книги из ГПНТБ / Технология ремонта танков [учебник]

Рис. 152. Влияние состава оловянно-свинцового припоя на его спо­ собность смачивать подогретые металлические поверхности

267

Т е х н о л о г и ч е с к и й п р о ц е с с п а й к и м я г к и ми п р и- п о я м и состоит из трех основных этапов: подготовки детали к пайке, собственно пайки и обработки детали после пайки.

Подготовка к пайке является наиболее ответственным этапом процесса. От качества ее выполнения зависит прочность соедине­ ния деталей. При подготовке деталей к пайке необходимо прежде всего хорошо подогнать соединяемые поверхности друг к другу и тщательно очистить их от загрязнений и окислов. При подгонке поверхностей деталей необходимо обеспечить возможно более плот­ ное их прилегание. Зазор между спаиваемыми поверхностями дета­ лей должен быть не более 0,1 мм. Чем меньше зазор и тоньше слой припоя, тем прочнее пайка. Большая прочность пайки при тонком слое припоя достигается за счет изменения его свойств в результа­ те диффузии основного металла в припой.

После очистки спаиваемые поверхности деталей покрывают флюсом. В качестве флюса применяют водные растворы хлористого

ропроводов и приборов электрорадиооборудования используют ра­ створ канифоли в спирте, так как кислотные флюсы могут вызвать окисление соединений.

После флюсования кромки запаиваемых деталей тщательно облуживают, пользуясь паяльником или паяльной лампой. Лужение

268

предохраняет кромки спаиваемых деталей от окисления и обеспе­ чивает прочное их соединение. В качестве полуды применяют тот же припой, которым производится пайка. Лужением заканчивается подготовка деталей к пайке.

Подготовленные детали соединяют, а затем припаивают друг к другу. В процессе пайки кромки детали и припой нагревают до тем­

лампой или погружением деталей в расплавленный припой. При пайке паяльником его нагревают до температуры 300—350°С, на­ бирают на его острие припой и после этого водят им по запаивае­ мому месту. Паяльник отдает тепло детали и нагревает ее в месте пайки до требуемой температуры. При этом припой растекается по поверхности, подлежащей пайке и после охлаждения соединяет детали.

При пайке деталей паяльной лампой припой наносят на шов так же, как и присадочный металл при газовой сварке.

Пайку способом погружения детали в расплавленный припой применяют в том случае, когда поверхность, подлежащая пайке, имеет большие размеры. Так, этот способ применяют при припайке радиаторных трубок к трубным доскам или проводов к коллектору электрической машины. Поверхности таких деталей, не подлежащие пайке, защищают меловой обмазкой.

По окончании пайки деталь медленно охлаждают, чтобы при­ пой длительное время находился при температуре пайки. Когда де­ таль полностью остывает, шов зачищают от наплывов припоя и промывают водой. Промывка необходима в том случае, когда при­ менялись химически активные флюсы (хлористый цинк, хлористый цинк-аммоний и др.).

Особенности пайки алюминия. Основной трудностью пайки де­ талей из алюминия и его сплавов является то, что на их поверхно­

269

стях мгновенно образуется очень тонкая, но прочная и тугоплавкая окисная пленка. Эта пленка, защищая детали от коррозии, вместе

стем не позволяет производить их пайку.

Сбольшим трудом удается выполнить пайку алюминия с при­ менением специальных флюсов. Но используемые при этом химиче­ ски активные флюсы очень часто приводят к коррозионному разру­ шению места пайки. Поэтому мягкая пайка алюминия с применением флюсов не нашла широкого применения.

В последнее время стали применять бесфлюсовую абразивную пайку алюминия мягким припоем. Удаление окислов в этом случае достигается путем разрушения их при помощи абразивного бруска, изготовленного из порошка припоя (табл. 23) и измельченного ас­ беста. В состав абразивного бруска входят 90% (по весу) припоя и

Рис. 153. Абразивный паяльник с электроподогревателем:

1 — медная втулка; 2 — абразивный брусок;

10% асбеста. При пайке этим способом детали подогревают до тем­ пературы плавления припоя и затем облуживают, натирая абразив­ ным бруском. Соприкасаясь с подогретой деталью припой плавится и, следовательно, очистка поверхности детали будет происходить под слоем расплавленного припоя. В этих условиях соединение при­ поя с основным металлом получается очень прочным. После облуживания детали спаивают, пользуясь обычным паяльником. При пайке можно также применять специальный абразивный паяльник с электроподогревателем (рис. 153).

