книги из ГПНТБ / Цветков В.М. Медник-паяльщик
.pdfразличных долях, отчего припои имеют различ ные свойства, а также в очень малых количест вах сурьма, медь, висмут и мышьяк (присадкой
сурьмы увеличивается |
прочность припоя, а |
висмута'— понижение |
температуры плавле |
ния). Согласно стандарту, эти припои изготов ляются семи марок — ГТОС-90, ПОС-61, ПОС-50, ПОС-40, ПОС-ЗО, ПОС-18 и ПОС-4-6 (оловянно-свинцово-сурьмянистый припой). Расшифровывают эти марки так: буква П обо значает слово «припой», буквы ОС означают «оловянно-свинцовый», цифры — процент оло ва. Температура плавления таких припоев
220—290°С*.
Эти припои применяют в виде чушек, круг лых и трехгранных прутков, круглой проволо ки, ленты, а также круглых трубок, заполнен ных флюсом. Но из-за высокой стоимости оло ва и его дефицитности такие припои применя ют с меньшим содержанием олова — малооловянистые, хотя они и менее прочны. Например, малооловянистые припои, содержащие только 15%> олова и 7°/0 сурьмы, идут для пайки ла туни.
Висмутовые припои состоят из висмута, олова и свинца. Они очень легкоплавки, обла дают большой хрупкостью и применяются там, где от паяных швов не требуется большой прочности. С добавлением в эти припои кадмия у них понижается температура плавления.
Кадмиевые припои — это припои на основе кадмия. Их температура плавления еще ниже висмутовых (60—72°С).
Паяльщику-меднику приходится работать и с твердыми припоями.
Твердые припои состоят в основном из ме ди, цинка, серебра и других благородных ме-
Ю
■галлов. Применяют их как Для пайки цветных, так и черных .металлов и их сплавов. Темпера тура плавления их от 270 до 850°, предел проч ности— до 50 кГ^мм2. Существует очень мно го твердых припоев, различных по своему хи мическому составу. Остановимся на некоторых из них.
Медно-цинковые припои. Медь и цинк, взя тые в различных соотношениях, дают припоям разные свойства: чем больше меди, тем выше температура плавления припоя и, наоборот, чем больше цинка и меньше меди, тем ниже температура плавления. Кроме меди и цинка в эти припои входит до l,5°/d свинца и железа. От присадки свинца медно-цинковые припо'и ■становятся более светлыми.
Медно-цинковые припои применяются трех марок: ПМЦ-36, ПМЦ-48 и ПМЦ-54, где буква П — припой, МЦ — медно-цинковый, цифры— процент меди. Медно-цинковые припои пред- ■ставляют собой зерна, которые подразделяют ся на два класса: класс А — зерна величиной от 0,2 до 3 мм, класс Б — от 3 до 5 мм. Для паяния меди применяется припой только двух марок — вторая и третья. Так, припой ПМЦ-48 идет для пайки медных сплавов, а ПМЦ-54 — для пайки бронзы, меди, стали.
Следующий припой, относящийся к твер дым припоям,— это чистая медь. Чистая медь является наилучшим припоем для прочного соединения. Она как припой бывает в виде про волоки, порошка или ленты и плавится при температуре 1083°С. Недостатком ее как при поя при пайке является то, что она требует высокой температуры, а это повышает стои мость паяльных работ. Поэтому чаще всего в качестве припоя применяют ее сплавы.
п
В меднопаяльном деле применяют в основ ном медно-цинковые припои, улучшенные ни келем и марганцем, которые повышают проч ность и надежность паяных соединений. Такие припои идут для пайки твердосплавных пла стинок при изготовлении различного инстру мента, применяемого в строительстве, да и в других отраслях.
Широкое распространение в строительной и электротехнической промышленности и на электромонтажных работах в строительстве получили припои на медной основе с содержа нием, как уже писалось выше, 6—8% фосфора, поскольку такие припои образуют высокую электропроводность швов. Медно-фосфорные припои обладают наиболее низкой температу рой плавления и высокой текучестью. Благода ря последним свойствам припои применяют только при пайке меди и ее сплавов, так как имеющийся в припое фосфор обладает флюсу ющими свойствами.
Еще один припой, часто применяющийся паялыциком-медником, — это серебряный при пой. В основном это сплавы серебра с цинком и медью. С увеличением процентного содержа ния серебра повышается температура плавле ния таких припоев. Они дают очень прочное соединение — до 50 кГ^мм2. Серебряные при пои тоже подразделяются по маркам—ПСр-72, ПСр-25Ф, ПСр-12М, ПСр-50Кд и т. д., где П — припой, Ср — серебро, М — медь, Кд — кад мий, Ф — фосфор, числа — процент серебра и т. д. Эти припои выпускаются в виде полос и проволоки (за исключением ПСр-44, выпуска емого в виде плоских или цилиндрических слитков).
Серебряные припои применяются для повы-
12
шенйя сопротивляемости шва Коррозии или В
тех случаях, когда 'нужно сохранить светлый цвет изделий; они отличаются от других твер дых припоев высокой тепло- и электропрово димостью, лучшим заполнением шва и боль шой прочностью соединений.
