Способы обработки материалов. Учебное пособие

14.2. Паяльные припои и флюсы

Припои выпускают в виде проволоки, прутков, полос, порошковой проволоки, порошков и пасты.

Вкачестве припоев для пайки металлов применяют как чистые металлы, так и их сплавы.

Чтобы выполнить условия проведения пайки и обеспечить получение качественных паяных соединений, припои должны отвечать следующим требованиям:

- температура плавления припоя должна быть ниже температуры плавления паяемых материалов; для соединений, работающих при температуре выше 100°С, припои, имеющие температуру плавления ниже 300°С, применять не рекомендуется; - припой должен хорошо смачивать поверхность паяемых

деталей и затекать в зазоры соединения; - выбранный припой должен обеспечивать получение со-

единения необходимой прочности; - припой должен обеспечивать возможность нанесения ан-

тикоррозионного или декоративного покрытия требуемого качества.

Всоответствии с ГОСТом 19248-78 по температуре расплавления (tпл) припои подразделяют на: особолегкоплавкие

(tпл≤145°С); легкоплавкие (145< tпл ≤ 450°С); среднеплавкие

(450< tпл ≤ 1100°С); высокоплавкие (1100< tпл ≤ 1850°С); тугоплавкие (tпл >1850°С).

Высокотемпературная пайка дает более прочные соединения, иногда не уступающие по прочности основному материалу.

Соединения, выполненные серебряными, медными и медноцинковыми припоями, хорошо покрываются почти всеми видами гальванических покрытий. Соединения припоями, содержащими олово, не следует подвергать гальваническим покрытиям и оксидированию.

При выборе припоя для пайки стальных конструкций следует иметь в виду, что все медные и часть серебряных припоев

373

способствуют возникновению трещин в основном материале в процессе пайки или при последующей сварке вблизи паяных швов.

Марки медных припоев приведены в табл. 75, марки медноцинковых припоев, припоев системы серебро-медь-цинк, а также оловянно-свинцовых, магниевых и припоев на основе алю-

миния – в таблицах 76, 77, 78, 79, 80.

Таблица 75

Марки медных припоев

и стали

Таблица 77

Марки оловянно-свинцовых припоев

(ГОСТ 21930-76 и ГОСТ 21931-76)

сплава МЛ5

Таблица 79

Марки серебряных припоев общего назначения (ГОСТ 19738-74)

Паяльный флюс – химически активное вещество, предназначенное для очистки и поддержания чистоты поверхностей паяемого металла и припоя с целью снижения поверхностного натяжения и улучшения растекания жидкого припоя.

К флюсам предъявляется ряд требований. Так, необходимо, чтобы флюс химически не взаимодействовал с припоем (кроме случаев реактивно-флюсовой пайки); очищал поверхности основного металла и припоя от присутствующих на них окислов и защищал соединение от воздействия окружающей среды во время пайки; имел температуру плавления ниже температуры плавления припоя; способствовал смачиванию поверхности основного металла припоем в расплавленном состоянии; сохранял свойства и не менял своего состава от нагрева при пайке; не вызывал сильной коррозии паяного соединения и не выделял при нагреве ядовитых газов.

В зависимости от температурного интервала активности паяные флюсы подразделяются на низкотемпературные (tпл≤ ≤450°С) и высокотемпературные (tпл>450°С) (ГОСТ 19250-73).

Составы широко применяемых флюсов для низко- и высокотемпературной пайки и область их применения приведены в табл. 81.

Олово, свинец и сплавы на их основе относятся к мягким припоям. Ими паяют изделия почти из всех металлов. Оловян- но-свинцовые припои выпускаются в виде чушек, прутков, проволоки, ленты, а также в виде трубок, заполненных флюсом.

378

Выпускаются семь марок оловянных припоев с содержанием олова от 3 до 90% и температурой плавления от 185 до 265°С (табл. 82). Легирование припоев сурьмой позволяет снизить температуру плавления и повысить прочность сплавов. Также выпускается четыре марки припоев на свинцовой основе с содержанием серебра от 0,7 до 3,3% и температурой плавления

270…305°С.

Таблица 82

Химический состав оловянных и свинцово-серебряных припоев

Свинцово-серебряные сплавы поставляются в виде полос и проволоки (табл.83). Основные свойства мягких припоев при комнатной температуре приведены в табл. 84 и 85.

Таблица 83

Сортамент полос и проволоки из свинцово-серебряных сплавов

379

Таблица 84

Основные свойства стандартных оловянно-свинцовых припоев

Основные свойства стандартных свинцово-серебряных припоев

Пластичность оловянных припоев при отрицательных температурах снижается; например, поперечное сужение припоев ПОС 90 и ПОС 61 при -253°С составляет только 1%.

Припой ПОС 90 применяют для наиболее ответственных соединений, когда предъявляются повышенные требования, в первую очередь по токсичности. В частности, этим сплавом паяют внутренние швы аппаратов и посуды, в которых содержатся пищевые продукты, медикаменты и вода.

Сплав ПОС 61 – наиболее легкоплавкий припой, и его используют для пайки радиотехнических и электротехнических приборов и аппаратуры, а также изделий, изготовленных из низкоплавких сплавов или закаленной стали.

Припой ПОС 50 применяют главным образом для пайки изделий из медных сплавов и белой жести, в том числе авиационных радиаторов, электрических счетчиков.

Припоем ПОС 40 паяют детали радиоприемников, физических приборов, изделий из оцинкованного железа, автомобильных и тракторных радиаторов.

Припой ПОС 30 имеет наиболее широкое применение для всевозможных соединений.

381

Припой ПОС 18 применяют для лужения вкладышей подшипников, заливаемых свинцовыми баббитами, в том числе марки БК2.

Малооловянистый припой ПОСС 4-6 применяют для лужения меди, сплавов на ее основе и железа.

Свинцово-серебряные припои марок ПСр 3, ПСр 2,5 и ПСр 1,5 имеют по сравнению со свинцово-оловянными более высокую температуру солидуса. Изделия, паяные этими припоями, могут работать при более высоких температурах.

Припои типа ПСр 3 не образуют хрупкого пограничного слоя при пайке меди, как это имеет место при оловянно-свин- цовых припоях.

Пайку припоями ПСр 3 и ПСр 2,5 производят с помощью газовых горелок. Эти припои применяют главным образом для пайки изделий из меди и ее сплавов. Припой ПСр 3 используют для пайки электродвигателей, электрических приборов, радиаторов, охлаждаемых этиленгликолем, и в других областях.

Чистое олово применяют для лужения консервной жести, пищевых котлов, кухонной утвари, вкладышей подшипников, заливаемых баббитом марок Б83 и Б89, а также для пайки.

Свинец применяют для горячего свинцевания и пайки в тех случаях, когда применение олова необязательно. Для улучшения адгезии и прочности пайки к свинцу добавляют небольшие количества цинка или олова. В табл. 86 приводятся данные по прочности шва при пайке оловом и свинцом изделий из меди, латуни и железа.

Таблица 86

Прочность шва при пайке оловом и свинцом различных металлических материалов

382