Наилучшие результаты получены при пайке алюминия ультразву­ ковым паяльником.

Ультразвуковой паяльник (рис. 154) состоит из магнитострикционного излучателя ультразвуковых колебаний и медного паяльни­ ка со спиралью электроподогрева. Наша промышленность выпу­ скает ультразвуковые паяльники УП-21 конструкции Ленинградско­ го института авиационной технологии (рис. 155).

При пайке этим паяльником в расплавленном припое возбуж­ даются ультразвуковые колебания, которые в жидком припое вызы­ вают явление кавитации. Под каплей расплавленного припоя деталь очищается от окислов и припой надежно соединяется с чистой по­ верхностью алюминия. Ультразвуковая пайка производится без флю­ са. В качестве припоя при этом применяют сплавы олова, цинка, кадмия и алюминия (см. табл. 23).

270

ПАЙКА ТВЕРДЫМИ ПРИПОЯМИ

Твердыми припоями называются припои с температурой плав­ ления свыше 500°С. Предел прочности на растяжение соединения, выполненного при помощи твердых припоев, достигает 25— 40 кг/мм2.

Пайку твердыми припоями применяют при ремонте трубопро­ водов систем питания двигателя, чугунных картеров, деталей из алюминиевых сплавов, контактов реле-регуляторов и др.

Из твердых припоев наиболее широкое применение нашли мед­ но-цинковые (латунные), серебряные и алюминиевые припои.

Латунные припои применяются при пайке почти любых метал­ лов: бронзы, латуни, чугуна, стали. При пайке этим припоем проч­ ность шва на растяжение достигает до 25—30 кг/мм2. Состав и тем­ пература плавления наиболее распространенных латунных припоев

Наибольшую прочность шва на растяжение обеспечивает при­ пой ПМЦ-54.

Серебряные припои имеют сравнительно высокую стоимость и поэтому применяются только в тех случаях, когда шов должен об­ ладать большой механической прочностью, повышенной стойкостью против коррозии и когда место пайки не должно снижать электро­ проводности детали. В состав серебряных припоев (ГОСТ 8190—56) входят серебро, медь и цинк (табл. 25).

Алюминиевые припои применяют только для пайки деталей из алюминия и его сплавов. В состав этих припоев входит по весу 25— 30% меди, 4—7% кремния и 71—63% алюминия*. Температура плавления этих припоев находится в пределах 525—537°С.

* Припой п р едл ож ен инж енером С. Н. Л оцмановы м ,

272

Т а б л и ц а 25

С остав и н а зн а ч ен и е с е р е б р я н ы х п р и п о ев

Г1 рн приготовлении таких припоев может быть использован сплав Ал-4 с добавкой к нему в нужном количестве меди и алюми­ ния.

Пайка деталей из алюминиевых сплавов обеспечивает высокую механическую прочность соединений. Прочность пайки приближает­ ся к прочности сварки. Однако твердую пайку можно рекомендо­ вать только для деталей, которые не испытывают ударной нагрузки

ине работают на изгиб.

Взависимости от марки припоя при твердой пайке применяют разные по своему составу флюсы. Флюс подбирают так, чтобы его температура плавления была ниже температуры плавления припоя.

При пайке латунным припоем в качестве флюса применяют чи­ стую буру (температура плавления 741°С) или смесь, состоящую из 50% буры и 50% борной кислоты. Этот флюс имеет несколько мень­ шую температуру плавления. При пайке серебряным припоем при­

меняют флюс, состоящий из 53% фтористого калия и 47% борной кислоты. Температура плавления этого флюса равна 425°С. Однако для серебряных припоев с успехом используют также и флюсы, применяемые при пайке латунными припоями.

Пайку алюминия и его сплавов производят пользуясь специаль­ ными флюсами (табл. 26).

Эти флюсы приготавливают путем растворения смеси солей в воде с последующим ее выпариванием или путем плавления смеси солей. Обезвоженный флюс очень гигроскопичен, поэтому его хра­ нят в специальной посуде с герметически закрывающейся крыш­

верхности детали к пайке, флюсование места пайки, наложение при­ поя, расплавление припоя и нагрев детали (пайку) и обработку детали после пайки

талей зачищают до металлического блеска. При пайке деталей из

Флюс на место пайки наносят в виде порошка или пасты, заме­ шанной на ацетоне.

