Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Нормирование работ по восстановлению деталей автотракторной техники. Лабораторный практикум.pdf
металла и относительно невысокую стоимость. Легкоплавкие (мягкие) припои
,
имеющие низкую температуру плавления, дают возможность вести паяние про
стыми источниками нагрева (паяльником
),
обладают хорошей смачиваемостью
высокой пластичностью при отсутствии хрупкости. Наиболее распространён
ными в ремонтном производстве являются припои ПОС
-40 и
ПОС
-30,
приме
няемые при ремонте радиаторов, карбюраторов и других деталей. Температура
полного расплавления мягких припоев
тяжении
– 2,8…3,2
кгс/мм
2
(28…32
плавкие припои выпускаются в виде прутков
Тугоплавкие (твёрдые) припои
235…277 °С,
МПа
),
твёрдость
предел прочности при рас
–
НВ
11,8…9,6.
Легко
.
применяются, когда необходимо иметь
прочный спай, выдерживающий высокую температуру. Применяются медно
цинковые тугоплавкие припои ПМЦ
в обозначении припоя указывают на содержание в нём меди, остальное
и небольшое количество примесей железа
полного расплавления указанных припоев соответственно
-36,
ПМЦ
-48 и
(0,1%) и
ПМЦ
-54.
свинца
Указанные цифры
–
цинк
(0,5%).
Температура
825, 865 и 880 °С,
,
-
-
-
-
-
твёрдость припоев ПМЦ
сти при растяжении
-48 и
– 21 и 25
ПМЦ
кгс/мм
-54
составляет НВ
2
(210 и 250
130 и 90,
МПа
).
предел прочно
Чем больше в сплаве
меди, тем припой прочнее, но более тугоплавок; чем больше цинка, тем припой
менее прочен и более хрупок, но более легкоплавок. Припой ПМЦ
ется для пайки латуни Л
температурой плавления выше
-62,
ПМЦ
-42 –
900…920 °С,
для пайки деталей из медных сплавов с
когда паяное соединение не под
вергается ударным нагрузкам, вибрации и изгибу. Припой ПМЦ
-36
применя
-54
применяют
для пайки деталей из меди, бронзы и стали, не испытывающих ударных нагру
зок и изгиба. В случае, когда паяное соединение должно обладать высокой
прочностью и хорошей сопротивляемостью ударным и изгибающим нагрузкам
в качестве припоев применяются латуни Л
поставляются в форме зёрен
.
-62 и Л-68.
Медно-цинковые припои
Для паяния деталей, изготовленных из алюминия и его сплавов, приме
няются припои на алюминиевой основе с кремнием, медью, оловом и другими
-
-
-
-
,
-
металлами. Трудность пайки алюминия и его сплавов заключается в тугоплав
кости окислов алюминия, имеющих температуру плавления около
2000 °С.
Достаточно широкое применение для пайки алюминия находят припои, пред
ставляющие собой тройные сплавы на основе алюминия и содержащие меди
22…29%
и кремния
имеют температуру плавления соответственно
– 5,5…7,5%.
Эти припои известны под маркой
525 и 540 °С.
Припой
34А, 35А и
35А,
81
-
-
имеющий более высокую температуру плавления, применяется для паяния де
-
талей из алюминия и его сплавов, которые по условиям работы нуждаются в
высокой прочности
.
Для предохранения поверхности металла и расплавленного припоя от
окисления при нагреве в процессе пайки применяют флюсы. Флюсы должны
растворять окисные плёнки на поверхности металла и припоя, улучшать усло
вия смачивания этой поверхности припоем, сохранять свой состав и свойства в
процессе нагрева при пайке, не вызывать коррозии соединения и не выделять
ядовитых газов при нагреве. Температура плавления флюса должна быть ниже
температуры плавления припоя
.
Для паяния легкоплавкими припоями применяются жидкие флюсы, пред
ставляющие собой водные растворы хлористых солей
ZnС12 и
хлористого аммония МН4С
l (
нашатыря
).
–
хлористого цинка
В целях повышения активности флюса и снижения температуры его
плавления в раствор хлористого цинка добавляют небольшое количество хло
ристого аммония
(
нашатыря
).
Обычно применяемый флюс содержит
73%
-
-
-
ZnС12 и 27%
МН4С
l,
температура плавления
228 °С.
