Пайка - Основні відомості - Лудим, паяєм - Каталог статей - Лудим, паяєм

Пайкою називається технологічний процес утворення нероз'ємного з'єднання металевих деталей шляхом нагрівання (нижче за температуру їх автономного розплавлення) і заповнення зазору між ними розплавленим припоєм, що утворює після кристалізації (застигання) міцний механічний спай (шов).

З'єднання металу з припоєм відбувається за рахунок розчинення металу та його дифузії у припої. Зазори між деталями, що спаюються, повинні вибиратися такими, щоб шар чистого припою був мінімальним, так як його міцність менше міцності сплаву припою з основним металом.

Залежно від температури в зоні матеріалів, що з'єднуються, паяння підрозділяється на низькотемпературну і високотемпературну.

Зазор між деталями встановлюють залежно від з'єднання: для низькотемпературних припоїв він становить 0,05. 0,08 мм, для високотемпературних – 0,03. 0,05мм.

Паяння в порівнянні зі зварюванням є найбільш швидкісним і найменш трудомістким способом з'єднання, тому воно широко застосовується при складанні та монтажі РЕА та приладів.

За способом нагрівання деталей, що з'єднуються, і припою розрізняють паяння паяльником, струмами високої частоти, в печах, пальником, в рідких середовищах, ультразвуком. Назва способу паяння залежить від інструменту (обладнання) чи середовища нагрівання.

Крім того, залежно від характеру навколишнього середовища розрізняють пайку у вакуумі, нейтральних газах та відновному середовищі.

За способом введення припою виділяють такі види паяння: заливкою, з попереднім укладанням припою до місця з'єднання (шва);

з попереднім надлишковим обслуговуванням поверхонь деталей, що з'єднуються;

із запровадженням припою паяльниками;

із застосуванням паличних або трубчастих припоїв.

Паяння дозволяє з'єднувати елементи деталей таких форм, які важко чи неможливо з'єднати іншими способами. Паяння застосовується для з'єднання багатьох металів.

Одна з найбільш важливих переваг паяного з'єднання, що входить в електричний ланцюг апарату або пристрою РЕА, полягає в тому, що воно має найменший електричний опір.

Правильно розроблена конструкція паяного з'єднання та якісне його виконання забезпечують надійну роботу з'єднання протягом тривалого часу.

Припій повинен мати такі якості: добре розчиняти основний метал, змочувати його, мати хорошу рідко-плинність і достатню механічну міцність. Температура плавлення припою повинна бути нижчою за температуру плавлення основного металу.

Як припої використовують кольорові метали та їх сплави, які в залежності від температури плавлення поділяються на низькотемпературні (м'які) з температурою плавлення до 350 "З і високотемпературні (тверді) з температурою плавлення 350. 1850 "С.

Відповідно до ГОСТ 21930-76 і ГОСТ 21931-76 припої характеризуються температурою початку і кінця плавлення.

При монтажній пайці застосовують срібні та олов'яно-свинцеві припої. Срібні припої в порівнянні з олов'яно-свинцевими забезпечують більш високу міцність та експлуатаційну надійність з'єднання. Легкоплавкість срібних припоїв сприяє економічнішому їх використанню, тому, незважаючи на дефіцитність срібла, для паяння відповідальних конструкцій застосовують в основному срібні припої.

Надійність паяних з'єднань залежить від стану поверхонь, що з'єднуються, і їх конструкцій, температури паяння і застосовуваного флюсу.

При підготовці поверхонь деталей,що підлягають пайці, проводиться видалення механічним або хімічним способом забруднень, іржі, оксидних та жирових плівок. У найпростішому випадку поверхні деталей промиваються бензином чи спиртом.

Паяння може виконуватися або в захисній атмосфері, або з використанням флюсів, що оберігають поверхні деталей, що з'єднуються від можливого окислення при підвищеній температурі.

Перед гарячим лудінням або паянням підготовлені поверхні деталей покривають флюсом, який вибирається в залежності від застосовуваного припою і металів, що з'єднуються, а також від способу паяння. Температура плавлення флюсу повинна бути нижчою за температуру плавлення припою для забезпечення його рідкого стану та рівномірного розтікання по основному металу.

Флюси сприяють утворенню рідкої або газоподібної захисної зони, що оберігає поверхню металу та розплавленого припою від окислення, а також розчиняють та видаляють плівки оксидів з поверхні.

Технологічний процес паяння включає лудіння, яке передує пайці і полягає в покритті поверхонь деталей, що з'єднуються тонкою плівкою припою. При луді відбувається сплавлення припою з основним металом.

Після лудіння проводиться пайка деталей, для чого припій наносять у місце з'єднання деталей і прогрівають до повного розчинення, зберігаючи деталі в стислому стані до затвердіння припою. Правильно спроектоване з'єднання має бути зручним у складанні та надійно працювати в умовах експлуатації РЕА та приладів. Основні типи паяних з'єднань встановлені ГОСТ 19249-73.

Висока механічна міцність паяного з'єднання може бути забезпечена лише при ретельному дотриманні технології паяння. Недостатньо ретельне очищення деталей перед паянням, неправильнеконструкція паяного шва, недотримання температурного режиму паяння та інші порушення технологічного процесу неминуче призводять до появи різноманітних дефектів у паяному шві та ослаблення паяного з'єднання.

Основними дефектами при паянні є:

наявність тріщин у паяному шві в результаті швидкого охолодження деталей після паяння або значної різниці в коефіцієнтах теплового розширення припою та металу;
наявність пір у шві за рахунок високої температури паяння або інтенсивного випаровування флюсу;
незмочування припоєм поверхні деталей через велику їхню забрудненість.

Контроль якості готових паяних сполук зазвичай проводиться або без руйнування виробів одним із фізичних способів (зовнішній огляд, рентгеноскопія), або з руйнуванням виробів (на відрив, зріз, на розрив).

Матеріал для ознайомлення взято з підручника «Радіоелектронна апаратура та прилади. Монтаж та регулювання». Автор: Ярочкіна Г.В.