После флюсования в шов укладывают припой. В зависимости от формы шва припой применяют в форме пластинки, проволоки или кольца. Например, при пайке трубопровода припой изгибают в виде кольца из проволоки (рис. 156). Если пайку производят сва­ рочной горелкой, то припой вносят в шов, как присадочный мате­ риал при сварке.

После наложения припоя приступают к пайке. Деталь нагре­ вают в месте соединения до температуры, несколько превышающей температуру плавления припоя. Расплавленный припой должен лег­ ко растекаться по шву. Если этого не происходит, то в шов вводят дополнительное количество флюса.

В зависимости от способа нагрева деталей различают следую­ щие виды твердой пайки: газовую, паяльной лампой, в печах и гор­ нах, электродуговую, электроконтактную и токами высокой ча­

стоты.

При газовой пайке нагрев деталей и расплавление припоя про­ изводят сварочной горелкой. Этот способ пайки имеет наиболее

274

широкое применение в ремонтных средствах танковых войск. Он обеспечивает высокое качество соединения деталей, но требует от исполнителя определенных навыков, так как большая темпера­ тура пламени создает угрозу перегрева металла детали и припоя.

Разновидностью этого способа пайки является пайка с газооб­ разным флюсом. Газообразным флюсом насыщают ацетилен, кото­ рый подается в сварочную горелку. Для этого ацетилен пропуска­ ют через флюсопитатель, в котором находится раствор буры в ме­ тиловом спирте. При сгорании ацетилена пары буры надежно за­ щищают от окисления спаиваемые детали и припой.

Пайка паяльной лампой также имеет широкое применение, но этот способ пайки имеет очень низкую производительность.

Рис. 157. Схема электроконтактной пайки:

V S/7W 7//M У7/7УУ77////Л

Высокое качество пайки обеспечивает электроконтактный спо­ соб. Его применяют при напайке контактов реле в аппаратах э л е к т ­ рооборудования танков (рис. 157). Нагрев деталей и оплавление припоя в этом случае происходит за счет тепла, выделяющегося при прохождении тока через место соприкосновения деталей.

Хорошие результаты дает также пайка с нагревом деталей то­ ками высокой частоты. Этот способ обеспечивает высокое качество соединения, повышает производительность труда и экономичен с точки зрения расхода электроэнергии.

После пайки деталь медленно охлаждают, очищают от наплы­ вов припоя и для удаления остатков флюса промывают в воде.

Качество пайки обычно проверяют внешним осмотром, а также испытанием детали на герметичность. Для обнаружения трещин и раковин в местах пайки применяют также способ красок и люмине­ сцентный способ.

1Й*

Г л а в а IV

РЕМОНТ ДЕТАЛЕЙ МЕТАЛЛИЗАЦИЕЙ

СУЩНОСТЬ ПРОЦЕССА МЕТАЛЛИЗАЦИИ

Металлизация является одним из способов нанесения металлических покрытий на детали. Отличаясь простотой и высокой произ­ водительностью, этот способ ремонта обеспечивает также получе­ ние металлических покрытий с ценными для практики свойствами. При ремонте машин металлизация применяется для восстановле­ ния изношенных поверхностей деталей и защиты их от коррозии.

Сущность процесса металлизации состоит в нанесении на зара­ нее подготовленную поверхность детали мельчайших частиц рас­ плавленного металла, распыленного при помощи сжатого воздуха или инертного газа.

Плавление и распыливание металла производится в специаль­ ных металлизационных аппаратах. В зависимости от принятого спо­ соба расплавления металла различают три вида металлизации: га­ зовую, электродуговую и высокочастотную.

При газовой металлизации расплавление металла происходит за счет тепла, выделяющегося при сгорании горючего газа в струе ки­ слорода. В качестве горючего газа обычно используют ацетилен, пропано-бутановые смеси и природные газы. Принцип работы газо­ вого металлизационного аппарата показан на рис. 158. В централь­ ный канал аппарата при помощи специального механизма подает­ ся проволока. Попадая в факел пламени проволока расплавляется и затем распыливается струей сжатого воздуха на мельчайшие ча­ стицы. ■

При электродуговон металлизации расплавление металла про­ исходит за счет тепла, выделяющегося при горении электрической дуги. В электродуговых металлизационных аппаратах электриче­ ская дуга возникает между двумя проволоками (рис. 159), кото­ рые непрерывно продвигаются вперед и оплавляются. Образующие­ ся капли металла распыляются струей сжатого воздуха и уносятся на металлизируемую поверхность.

При высокочастотной металлизации расплавление металла про­ исходит за счет индукционного нагрева проволоки токами высокой

276