Во избежание коррозии основного металла и припоя, особенно при пайке
меди, применяют канифоль. При перегреве мест пайки канифоль теряет свои
флюсующие свойства, поэтому её целесообразно наносить не на паяльник, а на
место пайки после его разогрева
Флюсы
для пайки легкоплавкими припоями при высокой температуре
.
паяния теряют свои флюсующие свойства. Поэтому для пайки тугоплавкими
припоями в качестве флюсов применяется бура
кислотой (Н3ВО
),
борным ангидридом (В2О
3
(Na
2В4О7
).
При выборе флюса необходимо
3
) и
смеси её с борной
учитывать температуру его плавления, которая для плавления чистой буры со
ставляет
кой борного ангидрида
741 °С.
Изменение температуры плавления буры достигается присад
.
Для пайки деталей из алюминия и его сплавов вследствие тугоплавкости
их окислов необходимы особо активные флюсы. В качестве флюса может при
меняться состав из
10%
фтористого натрия
, 8%
хлористого цинка
, 32%
хлори
-
-
-
-
стого лития и остальное
–
хлористого калия
.
Подготовка деталей к паянию заключается в механической очистке по
верхности от грязи, окислов и ржавчины, а поверхностей деталей, покрытых
тонким слоем жира или масла
рячих щелочных растворах или электрохимическим способом
82
, – в
обезжиривании их в бензине, керосине, в го
.
-
-
Для химического обезжиривания применяются различные составы ще
-
лочных растворов. Температура щелочного раствора
ки
– до
полного удаления жиров. Поверхности химическим травлением очища
ются в растворах серной или соляной кислот, подогретых соответственно до
и
40 °С.
70…80 °С,
время выдерж
60
Электролитическое обезжиривание ведут в электролите следующего со
става
Na2SiO3 = 2…3 г,
катодом, а анодом
(на 1 л
воды) и режима: едкий натр
плотность тока
–
железная пластинка. Водород, интенсивно выделяющийся
– Dк = 3…10 А/
NaOH = 100 г,
2
дм
; t = 80 °C.
жидкое стекло
Деталь служит
на детали при прохождении тока, облегчает отрыв частиц масла с поверхности
детали. Во избежание насыщения поверхности мелких деталей водородом, при
дающим хрупкость, следует применять анодное обезжиривание. Затем деталь
промывают в горячей воде. Для ответственных деталей сложной конфигурации
окончательное обезжиривание проводится протиркой венской известью с по
следующей промывкой в холодной проточной воде. Венская известь представ
ляет собой смесь из окиси кальция и магния без примеси окиси кремния. Для
-
-
-
-
-
-
обезжиривания известь разводят водой до кашицеобразного состояния и добав
ляют до
1,5%
едкого натра или до
3%
соли
.
При сборке под паяние следует выдерживать определённый зазор, от ко
торого зависит диффузионный обмен припоя с основным металлом и прочность
соединения. При паянии мягкими припоями этот зазор должен быть в пределах
0,05…0,20 мм, а
нять с применением специальных приспособлений
твёрдыми
– 0,03…0,05 мм.
Сборку под паяние следует выпол
.
Паяние мягкими припоями проводится с помощью паяльника или погру
жением деталей в ванну с расплавленным припоем. Паяние тугоплавкими при
поями можно проводить индукционной пайкой, с помощью газовых горелок
работающих на смеси кислорода с различными газами: ацетилена, светильного
газа, пропана, бутана и др. Для пайки азотно-кислородной смесью используют
ся обычные сварочные горелки (типа СУ) с набором специальных наконечни
ков и однопламенных или многопламенных мундштуков, применяемых для
паяния больших массивных деталей
.
-
-
-
-
,
-
-
Применение ультразвука
При паянии деталей из алюминия и его сплавов качественный шов не по
лучается, так как оксиды алюминия имеют высокую температуру плавления и
трудно удаляются из расплава припоя. В этом случае целесообразно применить
ультразвуковой паяльник УП
-21,
схема которого показана на рис
. 9.1.
83
-
Рис. 9.1. Ультразвуковой паяльник УП-21:
100
α
+
1 – излучатель ультразвуковых колебаний;
2 – электронагреватель;
3 – стержень паяльника; 4 – паяемое изделие
В процессе паяния в расплавленном припое возникают ультразвуковые
колебания с эффектом кавитации, которые разрушают оксидную плёнку и спо
собствуют её удалению из припоя. В качестве припоя используют оловянно
цинковые сплавы (олова
оловом
.
