Параграф 10. Соединение деталей пайкой и склеиванием.
Пайка и клейка - процессы получения неразъемных соединений, которые широко используются в приборостроении и машиностроении.
Пайка – это процесс получения неразъемного соединения двух и более заготовок, путем их нагрева ниже температуры плавления с заполнением зазора и поверхности заготовок вокруг его расплавленным припоем, с последующей его кристаллизацией и образованием соединения. Пайку можно классифицировать по разным признакам, к примеру - по температуре плавления припоя. По этому признаку существует два вида пайки: низкотемпературная и высокотемпературная. При низкотемпературной пайке используется припой с температурой плавления ниже 550 градусов Цельсия, а при высокотемпературной пайке – выше. Процесс пайки предполагает использование припоя и флюса.
Припой представляет собой сплав цветных металлов. Каждый припой имеет свое наименование, сокращенное обозначение и предназначен для пайки строго определенного материала. Рассмотрим некоторые виды припоев подробнее. Для низкотемпературной пайки используют оловянисто-цинковые и оловянисто-свинцовые припои. Оловянисто-цинковые припои применяют для пайки изделий из алюминия. В состав данного припоя входит 45% олова, 50% цинка и 5% алюминия. Оловянисто-свинцовые припои, например, ПОСС-4-6 предназначен для пайки белой жести, железа, латуни, меди, свинца, ПОС-40 для пайки деталей из оцинкованного железа, латуни и медных проводов. Для высокотемпературной пайки применяются: медно-фосфористые, медно-цинковые, медно-никелевые, серебряные припои. К медно-фосфористому припою относится припой ПМФОПрб-4-0.03, предназначенный для пайки меди и сплавов на основе меди. Медно-цинковые припои, например Л63, Л68, используют для пайки меди и углеродистых сталей, ПМц-54, Л62 - для пайки стали, меди и бронзы. Припои на основе серебра (ПСр-45) для пайки меди и бронзы, ПСр-12 - для пайки деталей медной группы с содержанием меди до 58%. Оптимальный выбор способа пайки, типа соединения, припоя, флюса, размера зазора, обеспечивает основные качественные параметры паяных соединений, такие как герметичность, надежность, прочность, долговечность. Флюсы применяют для очистки спаиваемых поверхностей, растворения оксидов и предохранения металла и припоя от окисления, для улучшения процесса смачивания и растекания по металлу припоя. Флюсы производятся твердыми, пастообразными, порошкообразными и жидкими. При низкотемпературной пайке, например алюминия, используют флюсы, в состав которых входит 85% хлористого цинка, 10% хлористого аммония, 5% фтористого натрия. Для пайки стали, меди, медных сплавов применяют флюсы включающие в себе 30% хлористого цинка, 20% хлористого аммония и 50% воды. Существуют следующие типы паяных соединений: нахлесточные, стыковые, тавровые и специальные. Недостаток процесса пайки заключается в пайке швов заготовок расположенных в нахлестку, а это вызывает увеличение расхода металла.
Существуют различные способы пайки, отличающиеся друг от друга используемыми источниками нагрева. В настоящее время широко используются как традиционные, так и новые методы пайки, появившиеся благодаря развитию новых технологий. Традиционными методами пайки являются: пайка паяльником, газопламенная, индукционная, пайка в печах, пайка погружением. К новым методам относятся: пайка погружением в расплавленный припой, пайка в вакууме, в нейтральной и активной газовых средах, пайка световым и электронным лучом, пайка при помощи ультразвука и горячим газом. По прочности паяные соединения уступают сварным, но чаще всего превосходят клееные.
Технология изготовления и применения большинства клеев довольно проста, а по разным характеристикам клееные соединения превосходят соединения сваркой или пайкой. Клеи применяют при художественно-оформительских работах и как связующие материалы для красочных составов. Любой клей состоит из двух основных частей: основания и растворителя. Основанием является само клеящее вещество с которым растворитель образует клеящий состав. В зависимости от условий применения и назначения в состав клея часто добавляют следующие компоненты:
- вспомогательные вещества, предупреждающие предупреждающее преждевременное изменение компонентов
- пластификаторы, улучшающие пластические свойства клеевого шва
- катализаторы, для ускорения или замедления времени схватывания клеевых составов в зависимости от технологии склеивания
- наполнители, сокращают процентное содержание основания в общем объеме клея и придают клеевым составам дополнительные функциональные свойства
-
затвердители, для ускорения или замедления загустения клея
По химическому составу клеи делят на натуральные и синтетические.
К натуральным клеям относят клеи животного, растительного и минерального происхождения. К синтетическим - неорганические и полимерные клеи. Учитывая быстрое развитие химической отрасли и появление новых видов синтетических смол, несущих в себе разнообразные свойства, синтетические клеи приобрели широкое распространение. Учитывая разнообразную гамму свойств синтетических клеев и иногда более простую технологию их изготовления, синтетические клеи стали вытеснять традиционные из натуральных компонентов.