки самый распространена. В любых ситуациях, в то время, когда в паяном соединении имеется перекрытие элементов подробностей (нахлестка), вероятна капиллярная пайка.
направляться подчернуть, что капиллярные явления свойственны всем видам паяния, а в данном виде пайки они самый выражены.
Диффузионной именуют пайку, отличающуюся долгой выдержкой в зоне нужных температур с целью упрочнения соединения за счет диффузии компонентов припоя и паяемых металлов.
Рис. 1. Схема образования шва при капиллярной пайке: а — перед пайкой; б — по окончании пайки
Контактно-реакционной именуется пайка, при которой между соединяемыми металлами либо между соединяемыми прослойкой и металлами другого металла в следствии контактного плавления образуется сплав, что заполняет зазор й образует паяное соединение. Примером контактно-реакционной пайки при сотрудничестве между паяемыми металлами есть соединение меди с серебром без нанесения припоя.
При нагреве до температуры’ пайки происходит контактное плавление соединяемых металлов с образованием сплава медь-серебро. Подобное сотрудничество может протекать между одним из соединяемых металлов и покрытием на втором либо между соединяемыми фольгой и металлами третьего металла, вводимого в зазор между ними.
Реакционно-флюсовой именуют пайку, при которой припой образуется за счет реакции вытеснения между флюсом и основным металлом. Реакционно-флюсовая пайка может осуществляться в двух вариантах: без введения припоя и с дополнительным введением его.
Примером реакционно-флюсовой пайки без введения припоя есть пайка алюминия х флюсом, содержащим много хлористого цинка. При пайке на соединяемые поверхности алюминиевых подробностей наносят избыточное количество флюса.
При нагреве между алюминием и хлористым цинком протекает реакция, из-за которой цинк делается припоем. Он осаждается на поверхности алюминия, затекает в зазор и соединяет паяемые подробности.
Пайкой- сваркой именуется пайка, при которой паяное соединение образуется методами, характерными для сварки плавлением, но в качестве присадочного материала используется припой. Пайку-сварку в большинстве случаев используют при устранении поверхностных недостатков в литых подробностях.
Рассмотренные виды пайки смогут быть осуществлены разными методами в зависимости от применяемых оборудования и источников нагрева. Самый распространенными методами пайки на данный момент являются: пайка в печах, индукционная, сопротивлением, пайка погружением, радиационная, горелками и пайка паяльниками.
Пайка в печах снабжает равномерный нагрев соединяемых подробностей без заметной деформации кроме того при их сложной конструкции и больших габаритах. Для пайки используют печи электросопротивления, с индукционным нагревом и газопламенные.
На данный момент распространение приобретают кроме этого газовые печи с беспламенным горением.
Пайку крупногабаритных подробностей выполняют в камерных печах с неподвижным подом. Для массовой пайки относительно небольших подробностей применяют печи с сетчатым конвейером либо роликовым подом.
В этих печах для предохранения подробностей от повышения и окисления качества пайки создают особую газовую воздух.
Пайка в печах разрешает обширно применить механизацию паяльных работ и обеспечить высокую стабильное качество и производительность труда паяных соединений.
Индукционная пайка выполняется методом нагрева подробностей токами высокой, повышенной и промышленной частоты. В этом случае нужное тепло выделяется за счет тока, индуктируемого конкретно в подлежащих пайке подробностях.
Различают две разновидности пайки с индукционным нагревом: стационарную и с перемещением индуктора либо подробности. В первом случае протяженность индуктора должна быть достаточной для нагрева всей территории пайки, и, следовательно, мощность источника питания должна быть большой.
Исходя из этого в том месте, где это быть может, предпочтительнее пайка с перемещением паяемых подробностей через неподвижный одновитковый индуктор. Схема индукционного нагрева приведена на, рис. 2, а.
Рис. 2. Индукционная пайка: а — схема индукционного нагрева при пайке (1 —оправка; 2— индуктор; 3—спаиваемые подробности; 4—припой); б—многовитковый индуктор для пайки резцов; в—одновитковые индукторы
Пайка сопротивлением производится за счет тепла, выделяемого при прохождении электрического тока через паяемые токопроводящие элементы и детали. Наряду с этим соединяемые подробности являются частью электрической цепи.
Нагрев сопротивлением производится либо на контактных автомобилях, подобных сварочным, либо в электролитах. Пайка с нагревом на контактных автомобилях типа сварочных либо в контактных клещах имеет громадное распространение и используется при изготовлении тонкостенных изделий из листового материала, и при соединении тонкостенных элементов с толстостенными.
При пайке в электролитах тепловой эффект появляется за счет большого электрического сопротивления водородной оболочки, образующейся около паяемой подробности (катода), загружённой в электролит. Пайка в электролитах до тех пор пока еще используется мало.
