Технология пайки металлов
Кислота ортофосфорная (паяльная)
В практике выполнения электромонтажных работ, при ремонте электрического оборудования и эксплуатации электроустановок, наряду со сваркой, для соединения меж собой деталей из однородных и разнородных металлов, применяется пайка. Соединение металлов и деталей, способом пайки имеет ряд преимуществ, перед соединением их сваркой. Главные достоинства заключаются в последующем: соединяемые детали греются до температур, при которых их структура и механическая крепкость не изменяются; при соединении деталей и узлов отпадает необходимость в дополнительной обработке мест соединения (как это осуществляется при сварке); оборудование и приспособления, используемые при пайке, значительно дешевле, чем при сварке; при помощи пайки можно сделать сложные узлы и детали из различных материалов и сплавов, простых по форме и методу производства; высочайшая крепкость соединения; не происходит коробления и деформации соединяемых деталей.
К недочетам пайки, по сопоставлению со сваркой следует отнести относительную сложность технологического процесса и относительно, огромную затрату труда на выполнение равноценных соединений. Пайка в электромонтажном производстве и при ремонтных работах применяется исключительно в тех случаях, если не может быть применена электросварка либо если пайка является единственным методом соединения деталей, например- пайка петушков обмотки электронных машин, пайка кабельных муфт и др. Основными методами соединений и оконцеваний проводов и кабелей с медными и дюралевыми жилами являются опрессовка и сварка (электронная и термитная). Но в ряде организаций, где еще не освоены опрессовка и сварка, применяется пайка соединений.
Суть пайки заключается в соединении меж собой, жестких железных деталей и проводников при помощи расплавленного припоя. Температура плавления припоя должна быть ниже температуры плавления соединяемых деталей. Припой должен отлично смачивать металл соединяемых деталей, просто разливаться по поверхности и растворять металл базы, у шва в месте пайки.
Поверхность деталей, подлежащих пайке, очищают от окислов и загрязнений, механическим и хим методом. Для хим чистки поверхностей применяются флюсы. Во время нагрева флюсы, соединяясь с окислами, образуют шлак, всплывающий на поверхность припоя. Кроме растворения и удаления грязищи и окислов с поверхности соединяемых деталей, флюсы защищают металл базы и припой от окисления в процессе пайки. Выбор флюса находится в зависимости от применяемого припоя и свойства соединяемых пайкой металлов.
Припои и флюсы
Зависимо от температуры плавления и прочности используемые припои делятся на мягенькие и твердые. К мягеньким относятся припои, температура плавления которых ниже 4000С; к жестким – температура плавления которых выше 500°С. Предел прочности мягеньких припоев около 5-7 кГ/мм2 твердых припоев – до 50 кГ/мм2
Большая часть мягеньких припоев представляет собой сплавы, основой которых являются олово и свинец, а для пайки алюминия- цинк. Хим состав мягеньких припоев приведен в приложениях. Предназначение и область внедрения более всераспространенных марок мягеньких припоев приведены в табл. 1.
Не считая перечисленных в приложении 1 оловянно-свинцовых припоев используются безоловянистые припои (свинец 98,5-98,9% цинк 1% и др.). Эти припои намного дешевле оловянисто-свинцовых и используются для неответственных паек латуни и стали. Механическая крепкость пайки безоловянистыми припоями ниже, чем оловянно-свинцовыми припоями. Но применение припоя без дефицитного олова оправдывает его использование.
Таблица 1
Область внедрения более всераспространенных оловянно-свинцовых припоев
ПОС-61 — Облуживание за ранее посеребренных, а потом обмедненных поверхностей фарфоровых изоляторов кабельных муфт перед спайкой их на заводе с металлическими головками н фланцами. Пайка проводов к выводам аппаратов телефонного типа.
Припой- ПОС 61
ПОС-50 — Пайка медных жил проводов и кабелей, медных заземляющих проводников к металлической броне и свинцовой оболочке.
ПОС-40 — Пайка медных жил проводов и кабелей, медных заземляющих проводников к металлической броне и свинцовой оболочке, пайка деталей электроаппаратов.
ПОС-30 — То же, что ПОС-40, и для пайки изделий нз цинка, стали, латуни.
ПОС-18 — Пайка свинца, лужение металлической брони перед припайка к ней заземляющих проводников, пайка стали, свинца, латуни, цинка, покрытого цинком железа.
ПОСС-4-6 — Пайка свинца со свинцом, оконцеваний и соединений медных жил кабеля и присоединений заземляющих медных жил к броне кабелей, при условии подготовительного облуживания кабельных жил, наконечников, гильз и брони припоями ПОС-18 либо ПОС 30; пайка стали, латуни, белоснежной жести.
