Пайка — процесс соединения металлов в жестком состоянии припоями, которые при расплавлении затекают в зазор, смачивают спаиваемые поверхности, а при охлаждении, застывая, образуют паяный шов.

Пайка производится при температуре ниже температуры плавления материалов соединяемых деталей. Совместно с тем температура припоя, при помощи которого осуществляется пайка, должна быть несколько выше точки его плавления, а температура соединяемых деталей должна быть близка к температуре плавления припоя. Соблюдение этого условия нужно для получения таковой подвижности припоя, которая обеспечивает наполнение зазоров в швах меж контактными элементами и обтекание их поверхностей.

Не плохое качество соединения пайкой может быть выполнено только в этом случае, если припой смачивает контактные поверхности соединяемых частей, также обладает высочайшими капиллярными качествами и обеспечивает заполняемость зазоров меж соединяемыми элементами.

Металлургический способ соединения деталей с внедрением припоя, имеющего температуру плавления ниже 450°С, именуют мягенькой пайкой. Сцепление припоя с металлом получается благодаря адгезии припоя к металлу. Следует увидеть, что температура плавления припоя для мягенькой пайки 450°С принята условно.

Выполнение контактных соединений с внедрением припоя, имеющего температуру плавления выше 450°С, именуют жесткой пайкой. Соединение припоя с металлом в данном случае обусловливается как адгезией, так и диффузией припоя в металл.

При пайке практически не происходит расплавления соединяемых частей, потому паяные соединения легче чинить.

Пайкой производятся соединения фактически меж хоть какими схожими металлами либо сочетаниями различных металлов.

К числу металлов, которые просто паяются, относится медь. Но добавление к меди легирующих частей затрудняет процесс пайки, потому что наличие в меди примесей изменяет характеристики окисных пленок, являющихся препятствием для образования надежного соединения. Вместе с этим примеси в сплавах меди реагируют в процессе пайки и образуют хрупкие соединения. В этой связи при выполнении контактных соединений следует кропотливо выбирать флюсы и припои.

Пайка алюминия связана с 2-мя основными трудностями. Во-1-х, на алюминии имеется тугоплавкая окисная пленка, во-2-х, алюминий обладает высочайшей теплопроводимостью при сравнимо низкой теплоемкости и огромным коэффициентом линейного расширения. Потому в процессе пайки дюралевых контактных частей нагрев должен быть локализован, выбор флюса следует создавать зависимо от легирующих присадок, введенных в металл.

Особенности разных соединяемых металлов либо их сочетаний предназначают как технологический процесс пайки, так и припои, флюсы, оборудование, используемое при пайке.

Структура паяных контактных соединений

Пайка имеет много общего со сваркой плавлением но меж ними имеются и принципные различия. Если при сварке основной и присадочный металлы находятся в сварочной ванне в расплавленном состоянии то при пайке основной металл не плавится.

Соединение пайкой в общем случае представляет собой комплекс металлургического и физико-химического процессов, протекающих на границе основного твердого металла с водянистым металлом — припоем. Зависимо от физико-химических параметров основного материала и припоя, также критерий и режима пайки спай, образующийся меж ними, имеет различное строение. Условием соединения основного металла с припоем, как понятно, является адгезия. При смачивании незапятанной железной поверхности припоем и следующем его затвердевании протекают последующие процессы.

Если составляющие, входящие в состав припоя, не ведут взаимодействие с главным металлом до растворения в нем, то меж припоем и этим металлом появляются межкристаллитные связи. Крепкость сцепления затвердевшего припоя с главным металлом близка к прочности собственного припоя. Это определяется тем, что припой заполняет все выпуклости и микроуглубления, образующие развитую поверхность сцепления, существенно превосходящую кажущуюся поверхность контакта.

В этом случае, когда при температуре пайки либо при более низких температурах может быть растворение 1-го металла в другом, кроме межкристаллитных связей происходит диффузия атомов припоя в паяемый металл и напротив. Обоюдная диффузия припоя и паяемого металла очень чувствительна к температуре. Потому развитие этого процесса находится в зависимости от температуры пайки и длительности нагрева. При определенных температурах паяемый металл и составляющие припоя образуют на границе соединения интерметаллические прослойки.

Структура контактного соединения, выполненного пайкой, представляет собой зону, состоящую из слоя литого припоя, равного зазору меж соединяемыми элементами и окруженного с обеих сторон продуктами взаимодействия припоя с основными металлами — прослойками интерметаллического типа различного состава — и областями обоюдной диффузии.

