Вопросы для проверки

1. Какие различают способы защиты металлов от атмосферы воздуха при дуговой сварке в среде инертных газов?

2. Что такое сварочные микрокамеры?

3. Что служит критерием оценки степени загрязнения металла шва азотом и кислородом?

4. Какая основная задача стоит при сварке плавлением?

5. Как влияет на результат процесса сварки чистота защитного инертного газа?

6. Какой наиболее действенный метод борьбы с образованием газовых пор?

7. Как и чем можно вызвать ускорение выделения и удаление газовых пузырьков из жидкого металла сварочной ванны?

8. Какие перспективы имеет система вакуум-активной защиты металлов при сварке?

9. Какими преимуществами и недостатками обладает дуговая сварка в камерах с контролируемой атмосферой?

Раздел 7. Пайка

Пайка - один из наиболее известных методов соединения металлов. Однако применявшиеся до последнего времени способы пайки, вследствие низкой производительности, недостаточной надежности соединения, сложности технологического процесса и других недостатков использовали относительно редко. Всё же пайка представляется, в ряде случаев, единственным, быстрым и прочным методом соединения. Возможности проведения пайки освещены в ниже изложенных темах данного раздела. Изученный теоретический материал закрепляется ответами на вопросы самопроверки, расположенными в конце раздела. Процесс освоения дисциплины осуществляется отработкой теста №11 блока текущего контроля. Для лучшего восприятия теоретического материала текст сопровождается пояснительными рисунками.

Раздел 7.1. Принципы и методы пайки

В последнее время появились новые методы пайки, использующие различные виды электрического нагрева, ТВЧ, электронный луч, нагрев в термических печах, пайка с применением ультразвука и др. Эти методы нагрева в сочетании с такими защитными средами, как вакуум, инертные и восстановительные газы (водород, CO. и др.), специальные припои не требующие флюсов, позволили значительно улучшить качество паяных изделий и повысить производительность процесса пайки.

Новые методы пайки дают возможность использовать деталь в изделиях без последующей механической обработки. С помощью новых методов пайки можно соединять тугоплавкие металлы и металлы, обладающие особыми свойствами. Из таких металлов могут быть, изготовлены в условиях вакуума тонкостенные конструкции, подвер­гающиеся воздействию высоких температур. Пайка в современном состоянии удовлетворяет всем требованиям производства с точки зрения экономики, так как исполь­зование паяных соединений способствует уменьшению трудоемкости и снижению стоимости изделия. Процесс пайки легко механизируется и автоматизируется.

Большинство способов пайки осуществляют с приме­нением различных припоев и лишь в тех случаях, когда в процессе пайки между металлами могут образоваться легкоплавкие эвтектики, пайка возможна без специаль­ного припоя. К припоям предъявляют ряд требований общего характера. Припой должен хорошо растекаться по поверхности основного металла, смачивать и растворять его, легко заполнять зазоры между деталями, обеспечивать необходимую прочность соединения и т. п.

Пайку можно вести при общем или местном нагреве конструкции. При общем нагреве изделие помещают в печь или погружают в соляную или металлическую ванну. В этих условиях изделие прогревается равномерно. Такой процесс целесообразен для пайки изделий относи­тельно небольших размеров. При местном нагреве подо­гревают лишь часть конструкции в зоне спая. Наиболее известный и широко используемый метод пайки низкотемператур­ными припоями - пайка паяльниками. В усовершен­ствованных конструкциях паяльников обеспечивается ме­ханизированная подача припоя и его дозировка.

Пайка газовым пламенем. Газовым пламенем паяют вручную и механизированным способом. Газовое пламя лишь частично предохраняет место спая от окисления, поэтому реко­мендуется применение флюсов и паст.

Рис. 43. Основные виды индукторов для пайки:

1 - индуктор; 2 - детали; 3 - припой

Индукционная пайка. Схема пайки индукционным нагревом приведена на (рис. 43, а и в). Во всех случаях детали помещают в магнитное поле индуктора. В результате воздействия на металл изделия магнитного поля обра­зуются вихревые токи, которые и вызывают нагрев дета­лей. Интенсивность нагрева зависит от типа индуктора, мощности генератора, рода металла, размера конструк­ции и т. д. В качестве источников тока при индукционной пайке используют машинные генераторы с частотой 2500 - 8000 Гц и ламповые - с частотой 250 - 300 тыс. Гц.

Пайка электроконтактным нагревом. Пайка проис­ходит за счет теплоты, выделяющейся в деталях при про­текании по ним электрического тока. Нагревать можно разными путями. Во-первых (рис. 44, а), пропусканием тока от электродов через обе детали 5 и место их соеди­нения, в этом случае припой 6 закладывают между дета­лями. Во-вторых (рис. 44, б), пропусканием тока через одну деталь 4, вторая деталь 3 нагревается за счет тепло­проводности, эта схема удобна в тех случаях, когда одна из деталей имеет размеры значительно меньше другой. В-третьих (рис. 44, в) пропусканием тока через особый нагреватель 2, последний обеспечивает нагрев обеих дета­лей 5 за счет теплопроводности. Этот способ удобен при относительно малых размерах соединяемых частей, при­пой 6 при этом закладывают в форме прутков или вносят в процессе пайки.

Пайка в печах. Для этого способа наиболее часто применяют высокотемпературные припои, более редко низкотемпературные. Пайка в печах обеспечивает равно­мерный нагрев и охлаждение конструкции, легко механи­зируется. Этот процесс очень экономичен при массовом и крупносерийном производствах, позволяет получать высокопрочные паяные соединения в труднодоступных местах.

Рис. 44. Варианты нагрева при контактной пайке

В воздушной среде пайку ведут, как правило, при от­носительно низких температурах легкоплавкими при­поями. Этим способом паяют, например, соты автомобиль­ных радиаторов и другие изделия из алюминиевых спла­вов.

Пайка в среде инертных газов и в вакууме. Пайка при таких видах защиты позволяет полностью избежать окисления основного ме­талла и припоя. Более того, при пайке в вакууме достаточно хорошо очищаются поверхности вследствие раст­ворения или сублимации поверхностных пленок некоторых окислов.

Пайка погружением. Пайку погружением в соляных и флюсовых ваннах, а также в расплавленном припое применяют часто в отечественной и зарубежной промыш­ленности. Этот процесс неэкономичен, так как требует значительной затраты припоя.