80…98%), а
также сплавы кадмия с цинком и кадмия с
Порядок проведения
В паяльном производстве нормированию расхода материалов подлежат
припои, флюсы, восстановительные и защитные газовые среды. При нормиро
вании расхода припоев для пайки учитываются: масса припоя в шве; масса
припоя, идущая на образование галтелей и наплывов; масса припоя, расходуе
мая на угар и другие безвозвратные потери
.
-
-
-
-
1.
Самостоятельно зарисовать чертёж двух спаиваемых деталей, имею
щих соединение внахлёстку или встык, и расставить размеры
2.
Провести расчёт по представленной ниже методике
Норму расхода припоя на одну деталь (Н
)
определяют по формуле, г
д
100
Н
= Q , (9.1)
п.дд
где
Q
–
масса припоя, наносимого на одну деталь при сборке под пайку, г; α
п.д
угар и безвозвратные потери припоя при пайке
, % (
табл
. 9.1).
В случае выплавки припоя, помимо общей нормы расхода припоя, опре
деляют нормы расхода его компонентов
Н
где
Р
у.р.к
–
удельный расход компонентов припоя, кг; β
(Q
), кг:
р.к
β
100
–
угар и безвозвратные
+=
РQ , (9.2)
1
у.р.кдр.к
-
.
.
:
–
-
потери данного компонента шихты (табл
84
. 9.1), %.
9.1. Угар и безвозвратные потери припоя в зависимости от способа пайки
γϕ
=
Способ пайки Угар и безвозвратные потери, %
В соляных ваннах
С нагревом ТВЧ
Электроконтактная пайка
Газопламенными горелками
Погружением в расплавленный припой
0,8…1,0
1,0…1,5
1,0…1,5
3,0…4,0
4,0
Массу необходимого количества припоя на деталь
формуле, г
где
a –
сборочный зазор под пайку, который выбирают в соответствии с конст
:
п.д
ablQ
, (9.3)
(Q)
рассчитывают по
руктивными и технологическими требованиями, а также техническими усло
виями на изготовление детали (изделия
), a = 0,01…0,75 мм; b –
ширина шва
-
,
(
табл
. 9.2), мм; l –
припоя
(
для оловянно-свинцовых припоев
цинковых припоев
латунных припоев
протяжённость шва (выбираем из чертежа
– γ = 7,7…10,7 г/
– γ = 8,45…9,8 г/
– γ = 8,5 г/
см
3
); φ –
3
см
;
для медных припоев
коэффициент, учитывающий увеличение
), мм; γ –
3
см
;
для медно
– γ = 8,9 г/
плотность
3
см
;
для
расхода припоя за счёт наплывов металла в зависимости от вида соединяемых
деталей, значения которого представлены в табл
. 9.3.
9.2. Норма расхода припоев на 1 см2 шва, г
Припои
Ширина шва,
мм
оловянно-
свинцовые (ПОС)
0,005 0,0039…0,0056 0,0040…0,0043
0,010 0,0078…0,0111 0,0080…0,0086
медно-цинковые
(ПМЦ)
медные
латунные
(Л63/Л68)
0,0046 0,0044/0,0045
0,0092 0,0088/0,0089
-
0,025 0,0197…0,0278 0,0200…0,0216
0,050 0,0394…0,0556 0,0401…0,0432
0,0237 0,0221/0,0224
0,0463 0,0442/0,0447
85
′
=
Ширина шва,
мм
оловянно-
свинцовые (ПОС)
Припои
медно-цинковые
(ПМЦ)
Продолжение табл. 9.2
медные
латунные
(Л63/Л68)
0,100 0,0788…0,1113 0,0852…0,0854
0,125 0,0985…0,1391 0,1002…0,1080
0,150 0,1183…0,1669 0,1203…0,1296
0,175 0,1380…0,1947 0,1404…0,1513
0,200 0,1577…0,2226 0,1604…0,1730
0,250 0,2220…0,2762 0,2005…0,2161
0,300 0,2365…0,338 0,2406…0,2594
9.3. Средние значения коэффициента φ
Соединяемые пайкой поверхности Коэффициент φ
Плоскость с плоскостью
1,1
0,0927 0,0884/0,0894
0,1158 0,1105/0,1118
0,1391 0,1326/0,1342
0,1622 0,1547/0,1565
0,1854 0,1768/0,1789
0,2317 0,2210/0,2236
0,2718 0,2652/0,2683
Соединение по двум и более плоскостям
Соединение по сферической поверхности
1,1…1,2
1,3
Соединение по двум и более сферическим поверхностям
Норму расхода припоя при соединениях внахлёстку (Н
по формуле
где Н
р.ш
припоя на образование галтели, г
где
F –
(
табл
. 9.2), г/
Н
=
Н
+
Н
р.нах
–
норма расхода припоя на образование шва, г; Н
р.ш
р.г
,
.
