Экзотермическая «сварка» | Форум электриков и энергетиков

Содержание

Гост 17325–79 пайка и лужение. основные термины и определения (с изменениями n 1, 2)
Алфавитный указатель терминов на русском языке
Алфавитный указатель эквивалентов терминов на немецком языке
Газопламенная пайка
Дефекты паяных соединений
Достоинства экзотермической сварки проводников:
Индукционная пайка
Классификация видов пайки по способу нагрева
Пайка в печах
Пайка паяльниками
Пайка погружением
Пайка с радиационным нагревом
Пайка сопротивлением
Паяные соединения и их параметры
Приложение (справочное)
Экзотермическая «сварка» | форум электриков и энергетиков
Экзотермическая сварка проводников
Экзофлюсовая пайка

Гост 17325–79 пайка и лужение. основные термины и определения (с изменениями n 1, 2)

ГОСТ 17325−79*

Группа В00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

ПАЙКА И ЛУЖЕНИЕ

Основные термины и определения

Brazing, soldering and tinning. Basic terms and definitions

Дата введения 1981−01−01

Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 11 октября 1979 г. N 3914 срок введения установлен с 01.01.81

Проверен в 1986 г.

ВЗАМЕН ГОСТ 17325–71

* ПЕРЕИЗДАНИЕ с Изменением N 1, утвержденным в апреле 1986 г. (ИУС 7−86)

ВНЕСЕНО Изменение N 2, утвержденное и введенное в действие Постановлением Государственного комитета СССР по управлению качеством продукции и стандартам от 28.12.90 N 3463 с 01.07.91

Изменение N 2 внесено изготовителем базы данных по тексту ИУС N 4 1991 год

Настоящий стандарт устанавливает применяемые в науке, технике и производстве термины и определения основных понятий в области пайки и лужения металлов и неметаллических материалов.

Термины, установленные настоящим стандартом, обязательны для применения в документации всех видов, учебниках, учебных пособиях, технической и справочной литературе.

Для каждого понятия установлен один стандартизованный термин. Недопустимые к применению термины-синонимы приведены в стандарте в качестве справочных и обозначены «Ндп». Термины-синонимы без пометы «Ндп.» приведены в качестве справочных данных.

Для отдельных стандартизованных терминов в стандарте приведены в качестве справочных краткие формы, которые разрешается применять, когда исключена возможность их различного толкования.

Установленные определения можно при необходимости изменять по форме изложения, не допуская нарушения границ понятий.

В случае, когда существенные признаки понятия содержатся в буквальном значении термина, определение не приведено и соответственно в графе «Определение» поставлен прочерк.

В стандарте в качестве справочных приведены иностранные эквиваленты для ряда стандартизованных терминов на немецком (D) и английском (Е) языках.

В стандарте приведены алфавитные указатели содержащихся в нем терминов на русском языке и их иностранных эквивалентов.

Стандартизованные термины набраны полужирным шрифтом, их краткая форма — светлым, а синонимы — курсивом.

(Измененная редакция, Изм. N 2).

