Паяння твердими припоями
Пайка твердими припоями забезпечує більш міцне з'єднання частин заготовки, що спаюються. Висока пластичність і ковкість припою, що глибоко проникає в основний метал, дозволяє витримувати значну механічну напругу в місцях, що спаюються при подальшій обробці отриманих заготовок як методами різання, так і методами пластичної деформації (прокат, кування, гнучка і т. п.).
Підготовка місця спаю до паяння
Внаслідок того, що припій та матеріал заготівлі мають значно меншу різницю температур плавлення, цей спосіб паяння вимагає виконання підготовчих операцій у більшому обсязі, ніж при паянні м'якими припоями.
Очищення поверхні
Все, що було сказано про очищення поверхні при підготовці до паяння м'якими припоями, справедливо стосовно підготовки поверхонь до паяння твердими припоями. Необхідно забезпечити абсолютну чистоту того місця, де вироблятиметься паяння. Дуже негативний вплив на успішність паяння надають не тільки плівки оксидів, але і жирові та масляні забруднення на поверхні заготівлі, тому і те, й інше має ретельно видалятися.
Пригонка
Усі частини заготовки, що з'єднуються паянням, в яких можливі залишкові напруги в результаті попередньої підготовки, повинні бути відпалені, так як в іншому випадку може виникнути перекіс частин заготовки, що з'єднуються паянням, що може призвести до неповного заповнення місця спаю припоєм. Всі пустотілі деталі, що спаюються, повинні мати отвір для виходу повітря, так як при нагріванні може статися спучування або розрив поверхні частин виробу, що з'єднуються. При паянні твердим припоєм повинен бути витриманий певний зазор між частинами заготовки, що з'єднуються, для заповнення йогорозплавленим припоєм. Розмір цього зазору має перевищувати 0,2 мм.
Фіксація заготовок
Якщо при паянні м'якими припоями, як правило, обходяться без стаціонарної фіксації взаємного положення заготовок, що з'єднуються, і цілком достатньо їх утримання пінцетом або іншими ручними фіксаторами, то при паянні твердими припоями, коли процес нагріву вимагає досить великого тимчасового інтервалу, заготовки слід надійно кріпити у взаємодії. друг до друга. Таке кріплення доцільно здійснювати пристроями, оснащеними фіксуючими пристроями і слабо відводять тепло від деталей, що з'єднуються в процесі нагрівання. До матеріалів, що найчастіше використовуються в таких пристроях при паянні твердими припоями, відносяться вугілля та азбест. Одним із способів фіксації заготовок, що спаюються, є зв'язування дротом. Це зазвичай вимагає досить великих витрат часу, тому у всіх можливих випадках зв'язування заготовок дротом доцільно замінювати закріпленням їх затискачами. Для зв'язування заготовок користуються сталевим дротом діаметром 0,2 ... 0,5 мм. При використанні обв'язувального дроту слід враховувати такі його недоліки:
• сталевий дріт при нагріванні розширюється значно менше, ніж заготовки, що нею фіксуються;
• при нагріванні залізна окалина може відновитися, що призведе до дифузії заліза в метал заготовок, що з'єднуються (при паянні кольорових металів і сплавів), що змінить фізико-механічні властивості заготовок, що з'єднуються. Крім того, можливе припаювання обмотувального дроту до поверхні заготовок, що з'єднуються;
• при місцевому перегріві дріт зазнає перепалу і може повністю перегоріти, тоді його фіксуюча дія передчасно припиняється.
Нанесення флюсу та припою
При паянні твердими припоями флюси виконують ту ж функцію, що і при паянні м'якими припоями; їх вибір залежить від матеріалу заготовок, що з'єднуються.
Нижче наводяться флюси, що використовуються в залежності від матеріалу деталей, що з'єднуються.
