Пайка металлов и сплавов

Пайка — соединение металлических деталей в твердом состоянии с помощью присадочного сплава (припоя). При пайке плавится лишь присадочный металл, который имеет температуру плавления ниже основного металла; этим пайка отличается от сварки.

Для получения прочного соединения необходимо, чтобы припой хорошо смачивал поверхность соединяемых металлов, обладал хорошим взаимодействием и образовывал с ними растворы. Чем больше степень взаимной диффузии между расплавленным припоем и основными металлами, тем выше механическая прочность соединения. Кроме того, прочность пайки зависит от частоты поверхности соединяемых деталей; поэтому поверхность изделий подвергают предварительной очистке, обезжириванию и удалению окислов.

При помощи пайки можно соединять детали из углеродистой и легированной стали всех марок, цветных металлов и сплавов, а также из разнородных металлов и сплавов.

Пайку широко применяют во всех отраслях народного хозяйства, так как с минимальными затратами можно восстанавливать поломанные детали, исправлять дефекты литья и даже изготовлять изделия. Прочность соединений при помощи пайки ниже сварных.

Припои

Для пайки применяют припои двух видов: мягкие с низкой температурой плавления (до 400° С) и сравнительно малой механической прочностью соединения; твердые с высокой температурой плавления (до 900° С) и большой механической прочностью соединения.

Мягкие припои, к которым относят сплавы на оловянной, свинцовой, кадмиевой, висмутовой и цинковой основах, применяют в том случае, когда шов должен обеспечить герметичность соединения при сравнительно невысокой механической прочности [предел прочности шва 30—100 МН/м² (МПа)].

Твердые припои, к которым относят сплавы на медной, серебряной, алюминиевой, магниевой и никелевой основах, применяют для получения прочных швов (предел прочности шва может достигать 700 МН/м² (МПа). Твердыми припоями можно паять медь, латунь, бронзу, сталь, чугун и другие сплавы, кроме алюминия и его сплавов.

Припой ПОС-90 (80—90% Sn) применяют для пайки внутренних швов пищевой посуды и медицинской аппаратуры, т. е. в тех случаях, когда требуется высокая коррозионная стойкость шва.

Припой ПОС-40 (39—40% Sn) используют для пайки латуни, стали и сплавов на медной основе.

Универсальным припоем для изделий из различных металлов является припой ПОС-30 (30% Sn, 2% Sb)

Припой ПОС-18 (18% Sn, 2% Sb) применяют для пайки свинца, цинка, оцинкованного железа, латуни.

Для экономии дефицитного олова применяют припой типа ПОС-4-6 (4% Sn, 6% Sb).

Легкоплавкие висмутовые припои (9,6% Sn, 45,1% Pb, 45,3% Bi) плавятся при 79° С. Их применяют в тех случаях, когда не требуется высокая прочность шва и изделие работает при температурах не выше 40—50° С.

Пайка твердыми медно-цинковыми припоями ПМц-36 (34—38% Си) и ПМц-54 (54—56% Си) пригодна почти для всех сплавов, но значительное количество цинка делает шов хрупким.

Прочные соединения дает пайка серебряными припоями, причем надежное соединение получается при толщине слоя припоя 0,03— 0,08 мм.

Для пайки титана и его сплавов применяют припой на основе ти-тано-никелевых сплавов, а также серебряные припои, например ПСР-45 (30% Си, 45% Ag, 25% Zn).

Для пайки алюминия и его сплавов применяют мягкие припои: (55% Sn, 25% Zn, 20% Cd или 60% Cd, 40% Zn). При пайке используют флюсы в виде порошков, паст и в жидком состоянии.