Пайка погружением выполняется методом нагрева подробностей в ваннах с расплавами солей либо припоев. При пайке в соляных ваннах нагрев возможно яркий и косвенный.
При косвенном нагреве подробности погружают конкретно в расплавленные соли, делающие роль не только источника тепла, но и флюса. Преимущество этого метода — довольно высокая скорость нагрева.
При панке в соляных ваннах с косвенным нагревом паяемую подробность, помещенную в контейнер со особой газовой средой либо вакуумом, погружают в соляную ванну. Таковой метод пайки снабжает пара меньшую скорость нагрева, но уровень качества поверхности паяных подробностей получается более высоким.
При нагреве в расплавленных припоях подготовленную к пайке подробность частично или полностью погружают в ванну с припоем. Данный метод пайки обширно используют при изготовлении автомобильных и авиационных радиаторов, твердосплавного инструмента, а также в радио- и электропромышленности.
Радиационный нагрев и пайка на его базе производятся за счет излучения кварцевых ламп, расфокусированного электронного луча либо замечательного светового потока от квантового генератора (лазера). Данный способ показался только сейчас, он разрешает существенно сократить длительность пайки и применять правильную электронную аппаратуру для регулирования температуры и времени пайки.
При применении лазерного нагрева сосредоточенная в узком пучке тепловая энергия снабжает распыление и испарение окисной пленки с поверхности припоя и основного металла, что разрешает приобретать спаи в воздухе воздуха без применения неестественных газовых сред. Регулируя тепловложение при лазерной пайке, возможно приобретать отличный спай.
При радиационном методе пайки лучистая энергия лазера преобразовывается в тепловую конкретно в материале припоя и паяемых подробностях.
Пайка горелками выполняется посредством местного нагрева паяемых подробностей, а расплавление припоя осуществляется за счет тепла, выделяющегося в газовых горелках при сгорании углеводородов, в плазменных горелках за счет тепла плазменной струи и тепла электрической дуги косвенного действия. Эти источники нагрева разны по собственной природе, но назначение их при пайке однообразное.
Из перечисленных способов нагрева газовые горелки владеют громаднейшей универсальностью. Используя разные углеводороды в смеси с воздухом либо кислородом, возможно взять нужные для пайки металлов температуры нагрева.
Питание газовых горелок горючим газом производится от баллонов, газовой сети либо от газового генератора.
Плазменные горелки дают более большую температуру нагрева и исходя из этого смогут быть перспективными для пайки таких тугоплавких металлов, как вольфрам, тантал, молибден, ниобий и др. Электрическая дуга находит в пайке ограниченное использование из-за сложности регулирования температуры нагрева паяемых подробностей.
В течение многих лет для пайки применяют паяльные лампы, каковые по существу являются кроме этого газовыми горелками, трудящимися на жидком горючем. В массовом производстве они не употребляются, но их применяют для пайки и нагрева при исполнении последовательности слесарных работ, пайки в ремонтных мастерских и в поле.
Пайка паяльниками активно используется в разных областях техники. Наряду с этим методе пайки нагрев главного металла и расплавление припоя осуществляются за счет тепла паяльника, что перед пайкой либо в ходе пайки подогревается.
В тех случаях, в то время, когда тепла в массе металла паяльника не хватает, паяемую подробность предварительно либо в ходе -Лайки подогревают посторонними источниками нагрева.
Паяльники дробят на четыре группы: с периодическим нагревом, с постоянным нагревом, ультразвуковые и абразивные. Паяльники с периодическим и постоянным нагревом чаще используют для флюсовой пайки тёмных и цветных металлов при температурах ниже 400 °С.
В ультразвуковых паяльниках колебания ультразвуковой частоты применяют для разрушения окисной пленки на поверхности паяемого металла под слоем расплавленного припоя. Паяльники для ультразвуковой пайки смогут быть с подогревателем и без подогревателя.
Во втором случае для расплавления припоя применяют посторонний источник нагрева. Главное преимущество ультразвуковых паяльников — возможность бесфлюсовой низкотемпературной пайки в воздухе воздуха.
Они нашли использование в основном для пайки алюминия легкоплавкими припоями.
Абразивные паяльники, как и ультразвуковые, применяют для облуживания алюминиевых сплавов и алюминия без флюса. Окисная пленка в этом случае удаляется в следствии трения паяльником по облужи-ваемой поверхности.
Главным преимуществом этих паяльников если сравнивать с ультразвуковыми есть возможность лужения и алюминиевых сплавов и пайки алюминия без применения дорогостоящего оборудования.
Сравнивая рассмотренные методы пайки, нужно подчернуть, что печная, индукционная пайка и пайка погружением являются самые высокопроизводительными технологическими процессами. Они смогут быть легко механизированы и автоматизированы.
Исходя из этого им направляться дать предпочтение, в особенности в массовом и крупносерийном производстве.