Двойные серебряно-медные припои ПСр-72, ПСр-50 и др. обладают низким удельным элек трическим сопротивлением и поэтому особен но пригодны для пайки токопроводящих соеди нений, от которых требуется высокая электро проводимость. В строительном машинострое нии широко применяют припои, содержащие 10—43°/а серебра. Они, несмотря на относи тельно малое содержание серебра, обеспечива ют достаточно высокое качество паяных соеди нений.
Чтобы.при помощи пайки получить прочные швы, спаиваемые соединения необходимо очи стить от окиси, которая образуется на воздухе в результате соединения металла с кислоро дом, а поверхности паяемых металлов предо хранить от окиси флюсом.
Технологичный и экономически целесооб разный флюс должен сохранять свои защитные свойства и не менять своего состава от нагре вания при пайке, не вызывать сильной корро зии паяного соединения, иметь температуру плавления обязательно ниже температуры плавления припоя, но не выделять при нагре вании ядовитых газов, химически не воздейст вовать на припой, а образовывать с ним два несмешивающихся слоя и, конечно, иметь воз можно низкую стоимость. Среди известных в настоящее время паяльных флюсов есть твер дые, жидкие и газообразные.
В качестве флюса применяют нашатырь,
13
хотя он при соприкосновении с паяльником выделяет ядовитые пары и способствует отрав лению. Но смесь из 0,5 л воды, 100 г нашатыря и небольшого количества хлористого цинка ликвидирует основную угрозу отравления. Нашатырь имеет большое распространение, поскольку легко растворяет жировые веще ства.
Что же касается газообразных флюсов, то они в строительной промышленности применя ются очень редко.
В зависимости от характера коррозионного воздействия на паяльные соединения различа ются флюсы как не вызывающие коррозии ме таллов (бескислотные флюсы), так и активные (кислотные). Бескислотные применяются для пайки главным образом в электротехническом деле.
В отличие от припоев, которые изготовля ются промышленностью, флюсы можно приго товить и своими силами. Здесь мы опишем, как приготовляется флюс «паяльная паста». В теп лой воде растворяют хлористый аммоний и крахмал. После получения раствор охлажда ют и в нем растворяют хлористый цинк. Но здесь нужно учитывать, что качество флю сов, приготовленное таким способом, опреде ляется не только составом, но и последова тельностью введения составляющих.
Чтобы не испарялись компоненты, состав ляющие флюс, и не поглощалась ими влага, в результаты чего может произойти нарушение состава, вязкости, цвета и активности, готовый флюс следует хранить в чистой посуде, плотно закрытой притертыми пробками.
После пайки флюс, как известно, всегда ча стично остается на готовом шве, в результате
14
чего портится внешний вид, изменяется элект ропроводимость и даже вызывается коррозия соединения. Поэтому остатки флюса необходи мо удалять.
Наиболее распространенными флюсами яв ляются соляная кислота, хлористый цинк, хло ристый цинк—аммоний, бура, канифоль и уже описанные нашатырь, и паяльная паста. Кани фоль и нашатырь применяются только при пай ке мягкими припоями, остальные флюсы — как мягкими, так и твердыми. Соляная кислота для пайки идет травленая и разбавленная водой (разбавляют до тех пор, пока не перестанет итти дым). Травление кислоты заключается в растворении в ней кусочков цинка.
Хлористый цинк, применяемый в виде по рошка или растворенный в воде (на 1 вес. часть порошка 3—4 части воды), является очень хорошим флюсующим средством при пайке меди и других металлов (латуни, желе за, стали).
В зависимости от условий работы спаивае мые металлы перед пайкой обрабатывают бу рой в виде порошка или пасты (пасту получа ют разведением порошка буры в воде до тес тообразного состояния). При пайке бура от высокой температуры теряет свое кристалличе ское строение и превращается в стекловидную массу, которая не позволяет паяемым метал лам окисляться.
Имеется еще и кристаллическая бура, но в качестве флюса она не рекомендуется, так как, расплавляясь, выделяет воду, брызги которой разлетаются по сторонам и, попадая на неза щищенные спаиваемые части металла, окисля ют их. Кроме того, горячие брызги могут об
жечь лицо и руки паяльщика.
15
Канифоль используется в виде порошка, палочек и жидкости. Она во время пайки не растворяет окислы на металлах, но предохра няет последние от окисления и, оставшись на спаянных швах, не вызывает коррозии.
В паяльном деле широко применяются го рючие вещества: бензин, керосин и спирт (для паяльных ламп), газ (для горелок), техниче ская соль (для ванн), а также электричество. Каждый паяльщик-медник должен прекрасно знать их свойства и уметь ими пользоваться, поскольку незнание этого может привести, вопервых, к непредвиденным травмам и, во-вто рых, к невыполнению задания.