Мідь, бронза та сталь. …… Бура (100%)
Латунь, бронза, срібло… Бура плавлена (72%), кухонна сіль
(14%), поташ кальцинований (14%)
Мідь, сталь…………………….. Бура плавлена (90%), борна кислота
на ріжучий інструмент. Бура плавлена (50%), фтористий калій
(40%), борна кислота (10%)
і жароміцна сталь………. Бура плавлена (50%), борна кислота,
розведена у розчині хлористого цинку (50%)
Чавун……………………………… Бура (60%), хлористий цинк (38%), мар-
ганцево-кислий калій (2%)
Алюміній та його сплави… Хлористий літій (26…3 5 %), фтористий
калій (12-16%), хлористий цинк (8-25%), хлористий калій (40-59%)
ПМЦ-54…………………………. Вуглецева сталь
ПМЦ-48…………………………. Мідь, латунь, бронза, вуглецева сталь
ПМЦ-36…………………………. Латунь, бронза
ПСр-50…………………………… Мідь, мідно-нікелеві сплави, латунь,
ПСр-25…………………………… Тонколистова мідь і латунь, мідно-ні-
ПСр-10…………………………… Сплав сталі з міддю, сплави кольорових
Інструменти для нагрівання місця спаю
Нагрівання заготовок при паянні твердими припоями здійснюється газовими та бензиновими пальниками, в муфельних печах, соляних ваннах, струмами високої частоти, а також в електричних контактних машинах. Для створення газового та бензинового полум'я використовують спеціальні пристрої – пальники.
Застосування бензинових і гасових паяльних ламп при паянні твердими припоями недоцільно у зв'язку з тим, що вони незабезпечують рівномірне нагрівання припою та заготівлі.
Основні правила паяння твердими припоями
1. Перед процесом паяння необхідно перевірити працездатність та справність джерела нагріву місця спаю.
2. Слід перевірити якість очищення місця спаю, щільність пригонки поверхонь, що спаюються, а також міцність прикріплення до місця пластин припою.
3. Необхідно протруювати місце паяння розчином соляної кислоти.
4. Слід дотримуватися раціональної технології паяння:
• припій або місце спаю з прикріпленою пластиною припою потрібно нагріти в полум'ї пальника або в печі муфельної до температури, близької до температури плавлення припою;
• припій слід розташувати в місці спаю, рясно посипати або змастити його флюсом і продовжувати розігрів місця спаю до повного розплавлення припою і заповнення ним швів з'єднання, що паяється.
5. Якість паяння слід перевірити:
• візуально – на відсутність непропаяних місць;
• на міцність - легким простукуванням спаяним місцем про твердий предмет - відсутність тріщин.
Правила безпеки праці під час паяння
1. Забороняється користуватися несправними інструментами та пристроями.
2. Забороняється торкатися несправних інструментів та нагрітих частин інструменту паяння.
3. Не можна нахилятися близько до місця паяння.
4. Роботу слід виконувати під витяжним ковпаком.
5. Для утримування виробу, що спаюється, необхідно використовувати плоскогубці або ковальські щипці.
6. При паянні тугоплавкими припоями потрібно працювати у рукавицях та окулярах.
7. Слід ретельно мити руки з милом після закінчення робіт.
Типові дефекти при паянні, причини їх появи та способи попередження наведені у табл. 5.2.
Типові дефекти при паянні, причини їх появи та способи попередження
Погана зачистка місця спаю. Паяння вироблялося недостатньо нагрітим паяльником
Знову зачистити непропаяне місце і пропаяти заново, дотримуючись усіх правил
Паяння вироблялося недостатньо нагрітим паяльником
Прогріти паяльник до достатньої температури та пропаяти весь шов
Використана занадто велика кількість припою
При паянні методом введення прутка легкоплавкого припою в місце спаю просувати пруток разом з паяльником з такою швидкістю, щоб розплавлений припій рівномірно, але не надмірно заповнював зазор у місці спаю. При паянні тугоплавким припоєм забирати пруток при заповненні шва в місці спаю розплавленим припоєм. Зачистити місце спаю напилком
Злам у місці спаю
Негерметичність спаяної судини
Зачистити місце течі та пропаяти його заново
Припій не змочує поверхню металу, що паяється.
Недостатня активність флюсу. Наявність на поверхні оксидної плівки, жирових чи інших забруднень
Збільшити кількість флюсу або додати до нього фтористі солі. Поліпшити очищення поверхні
Припій при хорошій змочуваності шва не затікає в зазор
Підібрати оптимальний розмір зазору
Значна різниця в коефіцієнтах теплового розширення припою та матеріалу частин, що з'єднуються.
Підібрати припій, що відповідає матеріалу заготовок, що спаюються.
Зміщення та перекоси в паяних з'єднаннях
Неякісна фіксація взаємного положення заготовок перед паянням
Виключити зміщення заготовок, що з'єднуються при кристалізації (застиганні) припою.