Н
площадь шва
2
см
.
= FP
р.ш
(
определяется по чертежу
у.р.к
,
),
см
Норма расхода припоя на образование галтелей (Н
РlН
, (9.4)
у.р.гр.г
1,4
)
р.нах
–
норма расхода
р.г
2
; P
р.u
у.р.к
), г:
–
расход припоя
рассчитывают
86
где
l
′
l
′
l
′
′
l
′
′
–
протяжённость шва, по периметру которого образуется галтель (можно
принять, что
= l), см; Р
у.р.г
Норма расхода припоя на пайку проводов внахлёстку, г
где
–
протяжённость шва (определяется по чертежу, или можно принять, что
= l), см;
Р
у.р.п
–
расход припоя на пайку проводов, г/см (табл
Исходя из диаметра провода, по табл
поя на пайку проводов встык
9.4. Норма расхода припоев на 1 см галтели, г
Сумма
диаметров
проводов, мм
Размер
галтели, м
оловянно-
свинцовые (ПОС)
–
расход припоя на галтель (табл
Н
′
=
′′
Р
l
. 9.6
, (9.5)
у.р.пр.нах
определяем норму расхода при
.
Припои
медно-цинковые
(ПМЦ)
. 9.4).
:
. 9.5).
медные
-
латунные
(Л63/Л68)
Менее
0,2 0,2 0,0016…0,0022 0,0016…0,0017 0,0018 0,0018
0,4 0,4 0,0063…0,0089 0,0064…0,0069 0,0074 0,0071/0,0072
0,6 0,6 0,0142…0,0200 0,0144…0,0155 0,0166 0,0159/0,0161
0,8 0,7 0,0193…0,0275 0,0196…0,0212 0,0227 0,0217/0,0219
1,0 0,8 0,0252…0,0356 0,0256…0,0277 0,0296 0,0283/0,0286
1,2 1,0 0,0394…0,0557 0,0401…0,0432 0,0463 0,0422/0,0447
1,4 1,2 0,0567…0,0802 0,0577…0,0622 0,0667 0,0636/0,0644
1,5 и
более
1,25 0,0615…0,0869 0,0625…0,0674 0,0723 0,0691/0,0699
9.5. Норма расхода припоев на пойку 1 см шва проводов внахлёстку, г
Сумма
диаметров
проводов, мм
оловянно-
свинцовые (ПОС)
медно-цинковые
(ПМЦ)
Припои
медные
латунные
(Л63/Л68)
0,2 0,0022…0,0032 0,0023…0,0025
0,4 0,0097…0,0117 0,0108…0,0110
0,0026 0,0024/0,0025
0,0111 0,0109/0,0110
87
Продолжение табл
. 9.5
Сумма
диаметров
проводов, мм
0,6 0,0197…0,0229 0,0219…0,0221
0,8 0,0354…0,0402 0,0393…0,0395
1,0 0,0492…0,0052 0,0543…0,0545
1,2 0,0689…0,0771 0,0762…0,0764
1,4 0,0940…0,1048 0,1039…0,1041
1,6 0,1106…0,1231 0,1122…0,1224
1,8 0,1354…0,1499 0,1490…0,1492
2,0 0,1598…0,1778 0,1769…0,1771
оловянно-
свинцовые (ПОС)
Припои
медно-цинковые
(ПМЦ)
медные
латунные
(Л63/Л68)
0,0222 0,0220/0,0221
0,0396 0,0394/0,0396
0,0546 0,0544/0,0546
0,0765 0,0763/0,0765
0,1042 0,1040/0,1042
0,1225 0,1223/0,1225
0,1493 0,1491/0,1493
0,1772 0,1770/0,1772
Диаметр
проводов, мм
Менее
0,6 0,0070…0,0099 0,0073…0,0079
0,8 0,0097…0,0124 0,0092…0,0099
1,0 0,0117…0,0150 0,0111…0,0120
1,2 0,0140…0,0178 0,0132…0,0142
1,4 0,0161…0,0205 0,0152…0,0164
1,6 0,0183…0,0233 0,1730…0,0186
9.6. Норма расхода припоев на пайку проводов встык, г
Припои
оловянно-
свинцовые (ПОС)
0,5 0,0060…0,0087 0,0064…0,0069
медно-цинковые
(ПМЦ)
медные
0,0071 0,0068/0,0069
0,0081 0,0078/0,0079
0,0104 0,0099/0,0101
0,0124 0,0121/0,0120
0,0146 0,0142/0,0139
0,0167 0,0163/0,0160
0,0191 0,0184/0,0182
латунные
(Л63/Л68)
