9.3. Паяние чугуна и алюминия

Чугун. Чтобы запаять трещину или иной дефект в чугунной детали мягким припоем, производят тщательную механическую очи­стку места паяния и хорошо смачивают его соляной кислотой. Затем это место обрабатывают водным раствором хлористого цинка, по­сыпают порошком нашатыря (хлористого аммония) и подогревают паяльником или паяльной лампой. Нагревать место пайки надо до тех пор, пока не станет плавиться поднесенный к нему припой. Тог­да натирают припоем место спайки и сейчас же протирают его по­рошком нашатыря, нанесенного на густую металлическую щетку или паклю. Эта операция —- предварительное лужение перед паяни­ем. Пока деталь еще горячая, запаивают трещины или иные дефек­ты паяльником, перемещая его от одного конца трещины к друго­му. Если припой не проходит в трещину, необходимо с обоих краев ее снять небольшую фаску, вылудить это место и снова произвести паяние. Излишек припоя снимается шабером или напильником.

Алюминий. Для паяния алюминия на паяльник надевают риф­леный наконечник (рабочая часть его пропилена трехгранным на­пильником). Насадку изготовляют из стали и закаливают, с тем чтобы зубцы не срабатывались. Насадку вытачивают на токарном станке, и ее конец спиливают. Трубку насадки пропиливают но­жовкой на четыре части, это создает пружинистость насадки, и она плотно вставляется в рабочую часть обычного паяльника. Диа­метр отверстия в насадке высверливают в соответствии с диамет­ром рабочего конца паяльника.

Места спая тщательно очищают до блеска, на зубчики насадки берут расплавленную канифоль и наносят на спаиваемое место. Ког­да в процессе облуживания канифоль начнет покрывать алюминий, паяльник короткими движениями передвигают взад и вперед, и зубцы будут скоблить металл. Таким методом очищают всю поверхность места спая, после чего облуживают очищенные места. Затем приступа­ют к паянию. Для этого берут на паяльник каплю олова, предвари­тельно посыпанную канифолью, и подносят к облуженному месту. Если оно шероховатое, то паяльником снимают эту шероховатость, которая представляет собой пористое олово, смешанное с частич­ками окиси алюминия, образующейся из-за недостатка флюса. Пред­варительно на место спая насыпают канифоль, берут на паяльник каплю олова и наносят на спаиваемый шов. Как только олово смо­чит место спая, паяльник снимают с металла. Затем паяние произ­водят вторично, для этого место спая снова посыпают канифолью.

При паянии алюминия, особенно в процессе его лужения, па­яльник следует хорошо разогреть и длительное время держать на одном месте и после прогрева металла медленно водить по спаивае­мому шву.

9.4. Припои и флюсы

Металл или сплав, при помощи которого ведется пайка, назы­вается припоем. По температуре плавления припоев процессы пайки подразделяются на два основных вида: пайка легкоплавкими (мяг­кими) припоями и пайка тугоплавкими (твердыми) припоями.

К легкоплавким относятся припои, температура плавления ко­торых ниже 450°С, а к тугоплавким — припои, температура плав­ления которых выше 450°С (рис.9.1). К припоям предъявляются следующие основные технологические требования: высокая жидкотекучесть и хорошая смачиваемость соединяемых поверхностей; устойчивость к коррозии; достаточная прочность и пластичность; температура плавления ниже, чем у соединяемых металлов.

Рис. 9.1. Классификация припоев по температуре плавления.

Легкоплавкие припои представляют собой сплавы цветных ме­таллов. Наибольшее применение получили оловянно-свинцовые припои ПОС-18, ПОС-30, ПОС-40, ПОС-50 и ПОС-61. Цифры показывают процентное содержание олова в припое. Эти припои имеют хорошую смачиваемость поверхности большинства метал­лов и высокую пластичность. Их низкая температура плавления (менее 450 °С) позволяет проводить пайку простейшими средства­ми (паяльниками). С увеличением содержания олова в припое по­вышается механическая прочность и коррозийная стойкость соединения, но также увеличивается и стоимость припоя. Свинец повышает пластичность припоя. Эти припои применяют для вос­становления деталей, работающих при высоких температурах и не­больших нагрузках, т. е. для радиаторов, коллекторов генераторов, топливных баков, электропроводов и др.

Легкоплавкие припои оловянно-цинковые типа П-200, П-250А используют для пайки алюминия, его сплавов и меди. Тугоплавкие припой представляют собой чистые цветные металлы и их сплавы.

Для пайки черных металлов применяют медные припои марок М1 и М2. Они весьма жидкотекучие, хорошо смачивают поверхно­сти и дают прочные и пластичные соединения. Недостаток — вы­сокая температура плавления (1083 °С).

Медно-цинковые припои марок ПМЦ-36, ПМЦ-48, ПМЦ-54, Л-62 и Л-68 (цифры указывают процентное содержание меди в припое) применяют для пайки меди, бронзы, латуни и черных металлов. С увеличением содержания цинка в этих припоях умень­шается прочность и возникает хрупкость, но цинк снижает темпе­ратуру плавления припоя. Поэтому пайку латуни проводят припо­ем ПМЦ-36, а сталь и чугун лучше паять припоем Л-62.

Лучшие тугоплавкие припои — серебряно-медно-цинковые ма­рок ПСрЮ, ПСр12М, ПСр25, ПСр45, ПСр65 и ПСр70 (цифры указывают процентное содержание серебра в припое) — позволя­ют получать высокопрочные и пластичные соединения, но очень дорогие. Эти сплавы применяют для пайки ответственных деталей из стали, меди и ее сплавов. Флюсы при пайке используют жидкие и твердые. В случае применения легкоплавких припоев берут жид­кие флюсы, представляющие собой водные растворы хлористого аммиака (нашатырь) и хлористого цинка (цинк, протравленный соляной кислотой). Концентрация раствора в пределах 25...50%. Для пайки меди (проводов) в качестве флюса часто используют чистую канифоль или соединения на ее основе.

Пайку тугоплавкими припоям ведут с твердыми флюсами, пред­ставляющими собой порошки буры и ее смеси с борной кислотой и борным ангидридом. Наибольшее применение имеет чистая бура, прокаленная перед употреблением при температуре 400... 460 °С. Для пайки алюминия и его сплавов удобны флюсы Ф320А, Ф380А и другие, содержащие хлористый литий, фтористый натрий и хло­ристый цинк, активно разрушающие окисную пленку алюминия.