4.1.3. Оборудование и инструмент для изготовления паяного соединения

Пайка – это единственный доступный вид сварки, не требующий специального оборудования и профессионального навыка. Для пайки в первую очередь необходим паяльник. По способу нагрева паяльники разделяют на три группы: периодического подогрева, с непрерывным подогревом газом или жидким топливом и электрические. Наиболее распространены электрические паяльники (рис. 25).

Рис. 25. Типы электрических паяльников: а – прямой; б – угловой; 1 – рукоятка;

2 – стальная пробка; 3 – хомутик; 4 – накладные боковины; 5 – шнур; 6 – вилка;

7 – медный наконечник (теплопередатчик)

Паяльник должен быть с предварительным непрямым подогревом (например, на пламени газовой горелки) или электрический с прямым подогревом. Паяльник должен быть тем мощнее, чем больше размеры детали, и тем лучше она проводит тепло. Тепло от паяльника рассеивается в металле, а если паяльник слишком слабый, то температура всего комплекса не будет повышаться. Например, для пайки медной проволоки сечением в несколько мм² потребуется паяльник мощностью – 50…100 Вт. Чтобы пролудить паяльник, нужно зачисть конец и расплавить на нем немного припоя в присутствии флюса.

Паяльная лампа необходима для пайки круглых деталей (медные трубы). Это может быть керосиновая лампа либо небольшая газовая горелка, более надежная, т. к. при работе она менее опасна.

4.1.4. Последовательность изготовления паяных соединений

Для начала необходимо нагреть паяльник, зачистить спаиваемые поверхности наждаком, металлической ватой или щеткой. Зачищенные поверхности покрыть соответствующим флюсом и полудить спаиваемые поверхности. Лужение производится несколькими способами:

1. Разогретые детали паяльника или паяльной лампы приводятся в контакт с горячей поверхностью, но не с паяльником. Плавиться припой должен только от разогретой детали, если припой расплавится паяльником и пристанет к холодной детали, припой не сможет пристать к поверхности детали. Если деталь разогрета в пламени паяльной лампы, флюс наносится на горячую поверхность, приближая к ней припой, предварительно убрав огонь, вызывающий окисление поверхности металла. После лужения обеих спаиваемых деталей, каждой в отдельности, их приводят в контакт друг с другом.

2. Одновременно разогретые поверхности слегка расплавляются с припоем на стыке в участке соединения (путем контакта с горячими поверхностями, но не с паяльником), добавляя немного флюса. Как только припой будет схвачен на сварочном шве, необходимо прекратить разогревание и оставить поверхности остывать. Прочный контакт с разогреваемой поверхностью и хорошее проведение тепла обеспечивают только капли олова, расплавленного на конце паяльника.

4.1.5. Расчет паяных соединений

Паяные соединения должны обладать прочностью, пластичностью, непроницаемостью. Паяные соединения бывают: внахлест, встык, вскос, тавровые, соприкасающийся.

Стыковое соединение может разрушаться по шву.

При расчете полосы, спаянной встык, расчетами проверяют прочность соединения на растяжение по формуле

, (17)

где F – сила, приложенная к соединению, Па; b и S – ширина и толщина полосы, мм.

Кроме этого, паянное соединение рассчитывают на изгиб по формуле

, (18)

где b и S – ширина и толщина полосы, мм; М – крутящий момент; σ' – допускаемое напряжение при растяжении, Па.

Отношение допускаемого напряжения для паяных соединений к допускаемому напряжению материала самой детали является коэффициентом прочности паяного соединения , значение которого колеблется в пределах 0,9…1,0. В тех случаях когда требуется повысить прочность, применяют косые швы. При расчете косого шва значение  принимается равным 1.

Соединение внахлест рассчитывают следующим образом.

Основные характеристики шва внахлест: катет k и высота h, где h = 0,7k. По условиям технологии принимают k < 3 мм, если толщина листа < 3 мм. Расчет швов выполняют приближенно по среднему напряжению:

, (19)

где F – сдвигающая сила, Па; l – длина шва, мм; k – катет.

Допускаемые напряжения на срез для паяных швов из оловянно-свинцовых припоев [τ'] = 20…30 МПа, из медноцинковых припоев [τ'] = 175…230 МПа.

Рассмотрев типы паяных швов, полученные данные заносят в табл. 9.

Таблица 9