1,8 0,0204…0,0260 0,0192…0,0207
2,0 0,0225…0,0287 0,0213…0,0230
2,2 0,0244…0,0311 0,0230…0,0248
88
0,0205 0,0200/0,0201
0,0226 0,0225
0,0246 0,0244/0,0242
Диаметр
∑
∑
припоя
проводов, мм
оловянно-
свинцовые (ПОС)
Припои
медно-цинковые
(ПМЦ)
Продолжение табл
медные
латунные
(Л63/Л68)
. 9.6
2,4 0,0258…0,0338 0,0250…0,0269
2,6 0,0275…0,0359 0,0266…0,0287
2,8 0,0300…0,0372 0,0282…0,0304
3,0 0,0315…0,0402 0,0298…0,0321
0,0266 0,0264/0,0261
0,0285 0,0284/0,0282
0,0305 0,0305/0,0303
0,0324 0,0323
Для припайки проводников, кабельных наконечников и других норма
расхода припоя, г:
′
Р
n
n
, (9.6)
у.пр
где
′′
Н
=
n – число мест пайки одного типоразмера, шт.;
n
компонентов припоя на одно место пайки, г (табл. 9.7).
Тогда, удельный расход компонента припоя (
′
РР
=
у.пу.р.к
Р
у.р.к
F
. (9.7)
Р
), кг:
′
– норма расхода
у.п
9.7. Норма расхода материалов на пайку и
обслуживание электропроводов и их наконечников
2
кабеля, мм
Сечение жилы
Норма расхода на одну пайку и
одно обслуживание, г
припоя
ПОС40
бескислотного флюса
канифоли спирта канифоли спирта
флюса
ЛТИ
ПОС40
Норма расхода на напайку
одного наконечника, г
бескислотного флюса
флюса
ЛТИ
1,0 0,13 0,06 0,05 0,03 0,20 0,10 0,09 0,05
1,5 0,14 0,06 0,05 0,03 0,30 0,12 0,11 0,06
2,5 0,15 0,08 0,07 0,04 0,40 0,14 0,13 0,07
4,0 0,16 0,10 0,09 0,05 0,48 0,16 0,14 0,08
6,0 0,19 0,12 0,11 0,06 0,70 0,20 0,18 0,10
89
припоя
Продолжение табл
. 9.7
2
кабеля, мм
Сечение жилы
Норма расхода на одну пайку и
одно обслуживание, г
припоя
ПОС40
бескислотного флюса
канифоли спирта канифоли спирта
флюса
ЛТИ
ПОС40
Норма расхода на напайку
одного наконечника, г
бескислотного флюса
флюса
ЛТИ
10,0 0,25 0,14 0,13 0,07 2,90 0,30 0,27 0,15
25,0 0,55 0,18 0,16 0,09 5,20 0,66 0,60 0,33
50,0 1,50 0,22 0,20 0,11 6,50 0,82 0,74 0,41
95,0 3,25 0,30 0,27 0,15 9,40 1,20 1,08 0,60
150,0 5,40 0,40 0,36 0,20 16,00
240,0 8,80 0,66 0,60 0,33 26,00
300,0 11,00 1,00 0,90 0,50 30,00
1,42 1,28 0,71
1,70 1,53 0,85
1,80 1,62 0,90
Отчёт о проделанной работе
1.
Зарисовать чертёж двух спаиваемых деталей (соединение внахлёстку
или встык) с расстановкой размеров
2.
Составить карту технологического процесса пайки с указанием после
.
довательности выполнения операций, применяемого оборудования, приспособ
лений, инструмента, материалов и технических условий. Уметь объяснить вы
полненные расчёты и принятые технологические решения по восстановлению
деталей полимерными материалами, а также знать основные характеристики
используемого оборудования и инструмента
3.
Защитить результаты работы и сдать отчёт
.
.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1.
Преимущества и недостатки процесса пайки
.
-
-
-
90
2.
Припои и флюсы, применяемые для пайки
3.
Технологический процесс пайки
4.
Применение ультразвука
.
.
.