Теоретичні відомості

Паяння – технологічний процес отримання нерознімного з’єднання деталей виробу введенням між ними проміжного металу – припою – з нижчою температурою плавлення, ніж у з’єднуваних металів. Припій у рідкому стані під дією капілярних сил заповнює зазор у між з’єднуваними поверхнями, а потім кристалізується й міцно з’єднується з основним металом.

У процесі паяння використовують м’які (з температурою плавлення 80…290 ˚С) та тверді (560…1050 ˚С) припої. Властивості припоїв наведено в табл. 5.1.

Таблиця 5.1 Механічні властивості припоїв

Марка	Робоча температура паяння t, ˚С	Границя міцності σ_мМПа	Коефіцієнт міцності k
Пф-45	745…845	370…510	0,65
Мф-3	715…850	150…180	0,38
ЛК 62-05	960…980	320	0,58
Л-62	940…960	280	0,40
ПОС-40 ПОС-60	290…350	340	0,06

Для паяння легкоплавкими (м’якими) припоями застосовують так звані паяльні лампи, які працюють на бензині, гасі чи спирті в суміші з повітрям. Температура полум’я таких ламп сягає 1000…1100 ˚С.

Для паяння твердими припоями розроблено різні типи паяльників, що працюють на природному газі, пропані – бутані в суміші з повітрям із зовнішнім або внутрішньосопловим змішуванням, а також універсальні ацетиленокисневі пальники, які застосовують для зварювання.

Перед початком паяння, як і для газополуменевого зварювання, треба визначити витрати пального газу, вибрати номер наконечника й тип пальника. Їх вибирають з урахуванням матеріалу з'єднуваних деталей, марки припою та використовуваної суміші газів.

Для паяння застосовують флюси – неорганічні речовини з неметалічними зв’язками. Вони захищають паяні з’єднання від хімічної взаємодії з навколишнім середовищем, місця паяння та припій від забруднень, а також покращують розтікання рідкого припою та його затікання в зазор. Характеристики деяких флюсів наведено в табл. 5.2.

Таблиця 5.2. Характеристики флюсів

Склад	Температурний інтервал,^оС	Призначення
Хлорид цинку	290…350	Для паяння вуглецевих низьколегованих сталей, міді, нікелю та їх сплавів легкоплавкими припоями
Бура	743	Для паяння вуглецевих низьколегованих сталей, міді, нікелю та їх сплавів високотемпературними припоями

Щоб запобігти крихкості з’єднання між припоєм і металом основи, треба вести процес паяння без перегрівання. Для отримання якісного з’єднання достатньо нагріти шов на 20...50°С вище температури повного розплавлення припою. Бажано, щоб припій розплавлявся не полум’ям, а від нагрітого основного металу.

Паяні з’єднання можна поділити на дві групи: в стик і внапусток. З’єднання в стик застосовують, коли виріб працює не в жорстких умовах і від нього не вимагається герметичності. В усіх інших випадках застосовують з’єднання внапусток. При цьому чим більша площа перекриття, тим вища міцність паяного з’єднання.

Конструктивні елементи паяного шва показано нарис. 5.1.

Рис.5.1. Конструктивні елементи паяного шва:

S –товщина основного металу;d - зазор; b – довжина напустка; l– довжина шва

Міцність і щільність паяного з’єднання значною мірою залежать від зазору. Приклади зазорів, які рекомендують у разі паяння деяких сплавів, наведено в табл. 5.3.

Таблиця 5.3. Рекомендовані зазори для паяння, мм

Припій	Корозійно- стійка сталь	Німонік	Мідь	Мідні сплави	Вуглецеві сталі
Мідний	0,025…0,075	–	–	–	0,01…0,05
Мідно- цинковий	0,075…0,375	0,075…0,375	0,075…0,370	0,075…0,037	0,05…0,25
Мідно- Фосфористий	–	–	0,02…0,10	0,025…0,120	–
Срібний	0,075…0,375	0,075…0,375	0,05…0,37	0,05…0,37	0,025…0,150

Довжину напустка зазвичай беруть у 3...8 разів більшою за товщину основного металу. За більшої довжини збільшуються витрати припою, але міцність при цьому не підвищується. Границю міцності основного металу в разі з’єднання внапусток двох прямокутних зразків товщиною S і шириною L визначають із формули: