2.4. Разработать технологию сборки изделия (последовательность выполнения технологических операций, оборудование, инструмент). Пайка.

Общие сведения. Выражение «твердый припой» означает - тугоплавкий, т.е. плавящийся при более высокой температуре, чем мягкий припой, и обеспечивающий более высокую прочность соединения. По своему составу твердый припой схож с соединяемым металлом, поэтому он в процессе диффузии проникает в него; такое паяное соединение выдерживает высокие нагрузки при прокалке, ковке, гибке, дифовке и т.д. При пайке твердым припоем необходимо выполнить целый ряд трудоемких подготовительных операций.

Зачистка. Место пайки должно быть абсолютно чистым. Очистка производится двумя способами: химическим и механическим. Механическая очистка (удаление оксидов) производится с помощью: напильника, надфиля, шабера, наждачной шкурки, проволочной (стальной) или стеклянной шкурки. При необходимости после механической очистки следует произвести еще и химическую. Для удаления загрязнений (жировых и масляных пятен) наиболее эффективен химический метод очистки. Он ведется с помощью четыреххлористого углерода, трихлорэтилена, тринатрийфосфата. Самый простой и наиболее часто при­меняемый метод зачистки состоит в том, что с поверхностей деталей, соединяемых пайкой, трехгранным шабером удаляется окисная пленка, в результате чего они должны стать блестящими и без каких-либо заусенцев (зачищается также и при­пой). Причем шабером удаляется не только окисная пленка, но и остатки жира и смазки и прочие примеси. Никогда не стоит пренебрегать зачисткой и надеяться, что флюс полностью растворит слой окиси. Все детали, имеющие внутренние остаточные напряжения (как результат предшествующей обработки), перед монтировкой должны быть подвержены отжигу в противном случае при пайке ушко, например, нагреваясь, расширится, а установленные друг против друга концы перекосятся. Все замкнутые пустотелые детали перед нагревом необходимо просверлить, чтобы из них выходил воздух, иначе шарик серьги или кольцо при пайке могут лопнуть.

Разумеется, можно применять любые другие механические и химические методы зачистки, например, травление, крацевание, обработку стеклянной щеткой, на­пильником, наждаком, фрезерованием и т. д. Чем чище соединяемая поверхность, тем лучше качество пайки.

Припасовка (подгонка). Очень важна тщательная подгонка спаиваемых поверхностей: минимальный зазор должен быть таким, чтобы в него затекали флюс и припой; зазор должен быть полностью заполнен припоем; за пределами шва должно оставаться как можно меньше остатков припоя. При выполнении ювелирных работ максимальная ширина зазора должна равняться 0,1 мм. При объемных работах эта величина может быть в 2 раза больше. При определенном навыке можно, конечно на плохо зачищенном стыке обеспечить заполнение шва припоем, но уже при полировке будут видны дефекты такого шва, а прочность соединения окажется незначительной. Вследствие более высокой прочности шва, получаемого пайкой твердым припоем, не обязательно при этом увеличивать поверхность соединения, как при пайке мягким припоем. Однако при пайке тонких деталей, испытывающих высокое напряжения, рекомендуется делать стык скошенным или на его кромках снимать фаску, а лучше, если возможно, одновременно сделать и то и другое.

Фиксация деталей. При пайке мягким припоем достаточно зажима заготовки в пинцете, при пайке же твердым припоем соединяемые детали должны быть прочно и надежно за­фиксированы, правда, с возможностью (при острой необходимости) небольшой корректировки их положения уже в процессе пайки. Фиксация деталей осуществляется самыми разными приемами и способами: удерживание пинцетом, круглогубцами, фиксация с помощью проволоки, булавок, зажимов и т.д.

Нанесение флюса и припоя. Флюсы могут разрушаться под дей­ствием света, поэтому их следует хранить в светонепроницаемых сосудах, а на ра­бочем месте держать только небольшую устойчивую ёмкость с флюсом. На поверхность деталей или точно на место пайки флюс наносят кисточками с более толстым или тонким волосом ще­тины. Принципиально неправильно, когда изделие после каждой пайки погружают в сосуд с водой или с травильным ра­створом: закалка в «травителе» недопу­стима. При возобновлении прерванной монтировки изделия следует заново вы­полнить операцию нанесения флюса, только нужно знать и помнить, что мате­риал изделия в этом случае «страдает»: не только потому, что его лишний раз очищают и офлюсовывают, но и оттого, что на нем образуется налет, который приходится удалять на готовом изделии, что приводит к значительным потерям времени и мате­риала.

Припой, в отличие от флюса, хранят не в сосудах, а отдельно по сортам в чашах из толстого фарфора или в само­дельных серебряных чашечках.

При наложении припоя кисточку оку­нают во флюс, берут поочередно кусочки припоя и переносят их на место пайки. Кусочки припоя укладывают непосред­ственно на стык таким образом, что при расплавлении припой «по системе капил­ляров» заполняет зазор шва. Если уло­жить кусочки припоя хаотично и нерав­номерно рядом со стыком, то припой растечется не в заданном направлении.

При наложении припоя надо уже по­заботиться о последующей зачистке шва, а поэтому: каждый накладываемый кусо­чек должен быть соизмерим с величиной стыка шва (если кусочек припоя слишком мал, то не будет заполнен шов, если же он слишком велик, то выступающие ос­татки нужно будет удалять после пайки); припой следует всегда укладывать таким образом, чтобы его остатки можно было легко удалить; при пайке проволоки сле­дует обращать внимание на то, чтобы она плотно прилегала к основному металлу, а кусочков припоя было бы по возмож­ности меньше, что облегчит последующую зачистку; раскладывать припой нужно в тех местах, которые на готовом изделии почти или совсем не видны, т. е. на обратной или внутренней сторонах; при­пой надо укладывать только с одной стороны стыка: тщательнее контролиро­вать заполнение шва соединения.

При напайке листов друг на друга используют лужение. Так, например, при пайке пластины с монограммой припоем покрывается сначала обратная сторона, при этом припой должен быть распределен равномерно по всей поверхности. После пайки поверхность опиливают или обра­батывают оселком, чтобы на ней осталась только та часть припоя, которая необхо­дима для надежного соединения.

Зачи­стку и полировку деталей лучше делать перед их монтировкой — окончательной сборкой изделия, чем после нее. Деталь полирует­ся, покрывается флюсом и опускается в порошок борной кислоты, который прили­пает к полированной поверхности, а при нагревании образует уже упомянутый слой глазури, под которым полированная поверхность металла сохраняется даже после нескольких паек.

Текучесть припоя. До состояния текучести твердый при­пой можно довести пламенем обычной газовой горелки: все изделие равномерно нагревается круговыми движениями го­релки с мягким шумящим пламенем: посте­пенно пламя делают более острым и кон­центрируют тепло на месте пайки: одновре­менно (с перерывами) дополнительно про­гревают изделие мягким пламенем. И так продолжают делать до тех пор, пока припой не потечет. Припой же, как известно, течет туда, где выше температура.

Поэтому, используя этот принцип, рас­пределение тепла регулируют таким обра­зом, чтобы вынудить припой течь в задан­ном направлении. Очень распространенным методом яв­ляется применение двух или нескольких припоев при пайке одного изделия. Если правильно отрегулировать нагрев при последующей пайке, т.е. не подвергать старые пайки излиш­ним напряжениям, можно полностью пре­дотвратить возможное растекание припоя.

Предотвращение утечки припоя. С помощью противодействующего флюса можно ограничить растекание рас­плавленного припоя и направить его в нужное место. Но если припой уже рас­текся по поверхности металла, то тогда не поможет и глиняное покрытие — часто применяемый прием, когда на изделие наносят кашицу из мела или глины в тех местах, где нужно предотвратить после­дующее растекание припоя и защитить чувствительные детали от перегрева.