Методом прибавления в оловянно-свинцовые припои висмута либо кадмия, добиваются понижения температуры плавления припоев на 60-180°С. Эти припои могут применяться для пайки тонких оловянных изделий, в качестве плавких вставок предохранителей, также для пайки деталей, особо чувствительных к перегреву. Оловянно-свинцовые припои для пайки изделий из алюминия и его сплавов неприменимы, потому что свинец сильно понижает коррозийную стойкость паяного шва. Поэтому для пайки алюминия и его сплавов рекомендуют использовать легкоплавкие припои, не содержащие свинец и основой которых является цинк.
Припои оловянно-свинцовые с кадмием марки ПОСК
Хим состав жестких припоев приведен в приложениях . Предназначение и область применения более всераспространенных марок жестких припоев приведены в табл. 2. Эти припои представляют собой сплавы, основой которых являются серебро и медь, медь и фосфор, медь и цинк. Из этой группы припоев более дорогостоящими являются серебряные припои, которые в ряде всевозможных случаев заменяются более дешевыми медно-цинковыми и медно-фосфористыми припоями. Необходимо подчеркнуть, что место пайки, выполненное серебряными припоями, обладает высочайшей прочностью, пластичностью и электропроводностью, чего не всегда можно достигнуть при применении медно-цинковых и медно-фосфористых припоев; не считая того, серебряными припоями можно паять темные, цветные металлы (медь, латунь, бронзу) и серебро, в то время как область применения других жестких припоев более ограничена.
Таблица 2
Область внедрения более всераспространенных серебряных и медно-цинковых припоев
ПСр-70 – Для пайки токоведуших соединений, если место пайки не обязано иметь резкого понижения электропроводности, по сопоставлению с электропроводностью соединяемых деталей.
ПСр-50 Кд ПСр-45 — Для пайки большинства металлов. Для пайки стали, никеля, меди, бронзы и пластинок жестких сплавов. Место пайки не подвержено коррозии и не разрушается под воздействием вибраций и ударных нагрузок.
ПСр-25 — То же, но когда нужна особенная чистота места спая. Плохо выдерживает ударные нагрузки.
ПСр-25ф — Для пайки меди, бронзы, латуни. Не требует внедрения флюса.
ПСр-10 — Для пайки темных и цветных металлов, работающих при температуре до 800° С, также для пайки пластинок жестких сплавов.
ПМЦ-36 — Для пайки латуни, содержащей до 68% меди, также для узкого паяния по бронзе.
ПМЦ-48 — Для пайки медных сплавов с содержанием меди более 68%.
П МЦ-54 — Для пайки бронзы, меди, жести, стали.
Таблица 3
Область внедрения припоев для пайки дюралевых оболочек и жил кабелей и проводов
А — Для всех случаев пайки и лужения жил проводов и кабелей.
Б — Для пайки дюралевых жил и оболочек проводов и кабелей.
Мосэнерго — Для пайки жил проводов и кабелей сечением 16 мм2 и выше в тех случаях, когда место пайки накрепко защищено от попадания воды и когда при пайке обеспечен повышенный нагрев.
Для пайки пластинок твердого сплава к режущему инструменту в качестве припоев используются специальные прочные сплавы, электролитическая медь и латунь . Температура плавления этих припоев колеблется в границах 900-1300° С. К высокопрочным припоям относятся сплавы, состоящие из меди, никеля, цинка, железа и других частей. У латунных припоев крепкость места пайки на растяжение при температуре до 400°С выше, чем у медных, а при более больших температурах напротив крепкость пайки медными припоями выше, чем латунными.
При выборе припоя для пайки следует учитывать следующее: температура плавления припоя должна быть более чем на 600 С ниже температуры плавления спаиваемых деталей, а если спаиваемая деталь работает при больших температурах, то температура плавления припоя должна быть не меньше чем на 3000С ниже температуры нагрева деталей в работе; если в одном узле используют поочередную пайку нескольких деталей, то нужно использовать припои с последовательно понижающейся температурой плавления; крепкость паяного шва должна быть близка к прочности соединяемых деталей; припой в расплавленном состоянии должен отлично смачивать спаиваемые поверхности, заполнять зазоры меж спаиваемыми деталями и не создавать в месте пайки воздушных раковин, ослабляющих место соединения; расплавленный припой должен обеспечивать непрерывный процесс пайки; при соединении токопроводящих частей припой обязан иметь электропроводность, близкую к электропроводности спаиваемых проводов и деталей; припой должен быть дешевеньким и недефицитным.
В качестве флюсов при пайке используются следующие материалы:
Соляная кислота — (разбавленная) применяется при пайке цинка и покрытого цинком железа мягенькими припоями. Раствор соляной кислоты (15-20%) появляется добавлением в воду технической соляной кислоты (дымящейся). Категорически воспрещается вливать воду в кислоту, потому что это вызывает бурную реакцию, сопровождаемую выплескиванием кислоты и возможными травмами работающих. Вливать соляную кислоту в воду необходимо маленькими порциями. С соляной кислотой следует обращаться очень осторожно, потому что, попадая на тело, она вызывает ожоги, разрушает ткань одежки, а ее пары оказывают вредное воздействие на органы дыхания.
