1.6. Процесс пайки
1.6.1. Подготовка и очистка поверхностей стыка
Для получения качественного и прочного соединения необходимо тщательно очистить соединяемые поверхности от загрязнений и окислов. Очистка производится двумя способами: химическим и механическим.
Для удаления жировых и масляных пятен наиболее эффективен химический метод очистки. Он ведется с помощью четыреххлористого углерода, трихлорэтилена, тринатрийфосфата и др. Выбор очистителя зависит от индивидуальных особенностей очищаемого материала. Применяемый реактив должен легко смываться с поверхностей, не повреждать основной металл и не образовывать на поверхности нежелательные пленки. Для более эффективной очистки рекомендуется использовать ультразвуковую ванну.
Другие загрязнения и оксидные пленки можно удалять в кислотной ванне, например, в 10%-ном растворе серной кислоты (одна часть концентрированной серной кислоты добавляется к девяти частям воды).
Внимание! Необходимо всегда медленно добавлять кислоту к воде. Вливание воды в кислоту из-за экзотермической реакции приводит к выделению большого количества тепла. Это тепло может вызвать вскипание смеси, опасное для человека, производящего эту операцию.
Механическая очистка производится с помощью напильников, надфилей, шаберов, наждачной шкурки, проволочных или стеклянных щеток. При этом необходимо следить, чтобы на поверхности не оставалось заусенцев и остатков старого припоя. После механической очистки желательно дополнительно провести химическую очистку.
1.6.2. Пригонка спаиваемых частей
Поверхности спаиваемых частей следует очень точно и плотно состыковывать друг с другом. Плотность и параллельность – необходимые условия для получения долговечного и качественного шва.
При пайке замкнутых пустотелых деталей необходимо в малозаметных местах сделать несколько маленьких отверстий для беспрепятственного выхода воздуха. Иначе при нагревании воздух может деформировать или разорвать деталь. Для снятия внутренних напряжений в соединяемых деталях, оставшихся после предшествующей обработки, их подвергают отжигу [3, 7].
1.6.3. Фиксация деталей
Перед пайкой все детали должны быть надежно зафиксированы в требуемом положении. Фиксация осуществляется во избежание смещения деталей изделия в процессе пайки. При ручном изготовлении изделий для фиксации деталей можно использовать проволоку, обратные пинцеты, разнообразные зажимные и удерживающие приспособления.
1. Проволока. В качестве обвязочной проволоки рекомендуется использовать металлическую проволоку (например, железную) толщиной примерно 0,5–0,7 мм. Не рекомендуется использовать проволоку из меди и ее сплавов во избежание схватывания припоем. Проволоку не следует затягивать слишком туго. Необходимо оставлять допуск на различие теплового расширения между материалом проволоки и материалом фиксируемых деталей. В противном случае возможна деформация изделия. Кроме того, существует вероятность прилипания проволоки к паяному шву, что приведет к необходимости дополнительной обработки изделия.
2. Стальные зажимы. Этой опасности можно избежать при использовании стальных зажимов. Зажимы позволяют удерживать детали и не контактируют непосредственно с зоной пайки. Стальные зажимы имеют относительно невысокую теплопроводность, следовательно, нет значительного оттока тепла из зоны нагрева. Кроме того, зажимы можно использовать многократно. Недостатком зажимов является необходимость специальной разработки и изготовления для каждой конкретной операции.
3. Обратные пинцеты. Представляют собой самозажимающиеся пинцеты из стали или титана с накладками из теплостойкого материала (например, текстолита) с прямой или изогнутой формой губок.
4. «Третья рука». Для сложных паяльных работ рекомендуется использовать фиксирующее приспособление, называемое «третья рука» (рис. 1.9). Представляет собой смонтированную на термостойком основании пару пинцетов с термостойкими наконечниками, в которых можно зажимать изделие или горелку. Два самозажимных пинцета на двух шарнирах регулируются на 360°, их можно жестко зафиксировать в нужном положении.
Рис. 1.9. Фиксирующее приспособление «третья рука»
5. Пайка-прихватка. При массовом производстве для фиксации деталей перед пайкой можно использовать метод контактной сварки (так называемая пайка-прихватка). Технология заключается в зажимании деталей украшения между двумя сварочными электродами и пропускании через них электрического тока, что вызывает локальный разогрев. Причина нагрева – сопротивление электрическому току в месте контакта поверхностей. Прихватка сваркой обеспечивает достаточную для дальнейшего проведения пайки прочность сцепления.
6. Плиты для монтировки. Плиты для монтировки просты в применении, обеспечивают отличные результаты, особенно при пайке в печах. Существует два типа фиксирующих плит для пайки – мягкие и твердые. При использовании мягких плит детали вдавливаются в плиту, а оставшееся углубление надежно фиксирует их. Однако допустимые отклонения отпечатка быстро возрастают по мере повторного использования. Использование мягких плит оправдано при проведении разовых работ и в мелкосерийном производстве.
Твердые плиты (например, графитовые) изготавливаются на трехкоординатных станках с ЧПУ. Обеспечивают высокую точность совмещения деталей, имеют больший срок службы. Графитовые плиты машинной выработки дороги, для их изготовления требуется много времени. Однако при производстве крупных партий изделий их использование очень выгодно.
7. Другие методы фиксации. Другие методы фиксации включают в себя пришпиливание деталей к поддерживающей поверхности. Это может быть теплоотражающая жаростойкая пластина, блок древесного угля, мягкий огнеупорный кирпич или комок формовочной массы [2, 5].
Нельзя использовать древесный уголь или огнеупоры на основе диоксида кремния при пайке платины, т.к. возможно протекание нежелательных химических реакций.