Алфавитный указатель терминов на русском языке

Время выдержки	33
Время выдержки при пайке	33
Время нагрева	32
Время нагрева при пайке	32
Время охлаждения	34
Время охлаждения при пайке	34
Время пайки общее	35
Галтель паяного шва	104
Десмачивание	19
Десмачивание паяемого материала	19
Длина паяного шва	102
Зазор паяльный	15
Зазор сборочный	14
Зазор сборочный под пайку	14
Затекание	17
Затекание припоя в зазор	17
Зона диффузионная	99
Зона сплавления	98
Зона термического влияния	100
Интервал активности паяльного флюса температурный	28
Лужение	2
Лужение абразивное	55
Лужение абразивно-кавитационное	57
Лужение абразивно-кристаллическое	56
Лужение автоматическое	85
Лужение бесфлюсовое	50
Лужение механизированное	84
Лужение ультразвуковое	54
Лужение флюсовое	49
Материал вспомогательный	6
Материал паяемый	4
Напайка	1
Напряжения остаточные паяльные	110
Непропай	105
Неспай	106
Облуживание	2
Оплавление полуды	81
Пайка	1
Пайка автоматическая	85
Пайка бесфлюсовая	50
Пайка в активной газовой среде	51
Пайка в вакууме	53
Пайка в нейтральной газовой среде	52
Пайка в печи	60
Пайка волной припоя	64
Пайка высокотемпературная	40
Пайка газопламенная	59
Пайка готовым припоем	41
Пайка групповая	83
Пайка диффузионная	78
Пайка дуговая	67
Пайка индукционная	61
Пайка инфракрасными лучами	73
Пайка капиллярная	46
Пайка контактно-реактивная	43
Пайка лазерная	74
Пайка механизированная	34
Пайка мягкая	39
Пайка нагревательными матами	76
Пайка нагретым газом	66
Пайка нагретыми блоками	75
Пайка некапиллярная	47
Пайка низкотемпературная	39
Пайка одновременная	82
Пайка паяльником	58
Пайка плазменная	68
Пайка погружением в расплавленную соль	63
Пайка погружением в расплавленный припой	62
Пайка под давлением	79
Пайка расплавлением полуды	42
Пайка реактивно-флюсовая	44
Пайка световыми лучами	72
Пайка ступенчатая	80
Пайка твердая	40
Пайка тлеющим разрядом	70
Пайка ультразвуковая	54
Пайка флюсовая	49
Пайка экзотермическая	65
Пайка электролитная	77
Пайка электроннолучевая	69
Пайка электросопротивлением	71
Пайкосварка	48
Паста паяльная	117
Паяемость	21
Перепайка	13
Плавление контактно-реактивное	20
Площадь растекания припоя	23
Подпайка	12
Подрез	109
Подрез при пайке	109
Полуда	8
Покрытие барьерное	10
Покрытие технологическое	9
Припайка	1
Припой	5
Припой композиционный	113
Припой металлокерамический	113
Припой многослойный	111
Припой порошковый	112
Припой самофлюсующий	115
Припой трубчатый	116
Припой формованный	114
Распаивание	11
Распай	11
Распайка	11
Растекание	16
Растекание припоя	16
Режим пайки	22
Сваркопайка	45
Сечение паяного соединения характерное	87
Скорость нагрева	38
Скорость нагрева при пайке	38
Скорость растекания	37
Скорость смачивания	36
Скорость смачивания припоем по краевому углу смачивания	36
Скорость смачивания припоем по площади растекания	37
Смачивание	18
Смачивание припоем	18
Соединение паяное	3
Соединение паяное внахлестку	88
Соединение паяное вскос	91
Соединение паяное встык	90
Соединение паяное втавр	92
Соединение паяное комбинированное	94
Соединение паяное косостыковое	91
Соединение паяное нахлесточное	88
Соединение паяное несогласованное	96
Соединение паяное согласованное	95
Соединение паяное соприкасающееся	93
Соединение паяное стыковое	90
Соединение паяное тавровое	92
Соединение паяное телескопическое	89
Спай	98
Спайка	1
Температура активности паяльного флюса максимальная	30
Температура активности паяльного флюса минимальная	29
Температура пайки	26
Температура распайки	31
Температура смачивания	25
Температура смачивания припоем	25
Тип паяного соединения	86
Толщина паяного шва	101
Угол краевой	24
Угол смачивания припоем краевой	24
Участок паяного шва галтельный	104
Флюс паяльный	7
Флюс	7
Цикл пайки термический	27
Ширина паяного шва	103
Шов паяный	97
Эрозия локальная	108
Эрозия общая	107
Эрозия при пайке химическая локальная	108
Эрозия при пайке химическая общая	107

Алфавитный указатель эквивалентов терминов на немецком языке

(Измененная редакция, Изм. N 2).

Газопламенная пайка

Паяемые заготовки нагревают и расплавляют припой газосварочными и плазменными горелками. Газовые горелки обладают наибольшей универсальностью. В качестве горючих газов используют ацетилен, природные газы, водород, пары керосина и т.п.

При использовании газового пламени припой можно заранее помещать у места пайки или вводить в процессе пайки вручную. На место пайки предварительно наносят флюс в виде жидкой пасты, разведенной водой или спиртом; конец прутка или припоя также покрывают флюсом.

Нагревают также паяльными лампами, которые по существу являются газовыми горелками, работающими на жидком топливе. Паяльные лампы используют для работы в полевых условиях или в ремонтных мастерских.

Плазменной горелкой, обеспечивающей более высокую температуру нагрева, паяют тугоплавкие металлы – вольфрам, тантал, молибден, ниобий и т.п.

Дефекты паяных соединений

_______________

* Дефекты: «пора», «цепочка пор», «усадочная раковина», «шлаковое включение», «трещина», «трещина продольная», «трещина поперечная», «трещина разветвленная», «микротрещина», «наплыв» — по ГОСТ 2601–84.

Достоинства экзотермической сварки проводников:

обеспечивается качественное соединения проводников из различных металлов
предельная нагрузка по току равна или выше предельной нагрузке самого проводника
постоянное соединение на молекулярном уровне, которое не подвержено механическому ослаблению и не подвержено коррозии, что обеспечивает долговечность соединения, равную сроку службы установки
для создания не требуют внешних источников питания или тепла

температура плавления присадочного материала выше температуры плавления меди (1082°C). По этой причине при ненормальном нагреве, вызванном высокими токами повреждения, разрушение соединения произойдет позже разрушения проводника.
простота визуальной проверки качества соединения
минимальное обучение монтажу
простота эксплуатации, хранения и транспортировки (воздушным, наземным
или морским транспортом в неограниченном количестве) необходимых компонентов сварки
малое время монтажа

Индукционная пайка

Паяемый участок нагревают в катушке-индукторе. Через индуктор пропускают т. в. ч., в результате чего место пайки нагревается до необходимой температуры. Для предохранения от окисления изделие нагревают в вакууме или в защитной среде с применением флюсов. Индуктор выполнен в виде петли или спирали из красной меди.

Формы и размеры индуктора зависят от конструкции паяемого изделия. Различают две разновидности пайки с индукционным нагревом: стационарную и с относительным перемещением индуктора или детали.

Классификация видов пайки по способу нагрева

Рафинирование проводят при температуре 240—260 °С следующим образом. В ванну вводят малыми порциями серу в течение 10—15 мин при непрерывном перемешивании расплава механической мешалкой. Смесь канифоли и древесного угля вводят после всплывания на поверхность припоя сульфидов меди. Эта смесь необходима для предотвращения поверхности ванны от окисления. Затем ванну нагревают до 320—350 °С и выдерживают при этой температуре в течение 30 мин при постоянном перемешивании, после чего на поверхности ванны образуется сухой черный порошок, не смачиваемый оловом, удаляемый скребком или шумовкой. Вслед за этим поверхность ванны покрывают слоем древесных опилок, которые поджигают в нескольких местах. Толщина слоя опилок должна быть не менее 3—4 мм. После сгорания рафинирование считается законченным. Качество рафинирования контролируется последующим химическим анализом припоя на содержание меди.

При другом способе удаления меди в расплав припоя, перегретый до 900 °С, вводят алюминий и затем медленно охлаждают до температуры 400 °С. Алюминиевая фаза, плавая на поверхности припоя, адсорбирует из него медь. При введении сплава А1—Mg с более низкой температурой плавления из ванны одновременно удаляют медь и сурьму (образуется Mg₃Sb₂ с высокой температурой плавления и малой плотностью). При этом на поверхности жидкого припоя образуется слой Mg₃Sb₂ и эвтектики А1—Сu; содержание меди в жидком припое понижается с 0,45 до 0,001 %, а сурьмы с 1 до 0,01 %.

В результате разности плотностей свинца и олова в ванне с оловянно-свинцовыми припоями наблюдается их ликвация. Верхние слои ванны обогащаются оловом, а нижние свинцом. Погружаемые в ванну детали обычно облуживаются и паяются в верхних слоях ванны, вследствие чего средний припой обедняется оловом и обогащается свинцом. На луженой поверхности детали может появиться шероховатость, возникающая в результате осаждения на ней кристалликов избыточного свинца. Поэтому при работе с такими ваннами необходимо постоянно их перемешивать, тщательно проверять их состав и при необходимости проводить рафинирование и корректирование состава. При необходимости в ванну вводят недостающее количество олова.

Для очистки ванны припоя Sn—Pb от скапливающихся в ней кристаллов химического соединения Сu_зSn₅ припой в ванне охлаждают до температуры t_Ликв 10°С; при этом кристаллы Сu_зSn₅ выпадают на дно.

По данным Т. Шинделла, при изготовлении ванн из низколегированной стали или литого железа через шесть дней работы ванны при температуре 450 °С в ее донной части на границе раздела сталь — припой образуются отдельные игольчатые хрупкие кристаллы FeSn₂. Ванны из хромоникелевой стали типа 18—8 таких интерметаллидных зон не имеют.

Технологический процесс пайки в ваннах с припоем ПОС 40 состоит из следующих операций: перед опусканием в ванну с припоем ПОС 40 облуживаемую или паяемую деталь флюсуют в водном растворе хлористого цинка и хлористого аммония состава (%): 15 хлористого цинка, 5—7 хлористого аммония, остальное — вода. При этом содержание свободной соляной кислоты во флюсе должно быть 0,6—0,8 %.

Деталь погружают в раствор флюса на требуемую глубину. Длительность флюсования 3—5 мин. Затем деталь выдерживают над ванной с флюсом 1—2 мин для стекания последнего. Перед погружением детали в ванну с жидким припоем с поверхности припоя деревянной лопаткой снимается оксидная пленка. Поверхность расплавленного припоя должна быть блестящей, с золотистым или сине-зеленым оттенком, без кристаллических сгустков или крупинок. Перед опусканием детали в ванну припой нагревают до 330—360 °С. Глубина погружения детали должна быть равна глубине разделки. Выдержка в ванне с припоем ПОС 40 составляет примерно 1 мин. Вынутую из ванны деталь выдерживают над ней 30 с для стекания лишнего припоя.

При облуживании деталей в ваннах с припоем ПОС 18 необходимо принимать меры против окисления зеркала ванны и облуживаемой поверхности при охлаждении детали на воздухе. Для этого поверхность жидкого припоя перед опусканием детали в ванну посыпают хлористым аммонием и через 2—3 мин зеркало ванны очищают деревянной лопаткой. При переворачивании детали в ванне поверхность жидкого припоя посыпают нашатырем.

Вынутую из ванны деталь встряхивают и освобождают от остатков припоя, посыпают нашатырем и быстро обтирают в горячем состоянии паклей для получения равномерного гладкого слоя полуды. Облуженная поверхность должна быть чистой, без темных и ржавых пятен, плен, пузырей и надрывов.

Собранное из облуженных деталей изделие паяют в ванне с жидким припоем в том же порядке: флюсуют в ванне с водным раствором хлористого цинка и хлористого аммония и погружают в ванну с жидким припоем. Для стряхивания лишнего припоя с изделия, вынутого из ванны, иногда применяют специальную центрифугу, в которую помещают изделие. При вращении центрифуги с частотой 1100 мин^-1 лишний припой отрывается от детали и оседает в специальном сборнике.

Облуженная поверхность изделия после пайки не должна иметь шероховатостей, налипания или натеков припоя. Перепайка изделия при необходимости может быть выполнена без флюса не позднее чем через 10 мин после пайки. При перепайке температура ванны должна быть в пределах 340—360 °С.

После пайки с изделия удаляют остатки флюсов промывкой в ванне с проточной горячей водой, нагретой не ниже 70 °С. Промытое изделие просушивают при температуре 100 — 120 °С в сушильном шкафу, оборудованном вентиляцией.

При пайке в ваннах с жидкими легкоплавкими припоями в паяном шве иногда остается флюс или оксидные пленки. В некоторых случаях наблюдается образование на изделии натеков и сосулек припоя. Эти дефекты особенно нежелательны при пайке печатных плат, так как они могут нарушать порядок соединения выводов деталей с печатными проводниками схемы. Подобных недостатков не имеет способ пайки волной или струей припоя (разновидность способа пайки погружением).

Сущность этого способа заключается в том, что пайка происходит при соприкосновении места будущего спая с припоем, фонтанирующим над поверхностью жидкой ванны. Волна или струя жидкого припоя, попадая к месту будущего спая, смывает флюс.

При этом улучшаются условия нагрева места пайки, поверхность припоя становится чистой от оксидов и загрязнений. Для предотвращения образования натеков припоя в виде мостиков и сосулек изделию при пайке сообщают некоторую вибрацию.

При пайке таким способом плату с определенной скоростью (0,7—1,2 м/мин) передвигают над поверхностью ванны. Расход припоя в ванне восполняется путем постепенного погружения питающего слитка в ванну с помощью поплавкового регулятора.

Последнее поколение машин для пайки волной припоя, появившееся в 80-х годах, отличается простотой в эксплуатации, экономичностью и высокой производительностью труда. Так, например, настольная установка с шириной волны 250—350 мм оснащена новой модульной линией для пайки, устройством для промывки, транспортной системой, устройством для обезжиривания и бесконтактной кодировочной системой, обеспечивает автоматическое управление параметрами пайки.

При пайке припоем с температурой плавления 200 °С жидким теплоносителем может служить силиконовое масло, нагретое до 250 °С. Масло прокачивается через трубку, припаянную к листу; припой укладывается в виде ленты над трубкой. Масло насосом подается под некоторым давлением и из трубки поступает в специальный сборник.

При пайке погружением в нагретый глицерин необходимо учитывать, что он имеет температуру вспышки 177 °С. Поэтому при его использовании выше этой температуры необходимо защищать глицериновую ванну, например, с помощью атмосферы СО₂ и встроенной противопожарной системой.

При пайке электросопротивлением необходимо учитывать, что глицерин снижает на 50 % поверхностное электросопротивление подложки и вследствие перегрева выделяет токсичный акромин.

4. ПАЙКА С НАГРЕВОМ ГАЗОВЫМ ТЕПЛОНОСИТЕЛЕМ

Нагрев горячим газом нашел применение при низкотемпературной пайке печатных плат, остовов автотракторных радиаторов, выравнивании вмятин кузовов автомашин. В качестве газа

при этом способе используют воздух, аргон, сухой водяной пар и др. При пайке печатных плат от магистрали повышенного давления газ через нагревательное устройство и сопла рабочих головок попадает к местам пайки на плате, где предварительно располагают припой и флюс. Термический цикл пайки регулируется по температуре газа и скорости перемещения платы и рабочей головки.

Для пайки медно-латунных автотракторных радиаторов УАЗ-451 припоем ПОССу 30—2 в атмосфере сухого водяного пара и продуктов разложения хлористого аммония В. П. Акимовым предложена установка, состоящая из корпуса шахтного типа с расположением внутри него вертикально-замкнутого транспортирующего конвейера с кассетами, на которых размещены паяемые остовы радиаторов. Рециркуляция теплоносителя осуществляется с помощью вентилятора. Между газогенератором и вентилятором расположен узел ввода активных добавок.

При низкотемпературной пайке или лужении дефектных мест кузовов автомобилей на них после очистки наносят пасту, размягчаемую в потоке горячего воздуха в течение 15—20 с, растирая ее деревянным шпателем и придавая слою пасты требуемую форму. При этом предотвращаются термические деформации пластмассовых и резиновых деталей, смонтированных на кузове.

5. ЭКЗОТЕРМИЧЕСКАЯ ПАЙКА

При экзотермической пайке нагрев, а иногда и образование припоя осуществляется в результате экзотермической реакции или агрегатного превращения специальных твердых, жидких или газообразных веществ. Места пайки могут быть нагреты теплотой, выделяемой в результате экзотермической реакции, протекающей между компонентами специальной экзотермической смеси, состоящей из оксида и металла. Эту смесь в зависимости от состава можно использовать только для нагрева или, если продуктами этой реакции является припой, также и для получения припоя.

