книги / Сварка и свариваемые материалы. Технология и оборудование

23.4. Газовые среды

Газовые среды используют обычно при пайке в печах для полу­ чения высококачественных соединений и с целью исключения операции удаления остатков флюса. Для пайки применяют вос­

становительные, инертные и различные активированные газовые среды (табл. 23.12).

23.5. Классификация способов пайки

Современные способы пайки в соответствии с ГОСТ 17349—79 принято клас­ сифицировать по следующим признакам: удалению окисной пленки, кристал­ лизации паяного шва, получению припоя, заполнению зазора припоем, ис­ точнику нагрева, наличию давления на паяемые детали, одновременности выполнения паяных соединений.

23.5.1. Пайка в печах с контролируемой атмосферой

Для работы используются конвейерные шахтные, камерные, колпаковые, эле­ ваторные печи и др.

зуемого припоя. Продолжительность пайки 5—30 мин в зависимости от тол­ щины соединяемых деталей [5, 6].

Тип с о е д и н е н и я : см. ГОСТ 19249—73; ширина зазора 0,01—0,2 мм. Припои: используются припои с узким интервалом кристаллизации; медь для пайки углеродистых и низколегированных сталей; медные, никеле­ вые и серебряные припои (табл 23.5—23.7) для соединения высоколегиро­

ванных сталей; медно-фосфорные и серебряные припои для пайки меди. Вн и м а н и е ! Не рекомендуется применять припои, содержащие цинк и

кадмий. Пайка сталей и чугуна медно-фосфорными припоями не допус­ кается.

Техника пайки. Перед пайкой необходима тщательная подготовка по­ верхности деталей. Защитная атмосфера должна быть чистой и сухой. Пайку низколегированных сталей выполняют в среде городского газа. Нержавею­ щие и высоколегированные стали паяют в атмосфере сухого водорода или диссоциированного аммиака. Требуемое положение паяемых элементов обес­ печивают с помощью самофиксирования, развальцовки, клепки, насечки, плот­ ной посадки или специальных приспособлений. Температура детали на вы­

Металлы, склонные к азотированию, не следует паять в азотно-водород­ ной среде.

23.5.2. Пайка в вакуумных печах

Применяются печи непрерывного действия, колпаковые элева­

таллы (титан, тантал, молибден, ниобий и их сплавы), медь, никель; металлы и сплавы с керамикой, стеклом и графитом.

О б л а с т ь и с п о л ь з о в а н и я : производство летательных аппаратов, электроника, приборостроение.

Степень механизации: от средней до высокой.

П а р а м е т р ы пайки: вакуум от 1,33 до 0,01 Па, для нер­ жавеющих сталей 1,33 Па; для сплавов, содержащих титан и алюминий, 0,01 Па. Мощность нагрева 20—500 кВт, продолжи­

0,05—0,2 мм.

Припои: медные, никелевые, серебряные (табл. 23.3—23.5). Внима ние! Не рекомендуется применять припои, содер­ жащие металлы с высокой упругостью паров (цинк, кадмий,

магний, бериллий, марганец, литий).

Техника пайки. При пайке в вакууме необходима тщательная подготовка поверхности деталей. Сборку паяемых элементов производят в приспособлениях с предварительным укладыва­ нием припоя. После установки деталей в печь ее нагревают и одновременно откачивают воздух. Скорость нагрева выбирают такой, чтобы исключить растворение паяемого металла. Темпе­ ратура детали на выходе из печи 100—200 °С.

23.5.3. Индукционная пайка

Используются высокочастотные установки с ламповым и ма­ шинным преобразователями, специальные индукционные уста­ новки.

Границы применения. Р а з м е р ы : при средних частотах (1—

10 кГц) возможна пайка стали толщиной 5—15 мм и меди тол­ щиной 4—12 мм; при высоких частотах (0,1—5 МГц) выполня­

ется пайка стали толщиной 0,1—3 мм и меди толщиной 0,3— 3 мм.