Инструменты, приспособления и оборудование
Как и в каждом деле, в меднопаяльном то |
|
|||
же существуют свои инструменты, приспособ |
|
|||
ления и оборудование. |
|
|
||
Пайка меди, ее сплавов и других цветных |
|
|||
и черных металлов не представляет больших |
|
|||
трудностей, поэтому на меднопаяльных рабо |
|
|||
тах применяют паяльные |
лампы, паяльники, |
|
||
газопламенные горелки, печи с контролируе |
|
|||
мой и неконтролируемой |
атмосферой. Кроме |
|
||
этого, медные поделки паяют с помощью кон |
|
|||
тактного |
нагрева, |
токами высокой частоты, |
|
|
вольтовой |
дугой, |
в расплавленном припое, в |
5 |
|
соляных |
ваннах, |
в вакууме. Таким образом |
||
видно, что существует несколько методов пай |
|
|||
ки, на которые она подразделяется только по |
|
|||
способу нагрева (паяльниками, горелками, |
|
|||
электричеством, в |
расплаве, в печах и т. п.). |
|
||
Метод пайки для каждого конкретного случая выбирается с учетом типа припоя, формы шва, материала, из которого состоит паяемое нзде-
16
лие, а также его габаритов, наличия необходи
мого паяльного |
оборудования и массовости |
производства. |
|
Самый простой |
метод пайки — это пайка |
паяльниками. По способу нагрева паяльники подразделяются на паяльники, работающие без постоянного подогрева (периодически на греваемые), с непрерывным подогревом газом или жидким топливом и с электрическим подо гревом. Первым способом паяльники нагрева
ются |
паяльными |
лампами и пользуются ими |
только |
на строительно-монтажных работах. |
|
В стационарном |
производстве паяльники на |
|
греваются в специальных горнах, работающих на жидком, твердом или газообразном топли ве. Иногда для нагревания паяльников приме няют стыковые электросварочные машины.
Все паяльники квалифицируются по типам, но мы рассмотрим только молотковые, для пайки труднодоступных швов, торцового типа, паяльники с непрерывным подогревом (обогре вом) газом и жидким топливом и электриче ские (рис. 2).
Самый обыкновенный и самый простой па яльник— это заостренный под углом 30—40°, луженый (покрытый оловом), чтобы хорошо держался на нем припой, на стальном стержне с деревянной ручкой закрепленный кусок крас ной меди. Назначение такого паяльника — на гревать припой до расплавления, накапливая его на своем заостренном конце, и наносить его потом на паяемый шов, а также прогревать паяемые металлы в месте пайки и удалять об разующиеся излишки расплавленного припоя.
По весу паяльники подразделяются на лег кие и тяжелые, Чем тяжелее и толще спаивае мые материалы, тем выше температура нлав-
2 3Г |
^ Г ^ “ ПУ-ЛИЧНАЯ4"" |
17 |
} |
^%ЧНО»Т£ХНИЧЕСКАЯ |
|
1 |
Г.^Л'ЛОТЙЬА ССОР__ |
|
ления. Так, например, при пайке больших де талей, требующих высокой температуры про грева, применяются паяльники весом до 5 кг. 0,ни, естественно, неудобны в работе, поэтому детали предварительно подогревают, а потом паяют легким (100—200-г) паяльником.
Рис. 2. |
Паяльники |
а — молотковый: б —торцовый; |
в — фасонные; г — газовый; |
д — электрический
Во время нагрева таких паяльников необ ходимо следить, чтобы рабочая часть их (ку сок красной меди) находилась в некоптящей части*пламени, а нагрев проводился до опреде ленной температуры, иначе (при нагреве) па яльник начнет разрушаться — медь от окисле ния и действия олова, которым она покрыта, становится хрупкой, хотя красная медь обла дает значительной теплоемкостью, т. е. способ ностью легко принимать и отдавать тепло. Но
18
чтобы уменьшить износ такого паяльника, ре комендуется изготовлять его из сплава меди с хромом (до 1«/о хрома). Иногда паяльники из готовляют из стали: во внутренней части тако го паяльника делается углубление, в которое заливается медь.
Широкое применение получили электриче ские паяльники. Они —просты и удобны в ра боте, имеют много типоразмеров, внутренний и наружный обогрев и работают при низком напряжении. При пайке такими паяльниками не образуется вредных газов, спаиваемые мес та прогреваются равномерно, поскольку темпе ратура® этом случае оказывается постоянной, а их сменные нагревательные элементы изго товляют из жаростойкой проволоки, намотан ной на слюдяное или керамическое основание.
Паяльный элемент перед пайкой очищают от следов окалины, затем нагревают до темпе ратуры 250—300°С и погружают в нагретом состоянии во флюс. После этого тщательно залуживают припоем. Подготовленный таким образом паяльник готов к работе. При подго товке к пайке швы очищают от пыли, жира, окислов, покрывают флюсом и разогревают паяльником до температуры плавления припоя. Луженым концом паяльника захватывают при пой и переносят на шов, где и расплавляют; за тем (от передвижения паяльника по шву) рас плавленный припой затекает в зазор и, осты вая, образует надежное соединение.
Во время пайки нельзя допускать перегре вания паяльника, иначе не только выйдет из строя паяльник, но и не получится нужного шва.
Помимо паяльников с успехом ведут пайку паяльными лампами. Это очень удобно, так как
2* |
19 |