Применяя в этом случае экзотермическую смесь с температурой начала реакции не выше допустимой, можно обеспечить процесс пайки изделия без ухудшения свойств паяемого металла. Экзотермические смеси применяют для дополнительного локального нагрева изделия и готового припоя по месту пайки, если металл конструкции не должен быть нагрет выше некоторой температуры.

В табл. приведены примеры некоторых экзотермических смесей, применяемых для нагрева. Смесь может быть внесена при сборке в виде таблеток, пластинок или нанесена на паяемую поверхность как краска. Недостаток этого способа — сильное коробление паяемого металла при малой его толщине после нагрева теплотой экзотермической реакции.

Автор: Администрация

Пайка в печах

Нагревают соединяемые заготовки в специальных печах: электросопротивления, с индукционным нагревом, газопламенных и газовых. Припой заранее закладывают в шов собранного изделия, на место пайки наносят флюс и затем помещают в печь, где это изделие нагревают до температуры пайки. Припой расплавляется и заполняет зазоры между соединяемыми заготовками. Процесс пайки продолжается несколько часов.

Этот способ обеспечивает равномерный нагрев соединяемых деталей без заметной их деформации.

Крупные детали паяют в камерных печах с неподвижным подом; большую партию мелких деталей – в печах с сетчатым конвейером или роликовым подом. Пайка в печах позволяет механизировать паяльные работы и обеспечивает стабильное качество изделий и высокую производительность труда.

Пайка паяльниками

Основной металл нагревают и припой расплавляют за счет теплоты, аккумулированной в массе металла паяльника, который перед пайкой или в процессе ее подогревают.

Для низкотемпературной пайки применяют паяльники с периодическим нагревом, с непрерывным нагревом, ультразвуковые и абразивные. Рабочую часть паяльника выполняют из красной меди. Паяльник с периодическим нагревом в процессе работы периодически подогревают от постороннего источника теплоты.

Паяльники с постоянным нагревом делают электрическими. Нагревательный элемент состоит из нихромовой проволоки, намотанной на слой асбеста, слюды или на керамическую втулку, устанавливаемую на медный стержень паяльника.
Паяльники с периодическим и непрерывным нагревом чаще используют для флюсовой пайки черных и цветных металлов мягкими припоями с температурой плавления ниже 300–350 ^оС.
Ультразвуковые паяльники применяют для бесфлюсовой низкотемпературной пайки на воздухе и для пайки алюминия легкоплавкими припоями. Окисные пленки разрушаются за счет колебаний ультразвуковой частоты.
Абразивные паяльники. Такими паяльниками можно паять алюминиевые сплавы без флюса. Окисная пленка удаляется в результате трения паяльника об обрабатываемую поверхность. Абразивный паяльник в отличие от электропаяльника имеет рабочий стержень, изготовленный прессованием из порошка припоя и измельченного асбеста.

Пайка погружением

Эту пайку выполняют в ваннах с расплавленными солями или припоями. Соляная смесь обычно состоит из 55% KCl и 45% HCl. Температура ванны 700–800 оС. На паяемую поверхность, предварительно очищенную от грязи и жира, наносят флюс, между кромками или около места соединения размещают припой, затем детали скрепляют и погружают в ванну.

Поверхности, не подлежащие пайке, предохраняют от контакта с припоем специальной обмазкой из графита с добавками небольшого количества извести. Пайку погружением в расплавленный припой используют для стальных, медных и алюминиевых твердых сплавов, деталей сложных геометрических форм. На этот процесс расходуется большое количество припоев.

Разновидностью пайки погружением является пайка бегущей волной припоя, когда расплавленный припой подается насосом и образует волну над уровнем расплава. Паяемая деталь перемещается в горизонтальном направлении. В момент касания ванны проходит пайка.

Пайка с радиационным нагревом

Пайку выполняют за слет излучения кварцевых ламп, расфокусированного электронного луча или мощного светового потока от квантового генератора (лазера).

Конструкцию, подлежащую пайке, помещают в специальный контейнер, в котором создают вакуум. После вакуумирования контейнер заполняют аргоном и помещают в приспособление, с двух его сторон устанавливают для обогрева кварцевые лампы. После окончания нагрева кварцевые лампы отводят, а приспособление вместе с деталями охлаждают.