талей простой конфигурации; машиностроение, автомобилестрое­ ние, металлообрабатывающая и электротехническая промыш­ ленность, изготовление медицинского оборудования и др.

Степень механизации: высокая.

П а р а м е т р ы п а й к и [6, 7]:

Техника пайки. В зависимости от конструкции паяемых дета­ лей нагрев осуществляют непосредственно от индуктора (пря­ мой нагрев) или за счет теплоотдачи от графитового или сталь­ ного вкладыша, нагреваемого ТВЧ (косвенный нагрев). Расстоя­ ние между индуктором и деталью выбирают в пределах 2— 20 мм в зависимости от размера, конфигурации и толщины сте­ нок изделия. Для пайки тонкостенных деталей берут меньший зазор, для толстостенных — больший.

Глубину проникновения тока определяют из выражения h = K l^ f,

где/ —частота тока; К — коэффициент, зависящий от материала и температуры. Для малоуглеродистой стали при температуре выше 780 °С (выше точки Кюри) /(=600, при температуре 20 °С для меди /(=70 и для алюминия /(=80.

Пайку осуществляют с применением флюсов, защитной ат­

изводство; пайка твердосплавного инструмента, ленточных пил, наконечников проводов, обмоток возбуждения электродвигате­ лей, деталей приборов и электронной техники.

Степень механизации: высокая.

П а р а м е т р ы п а й к и : сила тока 500—1000 А, вторич­ ное напряжение 0,5—10 В, продолжительность пайки 1,5—10 с [6, 7].

Тип с о е д и н е н и я : внахлестку, ширина зазора 0,1— 0,3 мм.

М а т е р и а л э л е к т р о д о в : графит для деталей из меди и хромистая медь, вольфрам и жаростойкие сплавы для пайки стальных изделий.

Припои: меднофосфорные, серебряные и оловянные припои (табл. 23.1—23.4).

Техника пайки. Перед пайкой следует предварительно под­ готовить поверхности паяемых деталей. Припой наносят на контактные поверхности в виде плакирующего слоя или укла­ дывают в виде проволоки или ленты. Для равномерного нагрева деталей ток иногда прерывают. После растекания при­ поя ток выключают, а давление сохраняют до полного затвер­ девания.

Вни ма н и е ! При прямом пропускании электрического тока существует опасность перегрева металла.

Пайка с применением косвенного нагрева наиболее эффек­ тивна для соединения деталей с различным поперечным сече­ нием, так как в этом случае деталь меньшего размера нагрева­ ется за счет теплопередачи от более массивной.

23.5.5. Электронно-лучевая пайка

Применяются низковольтные электронные пушки (типа НВ, НВС

ных деталей; производство летательных аппаратов, радиоэлект­ роника, медицинский инструмент, трубчатые теплообменники.

сталлизации; медные, никелевые, серебряные, оловянно-свинцо­ вые (табл. 23.2, 23.7—23.9).

Техника пайки. Перед пайкой необходима тщательная под­ готовка поверхности детали. Пайка может производиться как неподвижным сфокусированным лучом, так и сканирующим (со­ вершающим, например, поперечные колебания).

Внима ние! Не рекомендуется применять припои, содер­ жащие легко испаряемые металлы.

23.5.6. Лазерная пайка

Используются установки с твердотельными и газовыми лазе­ рами, устройства для групповой пайки.

Границы применения. Р а з м е р ы : тонкостенные и разнотолщинные (в соотношении 1 :50) детали.

Ма т е р и а л : высоколегированная сталь, тугоплавкие ме­ таллы и сплавы, алюминий, титан.

О б л а с т ь и с п о л ь з о в а н и я : радиоэлектроника, произ­ водство летательных аппаратов, медицинская промышленность.

Степень механизации: от средней до высокой.

П а р а м е т р ы пайки: температуры пайки на 30—50 °С выше температуры используемого припоя, продолжительность от 5 с до 3 мин [6, 7].

Тип с о е д и н е н и я : см. ГОСТ 19249—73; ширина зазора 0,01—0,2 мм.

Припои: преимущественно в виде покрытий (золотые, се­ ребряные и медные).