Структура паяного соединения: 1— соединяемые проводники; 2 — области коррозии; 3 — интерметаллические прослойки; 4 — припой; 5 — область диффузии

Пайка дюралевых проводов

Соединение и ответвление однопроволочных проводов сечением 2,5 — 10 мм2 пайкой производятся после того, когда концы жил за ранее соединены двойной скруткой так, чтоб в месте касания жил образовался желобок. Место соединения нагревают пламенем пропан-бутановой горелки либо бензиновой лампой до температуры начала плавления припоя. Потом с усилием натирают поверхности соединения палочкой припоя, введенной в пламя. В итоге трения желобок очищается от загрязнений и облуживается по мере прогрева соединения. Таким макаром запаивается все соединение.

Соединение и ответвление однопроволочных проводов пайкой

Соединение, оконцевание и ответвление изолированных дюралевых многопроволочных проводов пайкой создают после ступенчатой разделки контактных участков дюралевых жил и подготовительного их облуживания. Концы жил вставляют в особые формы, располагая их посреди и по центру трубчатой части таким макаром, чтоб они касались друг дружку. На жилы надевают защитные экраны для предохранения изоляции соединяемых жил от деяния пламени. При огромных сечениях жил дополнительно употребляют охладители. Внутренние поверхности форм за ранее окрашивают кокильной краской либо натирают мелом. Места ввода жил в форму уплотняют листовым либо шнуровым асбестом для предотвращения вытекания припоя.

Перед пайкой направленным пламенем нагревают среднюю часть формы, потом в пламя через литниковое отверстие вводят прут припоя, который, расплавляясь, заполняет форму до верха литникового отверстия.

На рисунке показано соединение, приготовленное к пайке. Разработан и употребляется метод пайки поливом припоя. При всем этом методе приготовленные жилы со скосами под углом 55° укладывают в. форму, оставляя зазор меж ними приблизительно 2 мм, другие операции подготовки жил к соединению подобны выполняемым при соединении сплавлением.

В тигле расплавляется и греется приблизительно до 600°С (во избежание резвого остывания) 7—8 кг припоя. Меж тиглем и местом заливки припоя устанавливают лоток для стекания припоя, который укрепляют к нагим частям жил. Припой заливается в форму через литниковое отверстие до того времени, пока не произойдет сплавление торцов жил и наполнение формы. Припой рекомендуется помешивать и счищать окисную пленку с торцов жил скребком. Продолжительность пайки не превосходит 1 — 1,5 мин.

Многопроволочные жилы с установленными на их формами, приготовленные к пайке: 1 — изоляция жилы, 2 — защитный экран, 3 — форма, 4 — жила, разбитая ступенчато, 5 — асбестовое уплотнение.

Соединение дюралевых жил кабеля пайкой поливом расплавленного припоя: а — вид процесса пайки, б — шаблон для дизайна концов жил; в — готовое соединение, 1 — припой, 2 — места пайки

Пайка медных проводников

Разработка соединения и оконцевания медных жил пайкой схожа. Пайка жил сечением 1,5 — 10 мм2 делается паяльничком, а сечением 16 — 240 мм2 — пропан-бутановой горелкой либо паяльной лампой; процесс пайки заключается в погружении в расплавленный припой либо поливе места пайки расплавленным припоем.

Соединение и ответвление медных жил сечением до 10 мм2 пайкой производится после подготовки их контактных концов. Жилы скручиваются, покрываются канифолью, место пайки подогревается паяльничком с расплавлением припоя в месте пайки либо методом погружения соединения в ванночку с припоем. После того как место соединения смочено припоем и им заполнены зазоры меж спаиваемыми концами, обогрев соединения прекращается.

Соединение и ответвление медных жил сечением 4 — 240 мм2 пайкой с применением контактной арматуры производится методом полива. Для этого припой в графитовых либо железных тиглях разогревают в электронной либо газовой печи до температуры 550—600^оС.

Приготовленные к соединению либо оконцеванию жилы за ранее облуживаются, а позже вставляются в гильзу либо наконечник. Стык жил проводов размещается посреди гильзы. При оконцевании жила вставляется в наконечник таким макаром, чтоб ее конец находился заподлицо с торцом трубчатой части наконечника. Во избежание вытекания припоя на жилу меж концом гильзы (наконечника) и краем изоляции подматывают асбест. Соединение при пайке размещается горизонтально. Полив припоя продолжают до наполнения объема меж жилой и наконечником, но менее 1,5 мин. По окончании пайки следует немедля (пока не остыл припой) протереть гильзу тканью, смоченной паяльной мазью, сгоняя и разглаживая при всем этом подтеки припоя.

Соединение проводников из разнородных металлов пайкой делается по той же технологии, что и соединение 2-ух дюралевых жил. При подготовке концов дюралевых жил для пайки производится скос их концов под углом 55^о или ступенчатая разделка, после этого концы облуживаются. Пайка ведется конкретным сплавлением в форме либо поливом за ранее расплавленным припоем. Соединение и ответвление дюралевых многопроволочных и однопроволочных жил может производиться и в медных луженых гильзах.