16. Паяння

Паянням з'єднують металеві поверхні за допомогою додаткового сплаву, який називається припоєм. Температура плавлення припою нижча, ніж з'єднувальних деталей. Суть паяння полягає у покриванні розплавленими металами та їх сплавами поверхонь деталей і дифузії поверхневих шарів цих деталей. В розплавленому стані припій розтікається по поверхнях і при охолодженні твердіє. Перед паянням поверхні деталей очищають та знежирюють.

Матеріали та інструмент для паяння. Під час паяння використовують припої та флюси. За температурою плавлення припої поділяються на м'які і тверді. М'які плавляться при температурі до 500 °С, тверді — понад 500 °С. М'які припої використовують у випадках, коли не вимагається висока міцність шва. Найчастіше застосовують олов'яно-свинцеві припої, властивості яких залежать від кількісного співвідношення олова і свинцю у сплаві. Цифри в позначенні їх марок припоїв означають середній вміст олова у сплаві в процентах. Наприклад, припій ПОС-40 застосовують для паяння радіаторів, електроапаратури, приладів тощо, а припій ПОС-30 — для лудіння підшипників.

Тверді припої (мідно-цинкові та срібні) повинні забезпечити достатню міцність шва при температурах понад 500 °С. Властивості припоїв залежать від кількісного співвідношення металів у сплаві. Наприклад, мідно-цинковий припій ПМЦ-36 містить 36 % міді і 64 цинку, використовують його для паяння латуні з вмістом міді до 68 %. Срібний припій ПСр-70 містить 70 % срібла (решта, мідь і цинк) і застосовують його для паяння електропровідників, місце спаювання яких повинне мати високу електропровідність.

Для видалення окису металу під час паяння застосовують флюси. З'єднуючи метал, вони у вигляді шлаку спливають на поверхню припою. При паянні м'якими припоями флюсами є хлористий цинк, нашатир та каніфоль. Хлористий цинк одержують шляхом розчинення кусочків цинку у соляній кислоті. Нашатир використовують у вигляді кусків або порошку. При стиканні нашатирю з гарячим паяльником виділяються отруйні гази. Тому рекомендують застосовувати водний розчин нашатирю (одна частина нашатирю на п'ять частин води).

Каніфоль як флюс характерний тим, що не викликає корозії шва. Його найчастіше застосовують для паяння радіо-і електроапаратури. При паянні твердими припоями як " флюси використовують буру, борну кислоту та ін. Буру застосовують при паянні міді, бронзи, сталі тощо. Вона легко вбирає вологу з повітря, тому зберігати її потрібно в банці з притертою пробкою. Борна кислота має кращі, ніж бура, флюсуючі властивості, але вона дорожча. Для паяння чавуну користуються флюсом, до складу якого входить бури 60 %, хлористого цинку — 38 і марганцевого калію 2 %. До складу флюсів для паяння алюмінію входить фтористий калій, хлористий літій, калій, цинк та ін., оскільки хлористі солі розчиняють окиси алюмінію. Наприклад, флюс 34А складається з 10 % фтористого натрію, 8 — хлористого цинку, 32 — хлористого літію і 50 % хлористого калію.

Під час паяння використовують паяльники, паяльні лампи й напилки. Паяльником нагрівають місце паяння та розплавляють м'які припої. Найчастіше застосовують звичайні (прості) та електричні паяльники. Паяльні лампи застосовують для нагрівання звичайних паяльників. Електричні паяльники живляться від електричної мережі напругою 220 або 127 В.

Прийоми паяння. Паяння включає підготовку деталей, сам процес паяння та обробку деталей після нього. Під час

підготовки поверхні деталь очищають, знежирюють і протравляють. Розрізняють кислотне і безкислотне паяння. Флюсами при кислотному паянні є хлористий цинк та технічна кислота. При безкислотному застосовують флюси, які не містять кислот (каніфоль, паяльна паста та ін.).

Паяння виконують паяльником, температура якого при паянні дрібних деталей повинна становити 300...350 °С, великих деталей — 350...400°. Нагрітий паяльник очищають від окалини занурюванням робочої частини у хлористий цинк. Робочою частиною набирають 1...2 краплі припою і рухами по куску нашатирю лудять кінець паяльника. Місця спаювання деталей попередньо вкривають шаром флюсу (хлористим цинком або каніфоллю) і нагрівають паяльником. Як тільки припій почне розплавлятись, рівномірно переміщують паяльник вздовж з'єднання, заповнюючи зазор припоєм.

Паяння твердими припоями здійснюють при нагріванні підготовлених деталей паяльною лампою або у горні. Спочатку поверхні деталей очищають і вкривають флюсом (бурою). На місце спаювання накладають пластинки припою і скріплюють м'яким дротом, щоб деталі не переміщувались. Підготовлені деталі встановлюють у зону полум'я паяльної лампи або газового пальника. Нагрівати слід поступово, доки бура не розплавиться. Потім температуру нагрівання підвищують до тих пір, поки припій не заповнить зазор. Щоб прискорити процес паяння, шов посипають бурою і водять по ньому загостреним стальним стержнем. Спаяні деталі потрібно охолоджувати повільно.

Техніка безпеки при паянні. Під час паяння використовують луги і кислоти. Потрапляння їх на тіло викликає опіки, тому місткості треба встановлювати у плетені корзини. При розведенні кислот потрібно лити кислоту у воду, бо інакше внаслідок хімічної реакції виділяється значна кількість тепла, що може спричинити вибух. Приміщення, в якому паяють, необхідно обладнати вентиляцією.

При використанні паяльної лампи не слід надмірно накачувати в неї повітря, щоб не допустити вибуху й пожежі. Електричний паяльник повинен бути справним та надійно ізольованим.