1, 2, 5, 6 – Малопрочные соединения, применяются редко;

3, 4, 7-11 – с большей площадью паяного шва, более прочные;

Рис. 6.3. Типы паяных соединений при касании паяемых деталей:

а) типичные соединения;

б) элемент трехслойной конструкции из двух обшивок и гофры.

Основная специфика конструирования соединения при пайке по сравнению с соединениями при сварке состоит в том, что при пайке заполнение зазора между соединяемыми деталями происходит без автономного плавления соединяемого материала.

Все это и накладывает специфику на соединения при пайке.

Припои.

Припоем называют материал для пайки и лужения с температурой плавления ниже температуры начала плавления паяемых материалов.

Классификация припоев.

I. По температуре плавления:

1. Особо легкоплавкие (Т_пл≤ 145⁰С) (галлиевые припои, индиевые, висмутовые);

2. Легкоплавкие (145⁰С< Т_пл ≤450⁰С) (оловянные, оловянно-свинцовые, свинцовые);

3. Среднеплавкие (450⁰С< Т_пл ≤1100⁰С) (алюминиевые, серебряные, медные);

4. Высокоплавкие (1100⁰С< Т_пл ≤1850⁰С) (кобальтовые, титановые, платиновые);

5. Тугоплавкие (1850⁰С< Т_пл) (на основе железа, бора, углерода, германия (Ge)).

II. По основному компоненту:

- По содержанию более 50% одного из компонентов: оловянные, кадмиевые, цинковые, магниевые, медные, никелевые и др.;

- При применении припоев с близким содержанием компонентов называют по двум или трем основным компонентам: оловянно-свинцовые, медно-никелево-марганцевые и др.;

При применении припоя, где один или несколько легирующих компонентов являются редкими или драгоценными металлами, припой иногда называют по этим компонентам: серебряный, золотой и др., хотя содержание их в припое может составлять всего несколько процентов.

III. По способу изготовления:

1. Литые.

2. Тянутые.

3. Катаные.

4. Прессованные.

5. Измельченные.

6. Спеченные.

7. Штампованные.

IV. По виду полуфабриката:

1. Листовые. 8. Композитные.

2. Ленточные. 9. Металлокерамические.

3. Трубчатые. 10.Армированные.

4. Пастообразные. 11.Порошковые.

5. Проволочные. 12.Плакированные.

6. Таблетизированные. 13.Многослойные.

7. Прутковые.

V. По степени расплавления:

1. Расплавляемые;

2. Частично расплавляемые (состоят из легкоплавкой части припоя и наполнителя (чаще всего порошок). В композиционных припоях наполнителем служит сетка, проволока, волокна) – при пайке изделий с неравномерным зазором.

VI. По способности к флюсованию:

1. Флюсуемые (т.е. при пайке добавляют флюс);

2. Самофлюсуемые (они содержат легирующие элементы - раскислители с сильным химическим средством к кислороду. К элементам раскислителям относятся литий, калий, натрий, бор, цезий).

Примеры некоторых применяемых припоев:

Галиевые припои общего назначения:

ГИС (Ga-In-Ag) Т_пл≈ 10⁰С – пайка меди

ГМ (Паста Ga c Cu) Т_пл≈ 70⁰С – пайка коррозионно-стойкой стали.

Индиевые припои общего назначения для пайки меди:

In-Pb (Т_пл=231⁰С); In-In (Т_пл≈143⁰С) и др.

Оловянные припои общего назначения:

П 200А (Sn-In) Т_пл≈ 210⁰С

ПОС С_рЗ (Sn-Ag) Т_пл≈ 270⁰С

Оловянно-свинцовые припои общего назначения для пайки меди и стали:

ПОС 90 (~ 90% олова) Т_пл≈180-220⁰С

ПОС С_у 40-0,5 Т_пл≈ 183-235⁰С

ПОС С_у 4-6 Т_пл≈ 244-270⁰С

Свинцовые припои общего назначения для пайки меди:

ПОС К 50 (50% олова, 18% Cd кадмия, ост. Pb) Т_пл≈145⁰С

П С_р 15 (~ 81% , ~ 1,5% Ag серебро, ~ ост. Sn олова) Т_пл≈ 270⁰С

Цинковые припои общего назначения для пайки алюминия:

П 300А (≈ 40% Cd кадмия, ост. – цинк) Т_пл≈ 266-420⁰С

ПЦА 8М (8% Al, 5% Сu, 0,6% Sn, 1,4% Pb, ост. Zn) Т_пл≈ 360-420⁰С

Серебряные припои общего назначения для пайки коррозионно-стойких сталей:

П С_р 92 (~ 92% Ag; ~ 0,3% Li; ост. Сu) Т_пл≈890⁰С

П С_р 40 (~ 40% Ag; ~ 17% Cu; ~ 17% Zn; ост.Cd кадмий) Т_пл≈ 610⁰С

Следует отметить, что некоторые припои идут без маркировки под номерами:

Припой с платиной №1 (70Au+Pt) Т_пл≈ 1400⁰С для пайки коррозионностойкой стали;

Припои с титаном для пайки титана и его сплавов №5 Ti Ni-Cu (26% Ni; 10Cu; ост. Ti) Т_пл≈ 980⁰С.

Вспомогательные материалы при пайке.

К вспомогательным материалам прежде всего относятся флюсы - применяемые для удаления окислов с поверхности металла и припоя и для предотвращения их образования.

Примеры некоторых флюсов:

1. Хлористый цинк (водный раствор хлористого цинка 30%) Т_пайки≈ 263⁰С, для пайки черных и цветных металлов;

2. Канифоль (натуральная) Т_пайки≈ 150÷350⁰С. Монтажные соединения из меди, бронзы, латуни;

3. БМ 1 (метиборат 75%, метиловый спирт – 25%) Т_пайки≈ 800⁰С. Пайка чугуна.

Также к вспомогательным материалам относятся инертные газы, активные газовые среды, вакуум – для защиты паяемого материала и жидкого припоя от непосредственного контакта их с кислородом воздуха.

К вспомогательным материалам для пайки относятся также вещества, используемые для покрытия непаяемых поверхностей (защитный слой): стоп-пасты и покрытия, наносимые методом распыления, пульверизацией и т.д.

Способы пайки.

Рассмотрим несколько наиболее распространенных способов пайки. Для нагрева места пайки и расплавления припоев применяют следующие методы: паяльником (рис. 6.4), электросопротивлением (рис. 6.5), индукционным нагревом (рис. 6.6), пайка в ванне из припоя или солей (рис. 6.7).