Раствор хлористого цинка — называемый травленой соляной кислотой, используется при пайке мягенькими припоями стали, меди и медных сплавов. Для пайки алюминия хлористый цинк непригоден. Концентрация аква раствора хлористого цинка, используемого в качестве флюса, колеблется в границах от 20 до 50% (0.33-0.45 кг твердого хлористого цинка на 1 л воды). Раствор хлористого цинка приготавливают также конкретным растворением цинка в соляной кислоте (0,3-5,5 кг цинка на 1 л соляной кислоты). В загруженный в сосуд цинк добавляют соляную кислоту до того времени, пока не закончится выделение пузырьков водорода и на деньке сосуда осядет цинк.
Хлористый цинк-аммоний
Хлористый цинк-аммоний — применяется при пайке мягенькими припоями и представляет собой смесь 16 частей раствора хлористого цинка с 11 частями нашатыря. Добавление в хлористый цинк аммония увеличивает активность флюса и понижает температуру его плавления.
Канифоль — применяется при пайке мягенькими припоями меди, медных сплавов (проводников, деталей электро- и радиоаппаратуры). также алюминия. Канифоль применяется в виде порошка либо раствора в спирте.
Нашатырь — применяется для чистки рабочей поверхности паяльничка. Как флюс он не может быть использован, потому что испаряется без расплавления при температуре 160-180°С.
Паяльный жир —используется при пайке мягенькими припоями медных жил проводов и кабелей, при пайке свинцовых муфт к свинцовой оболочке кабелей, для пайки проводников заземления к броне и свинцовой оболочке кабелей. Паяльный жир состоит из: канифоли 19-15 весовых частей, животного жира либо стеарина 5-6 весовых частей, нашатыря 2 весовых части, хлористого цинка 1 весовая часть, воды 1 весовая часть. Для этих же целей применяется флюс, состоящий из канифоли 30 частей, стеарина 30 частей, хлористого цинка 25 частей, хлористого аммония 5 частей, воды 10 частей. При отсутствии паяльного жира в качестве флюса для пайки медных жил кабелей и свинцовых муфт применяется канифоль либо стеарин.
Флюс для пайки дюралевых жил проводов и кабелей
Флюс для пайки дюралевых жил проводов и кабелей — представляет собой раствор из 20 весовых частей канифоли и 100 весовых частей денатурированного спирта.
Бура, либо борнокислый натр — применяется для пайки жесткими припоями стали, меди, бронзы, латуни, пластинок жестких сплавов. Для усиления деяния буры к ней добавляют борную кислоту и поташ. Во избежание вспучивания буры при пайке ее нужно заранее прокалить и растолочь в маленький порошок. Во время пайки бура может образовать при остывании твердую непрозрачную корку, которая не растворяется в воде и тяжело удаляется напильником- это является ее недостатком. Заместо незапятанной буры нередко используют наименее дорогостоящую смесь, которая состоит из 8 частей буры, 3 частей поваренной соли, 3 частей поташа. Бура применяется в виде порошка либо пасты, замешанной на воде либо спирте.
Борная кислота — применяется при пайке нержавеющих сталей и жаропрочных сплавов.
Флюсы, используемые при пайке алюминия и его сплавов, должны обеспечивать разрушение крепкой окисной пленки с поверхности спаиваемых деталей. В качестве флюсов для этой цели используются консистенции хлористых солей, в которые добавляют фтористые соли калия, натрия, лития и др. Зависимо от хим состава флюс имеет разную температуру плавления и может применяться при различных припоях.
Флюс марки Ф 380Л (34А) – более всераспространен при пайке жесткими припоями (на базе алюминия) , состоящий из: хлористого калия 47%, хлористого лития 38%, фтористого натрия 5%, хлористого цинка 10%. Температура плавления этого флюса 380С. Для пайки алюминия мягенькими припоями может применяться флюс, состоящий из: хлористого цинка 90%, хлористого аммония 8%, фтористого калия 1,2%, фтористого лития 0.6%, фтористого натрия 0,2%. Температура плавления этого флюса 220°С. При пайке алюминия мягими припоями также используют фтористые флюсы на базе триэтаноламина с температурой плавления 180-2500С.
При подборе флюсов следует подразумевать, чтоб флюсы обеспечивали хим чистку поверхностей спаиваемых деталей во время их нагревания, также не допускали их окисления во время пайки; улучшали смачивание и растекание припоя в месте пайки; температура плавления флюса должна быть ниже температуры плавления припоя на 30-40°С; чтоб флюс имел малый удельный вес и в процессе паяния всплывал на поверхность, не растворялся в спаиваемых металлах и не оказывал на их вредного хим воздействия. По окончании пайки остатки флюса должны просто удаляться.
Г. И. Гуревич “Как паять” Библиотека электромонтера.
Читайте также: льготы инвалидам колясочникам 1, 2, 3 группы
Комментарии
Технология пайки металлов — Комментариев нет