5.3.4. Технология пайки металлов

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

Пайка легкоплавкими припоями. Из семи марок оловянистосвинцовых припоев общего назначения (см. табл. 5.3).

Таблица 5.3

Марка припоя	Состав, %			Температура полного расплавления, °С	Предел прочности на растяжение, кг/мм2
	олово	сурьма	свинец
ПОС-90	89 - 90	До 0,15	остальное	220	4,3
ПОС-61	59 - 61	До 0,8	остальное	185	4,7
ПОС-50	49 - 50	До 0,8	остальное	200	3,6
ПОС-40	39 - 40	1,5 - 2,0	остальное	235	3,2
ПОС-30	29 - 30	1,5 - 2,0	остальное	256	3,3
ПОС-18	17 - 18	2,0 - 2,5	остальное	277	2,8
ПОС-4-6	3 - 4	5 - 6	остальное	265	5,9

Припои ПОС-30 и ПОС-40 обладают хорошей жидкотекучестью и смачиваемостью, образуют прочные швы, стойкие против коррозии. Их используют для соединения деталей из черных и цветных металлов и их сплавов (кроме алюминия и их сплавов).

Припой ПОС-61 является эвтектическим раствором и имеет низкую температуру плавления. Используется для соединения деталей, высокий нагрев которых нежелателен.

ПОС-4-6 обладает высокой коррозийной активностью, непригоден для пайки цинка и оцинкованных сталей.

Основным флюсом для пайки оловянисто-свинцовыми припоями является водный раствор хлористого цинка концентрацией 20 – 50 %. Рабочую активность флюса повышают, добавляя в него хлористый аммоний (нашатырь).

Для пайки нержавеющей стали активность флюса из водного раствора хлористого цинка и нашатыря повышают добавлением концентрированной соляной кислоты.

Остатки флюса обладают большой коррозионной активностью и после пайки должны удаляться путем обработки швов щетками и промывки теплой водой.

Температура пайки должна быть на 45 – 50 °С выше температуры расплавления припоя. Значительное повышение температуры пайки приводит к укрупнению зерен сплава, прочности, что ухудшает механические свойства шва.

Пайка тугоплавкими припоями

В зависимости от рабочей температуры узлов и требований к механической прочности и плотности швов пайку выполняют медно-цинковыми, медно-фосфорными или серебряными припоями, а также латунями (см. табл. 5.4).

Таблица 5.4

Марка припоя	Состав, %			Температура полного расплавления, °С	Предел прочности на растяжение, кг/мм2	Соединяемый металл
	медь	цинк	другие компоненты
ПМЦ-36	36	остальное	‑	825	‑
ПМЦ-48	48	остальное	‑	865	21
ПМФ-7	93	‑	Р-7	850	‑	Медь и ее сплавы
ПМФ-9	91	‑	Р-9	800	‑
Л-62	62		‑	905	31	Чугун
ЛОК-62-06-04	62	остальное	Sn-0,6	905	45
ПСр-45	30	25	Ag-45	725	‑	Медь и латунь, медь и нержавеющая сталь
ПСр-25	40	35	Ag-35	775	‑	Закаленные стали, для которых недопустим их отжиг

Основными флюсами для пайки твердыми припоями углеродистой и легированной стали, чугуна, меди и ее сплавов служат бура, смесь ее с борной кислотой и борный ангидрид.

Флюсы для пайки нержавеющих сталей активизируют добавлением кальция фтористого. Флюсы 209 и 18В (см. табл. 5.4), предназначенные для пайки серебряными припоями, непригодны для пайки латунями, так как они теряют активности при температурах свыше 850 °С.

Подготавливают детали к пайке тугоплавкими припоями так же, как к пайке легкоплавкими. Разогрев деталей и расплавление припоев выполняются обычно газопламенными горелками или высокочастотными индукторами.

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.

Особенности пайки алюминия и его сплавов

На поверхности алюминия образуется тугоплавкая и химически стойкая окисная пленка, не растворяемая флюсами, используемыми для пайки других металлов. Поэтому пайка алюминия и его сплавов выполняется либо механическим удалением окисной пленки заостренным инструментом (абразивная пайка), либо с химическим ее растворением высокоактивными флюсами, содержащими фтористые и хлористые соли калия, натрия, лития.

Характеристики некоторых припоев и флюсов для алюминия и его сплавов приведены в таблице 5.5.

Таблица 5.5

Припой для алюминия						Флюсы для алюминия
Марка	Содержание элементов, %				Температура полного расплавления, °С	Состав, %	Марка
	Al	Cu	Si	Zn			Ф380А	34А
34А	66	28	6	‑	525	Калий хлористый	47	50
П425А	20	15	‑	65	425	Литий хлористый	38	32
П575А	80	‑	‑	20	575	Натрий фтористый	55	32

При пайке с механическим удалением окисной пленки деталь нагревают до температуры расплавления припоя, на зону шва наносят расплавленный припой и под ним инструментом (шабером, абразивом, стальной щеткой) соскабливают окислы. По мере удаления оксидной пленки пропой смачивает поверхность алюминия и после охлаждения образуется прочный и плотный шов. Пайку с механическим удалением окисной пленки выполняют без флюса. Ее используют обычно для уплотнения мелких пор и заделки свищей.

Пайка алюминия с применением активных флюсов принципиально не отличается от пайки меди и стали тугоплавкими припоями. Остатки флюсов для алюминия вызывает сильную коррозию металлов, поэтому паяные швы необходимо тщательно очищать путем промывки сначала в горячей (80 °С), а затем в холодной воде. После промывки детали выдерживают для пассивирования 10 – 15 мин в 2 %-ном водном растворе фосфорного ангидрида. Для припаивания к меди, стали и их сплавам алюминий предварительно лудят чистым цинком, после чего выполняют пайку обычным способом.