Техника пайки. Перед пайкой необходима тщательная подго­ товка соединяемых деталей. Процесс пайки протекает на воз­ духе, в вакууме или в защитной атмосфере. Высокая удельная тепловая мощность лазерного луча способствует испарению с поверхности припоя и основного металла окисных пленок, что позволяет осуществлять пайку без применения флюсов. Им­ пульсной пайкой соединяют чаще всего проволоку между собой или проволоку с более массивными элементами. Пайку метал­ лов значительных толщин выполняют газовыми лазерами.

23.5.7. Пайка световым лучом

Применяются установки с кварцевыми, аргонными и ксеноно­ выми лампами.

Границы применения. Р а з м е р ы : тонколистовые детали. Ма т е р и а л : высоколегированная сталь, титановые и алю­

миниевые сплавы, металл с керамикой и др.

О б л а с т ь и с п о л ь з о в а н и я : производство, летательных аппаратов, пайка узлов электровакуумных приборов, радиоэлек­

диаметр пятна нагрева 4—15 мм, температура до 1700 °С (мак­ симальная), продолжительность пайки от 5 с до 3 мин (5, 6].

Тип с о е д и н е н и я : см. ГОСТ 19249—73; ширина зазора 0,05—0,2 мм.

Припои: оловянно-свинцовые, серебряные и медные. Флюсы: низкотемпературные (табл. 23.6) и высокотемпера­

турные (табл. 23.7).

Техника пайки. Перед пайкой необходима тщательная под­ готовка соединяемых деталей. При пайке световым лучом обес­ печивается нагрев с малой тепловой инерционностью. Достоин­ ством лучистого нагрева является бесконтактный подвод энер­ гии, в том числе через оптически прозрачные стенки. Пайку выполняют на воздухе, в инертной среде и вакууме. В тех слу­ чаях, когда необходим локальный нагрев, используют специ­ альные малогабаритные кварцевые йодные лампы накаливания

23.5.8. Пайка погружением в расплавленные припои

Применяются стационарные установки, автоматы роторного типа, комплексно-механизированные линии, установки с элект­ ромагнитными нагнетателями припоя.

Границы применения. Р а з м е р ы : преимущественно мелкие

исредние детали.

Ма т е р и а л : углеродистые стали, твердые сплавы, медь, ла­ тунь, алюминий.

О б л а с т ь и с п о л ь з о в а н и я : массовое производство пе­ чатного монтажа, узлов электрооборудования, консервной тары, теплообменников, режущего и бурового твердосплавного инстру­ мента.

Степень механизации: высокая.

П а р а м е т р ы пайки: температура ванны на 30—50 °С выше температуры плавления используемого припоя, продолжи­ тельность пайки от 5 с до 3 мин [5, 6].

Тип с о е д и н е н и я : см. ГОСТ 19249—73; ширина зазора 0,05— 0,2 мм.

Припои: оловянно-свинцовые, алюминиевые и медные (табл. 23.1—23.6).

Флюсы: канифольные, канифолесодержащие, гидразиновые, анилиновые и флюсы на основе буры и борной кислоты (табл. 23.6, 23.7).

Техника пайки. Детали очищают от окислов и жировых за­ грязнений, обезжиривают, травят, фиксируют между собой и флюсуют. В одних случаях детали флюсуются при погружении, проходя через слой флюса, в других — флюс наносят в специ­ альной ванне. При пайке детали погружаются в припой цели­ ком или частично в зависимости от расположения паяного шва.

Внима ние! Во избежание значительного понижения тем­ пературы расплавленного припоя в ванне, масса последнего должна не менее чем в 20 раз превышать массу детали. Время пребывания детали в припое должно быть минимальным из-за растворения паяемого материала и насыщения припоя железом, медью и т. д.

23.5.11. П айка паяльником

Применяются электрические паяльники непреры вного и перио­ дического действия.

многожильных проводов и ремонт бытовой радио- и эл ек тр о ­ аппаратуры.

вые, висмутовы е, индиевые.