§ 21. Пайка металлов

1. Сущность процесса и разновидности пайки. При пайке металлов до плавления доводят только легкоплавкий присадочный металл, назы­ваемый припоем. Соединяются изделия за счет диффузии расплавленного припоя, проникающего в нагретые до температуры его плавления поверх­ностные слои основного металла. В зависимости от температуры плавле­ния припоя различают пайку мягкими и твердыми припоями.

2. Пайка мягкими припоями. К мягким припоям относятся такие, тем­пература плавления которых не превышает 400 °С. Для соединения почти всех металлов применяют оловянно-свинцовые припои марок ПОС-90, ПОС-40 и ПОС-30, содержащие соответственно 90, 40 и 30 % олова (ос­тальное — свинец и примеси). Температура плавления их составляет 180—260 °С. Мягкие припои обеспечивают прочность соединения до 50—70 МПа.

Для защиты нагретого основного металла и расплавленного припоя от окисления, а также для растворения образующихся оксидов и растека­ния жидкого припоя по поверхности места спая применяют такие флюсы, как канифоль, хлористый цинк или смесь хлористого цинка с хлористым аммонием и др. Мягкие припои выпускают в виде прутков, проволоки, порошка или пасты, состоящей из порошка припоя и флюса.

Нагревают изделие и расплавляют припой обычно паяльниками, рабочая часть которых изготовляется из меди и имеет клиновидную форму. Паяльники нагревают в горнах, паяльными лампами или газо­выми горелками, однако наиболее часто для этой цели применяют элект­ронагрев. Пайка мягкими припоями возможна и при погружении изде­лий в ванну с расплавленным припоем. Для получения качественных соединений поверхность изделий в месте спая необходимо тщательно очистить механическим или химическим способом; зазор не должен пре­вышать 0,1 мм.

3. Пайка твердыми припоями. Твердые припои имеют температуру плавления 500—1083 °С. К ним относятся чистая медь и сплавы меди с цинком и серебром. Наиболее часто применяют медно-цинковые припои марок ПМЦ-42, ПМЦ-47 и ПМЦ-52. Они имеют соответственно 42, 47 и 52 % меди и температуру плавления 840, 860 и 885 °С.

Для пайки изделий особенно ответственного назначения часто приме­няют такие медно-серебряные припои, как ПСр-25, ПСр-45, которые со­держат 10—70 % серебра (остальное — медь и цинк). Серебряные при­пои имеют температуру плавления 780—830 °С.

При пайке твердыми припоями предел прочности соединений достига­ет 400—500 МПа. В качестве флюсов используют буру, борную кислоту или их смеси, хлористый цинк и пр. Изделия нагревают сварочными горел­ками, в соляных ваннах, в нагревательных печах с нейтральной, восста­новительной или защитной атмосферой, на контактных электрических машинах и высокочастотных установках. Зазор в соединении не должен превышать 0,05—0,08 мм.

Хорошо поддаются пайке все углеродистые и легированные стали, в том числе нержавеющие и инструментальные, твердые сплавы, серые и ковкие чугуны, большинство цветных металлов и их сплавов.