19.4. Подготовка деталей к пайке

Лужение. Перед пайкой поверхности деталей очища­ют от пыли, жира, краски, ржавчины, окалины и окисной пленки. В процессе зачистки получают шероховатую по­верхность с целью увеличения смачивания основного ме­талла. Зачистку производят напильником, наждачной бумагой, металлическими щетками (крацевание) и др.

Обезжиривание деталей перед пайкой производят в бензине или четыреххлористом углероде или детали подвергают травлению с последующей промывкой в воде и просушиванием в сушильном шкафу во избежание кор­розии. Очищенные детали следует хранить в условиях, исключающих попадания на них жира и грязи и возник­новения коррозии. В большинстве случаев детали перед пайкой лудят, что облегчает последующую пайку.

Место пайки покрывают флюсом, затем при помощи паяльника наносится расплавленный припой. Температура детали в зоне пайки поддерживается паяльником и должна быть па 50…100 ⁰С выше температуры плавления припоя. Если одна из поверхностей будет нагрета выше темпера­туры плавления припоя, а вторая ниже, происходит на­рушение процесса пайки, нагретую поверхность припой смачивает, а на второй он застывает и не затекает в за­зоры.

Лужение производят также в ванночке с расплавлен­ным припоем, при этом детали сначала погружают в со­суд с флюсом, а затем — в расплавленный припой.

При пайке алюминия с помощью ультразвука лужение поверхностей производится или паяльниками, виб­рирующими с ультразвуковой частотой, или в специальных ультразвуковых ванночках с расплавленным при­поем

Задание для повторения и закрепления:

1. Как проходит лужение алюминия перед пайкой?

2. Какие требования к деталям, проходящих лужение?

19.5. Способы пайки

Низкотемпературную пайку можно применять почти для всех металлов в разнообразных сочетаниях, включая такие легкоплавкие металлы, как олово, свинец, цинк и их сплавы.

Нагрев при пайке производят паяльниками, газовы­ми горелками, электрическим током, плавлением припоя в ваннах и т. д. В большинстве случаев для пайки низкотемпературными припоями применяют паяльники из красной меди.

Размеры паяльника должны соответствовать разме­рам детали, чтобы паяльник, не охлаждаясь значительно, мог нагреть кромки детали до необходимой температуры. При монтаже электроприборов, как правило, применяют электрические паяльники непрерывного действия.

Высокопроизводительным способом пайки этими припоями является последовательное погружение дета­лей в раствор флюса, а затем в ванну с большим количе­ством расплавленного припоя, который применяется в данном случае не только как заполнитель зазоров, но и как источник тепла, быстро и одновременно нагреваю­щий все соединяемые детали. Таким способом за одно погружение деталей в течение 1…2 мин можно спаять сотни, а иногда и тысячи деталей. Прочность низкотем­пературных припоев незначительна, поэтому рабочие соединения, подвергающиеся большой нагрузке, рекомен­дуется до пайки прочно скреплять точечной сваркой, за­клепками, развальцовкой, шпильками и т. д., используя припой как средство уплотнения шва для герметичности.

В зависимости от характера нагрева при пайке высо­котемпературными припоями различают газовую, погру­жением в металлические ванны, погружением в соляные ванны, дуговую, индукционную и контактные пайки.

Газопламенная пайка. При пайке нагрев осуществля­ется пламенем газовой горелки. В качестве горючего га­за используют смеси различных газообразных или жид­ких углеводородов (ацетилен, метан, пары керосина и т. д.) и водород, которые при сгорании в смеси с кисло­родом дают высокотемпературное пламя. При пайке крупных деталей горючие газы и жидкости применяются в смеси с кислородом, при пайке мелких деталей — в смеси с воздухом. Пайку можно выполнять как горелками специального типа, дающими широкий факел, так и нор­мальными, сварочными.

При газовой пайке применяются как газообразные флюсы на основе металлбората, так и твердые флюсы — различные соли и их смеси, которые обычно используют в виде водных растворов.

Пайка погружением в расплавленный припой. Рас­плавленный припой в ванне покрывается слоем флюса. Подготовленная к пайке деталь погружается в расплав­ленный припой (металлическую ванну), который также является источником тепла. Для металлических ванн обычно используют медно-цинковые и серебряные при­пои.

Пайка погружением в расплавленную соль. Состав ванны выбирают в зависимости от температуры пайки, которая должна соответствовать рекомендуемой темпе­ратуре ванны при работе на смеси определенного состава. Ванна состоит из хлористых солей натрия, калия, бария и др.

Этот метод не требует применения флюсов и защит­ной атмосферы, так как состав ванны подбирают таким, что он вполне обеспечивает растворение окислов, очища­ет паяемые поверхности и защищает их от окисления при нагреве, т. е. является флюсом.

Детали подготавливают к пайке, на шов в нужных местах укладывают припой, после чего опускают в ванну с расплавленными солями, являющимися флюсом и источником тепла, где припой расплавляется и заполняет шов.

Для обеспечения хорошего заполнения припоем швов между соединяемыми деталями в соляные ванны добавляют 4…5% буры, а также производят раскисление ванны ферросилицием или ферромарганцем, которые вводят в ванну в количестве 1% от массы соли. Для со­ляных ванн используют медные, медно-цинковые, сереб­ряные и другие припои, а для деталей из алюминия — припои из силумина.

Электродуговая пайка. При дуговой пайке нагрев осу­ществляется дугой прямого действия, горящей между деталями и электродом, или дугой косвенного действия, горящей между двумя угольными электродами.

При использовании дуги прямого действия обычно применяют угольный электрод (угольная дуга), реже — металлический электрод (металлическая дуга), которым служит сам стержень припоя. Угольную дугу направляют на конец стержня припоя, касающегося основного метал­ла, так, чтобы не расплавлять кромок детали. Металли­ческую дугу применяют при токах, достаточных для расплавления припоя и очень незначительно оплавляю­щих кромки основного металла. Для пайки дугой прямого действия пригодны высокотемпературные припои, не со­держащие цинка. При помощи угольной дуги косвенного действия можно выполнять процесс пайки высокотемпе­ратурными припоями всех типов. Для нагрева этим спо­собом применяют специальную угольную горелку. Ток к электродам подается от машины для дуговой сварки. Дуговые горелки менее удобны для пайки, чем газовые, поэтому их применяют обычно при небольшом объе­ме работ по пайке,

Индукционная пайка (пайка токами высокой часто­ты). При индукционной пайке детали нагреваются ин­дуктируемыми в них вихревыми токами. Индукторы изготовляются из медных трубок, преимущест­венно прямоугольного или квадратного сечения в зави­симости от конфигурации деталей, подлежащих пайке. При индукционной пайке быстрый нагрев детали до температуры пайки обеспечивается использованием энер­гии высокой концентрации. Для предохранения индук­тора от перегрева и расплавления применяется водяное охлаждение.

В последние годы всё шире применяют пайку лазером и электронным лучом.

Задание для повторения и закрепления:

1. В чём различие при пайке погружением и пайке газопламенной?

2. Как происходит пайка с применением электроэнергии?

Задание:

Составить план для ответа по разделу «Пайка металла»