При применении лазерного нагрева сосредоточенная в узком пучке тепловая энергия обеспечивает испарение и распыление окисной пленки с поверхности основного металла и припоя, что позволяет получать спаи в атмосфере воздуха без применения искусственных газовых сред.

Пайка сопротивлением

Соединяемые заготовки нагревают теплотой, выделяющейся при прохождении электрического тока через паяемые детали и токопроводящие элементы.

Соединяемые детали являются частью электрической цепи. Нагрев сопротивлением можно осуществлять на контактных сварочных машинах. С нагревом в контактных сварочных машинах паяют при изготовлении тонкостенных изделий из листового материала или при соединении тонкостенных элементов с толстостенными.

Паяные соединения и их параметры

_______________

* Эскизы соединений к терминам 88−94, 97, 101−103 приведены в ГОСТ 19249–73.

Приложение (справочное)

ПРИЛОЖЕНИЕСправочное

Таблица 2

Термин по ГОСТ 17325−79	Термин по ИСО 857−79	Определение по ИСО 857−79*
40. Высокотемпературная пайка	Твердая пайка	Операции, при которых металлические детали соединяются с помощью присадочного металла, имеющего температуру
39. Низкотемпературная пайка	Мягкая пайка	плавления ниже, чем температура плавления соединяемых деталей и смачивающего основной металл. Основной металл не
48. Пайкосварка	Пайкосварка	плавится при образовании соединения.
39. Низкотемпературная пайка	Мягкая пайка	Операция при которой металлические детали соединяются с помощью присадочного металла, имеющего температуру плавления ниже температуры плавления соединяемых деталей и ниже 450 °C и смачивающего основной металл. Основной металл не плавится при образовании соединения
40. Высокотемпературная пайка	Твердая пайка	Процесс соединения металлов, при котором во время или после нагревания расплавленный металл втягивается под действием капиллярной силы в зазор между прилегающими поверхностями соединяемых деталей. Температура плавления присадочного металла выше 450 °C, но всегда ниже температуры плавления основного металла
48. Пайкосварка	Пайкосварка (включая пайкосварку латунью)	Метод твердой пайки, при котором соединение открытого типа получается последовательно, подобно сварке плавлением, с помощью присадочного металла, температура плавления которого выше 450 °С

______________* Текст графы «Определение по ИСО 857−79» соответствует оригиналу. — Примечание изготовителя базы данных.

ПРИЛОЖЕНИЕ. (Введено дополнительно, Изм. N 2).

Текст документа сверен по:официальное изданиеСварка, пайка и термическая резка металлов.Часть 1. Терминология, классификацияи оборудование: Сб. ГОСТов. -М.: Издательство стандартов, 1990

Экзотермическая «сварка» | форум электриков и энергетиков

Давно не доводилось использовать данную технологию, но проектом, попавшим в работу, было предусмотрено подключение электролитических заземлителей к экранированным кабелям заземления и появились повод вспомнить и возможность сделать несколько фото.

Немножко теории и истории.

Экзотермическая реакция — химическая реакция, сопровождающаяся выделением теплоты. Экзотермическая сварка — способ сварки, при котором для нагрева металла используется экзотермические химические смеси. Для интересующего нас способа используются смеси, состоящие из окислителей и восстановителей в форме порошков, которые при определенной температуре вступают друг с другом в экзотермические реакции в результате которых выделяется большое количество тепла и образуется расплав металлов. Основную реакцию описывает формула 3CuO 2Al → 3Cu Al2O3 Тепло. Основную, т.к. в состав термитной смеси входят и другие компоненты. В зависимости от производителя пропорции могут меняться, но наиболее типичные компоненты, наряду с оксидом меди и алюминием, это медь, свинец, ферромарганец. Зачастую, в композицию для снижения скорости горения и уплотнения термитного заряда вводят клейкую массу.

В 1938 г. специалисты компании ERICO® разработали экзотермический способ сварки CADWELD®, который позднее получил широкое признание в промышленности в качестве основного метода соединения элементов заземления и системы уравнивания потенциалов, катодной защиты и т. д.

Метод предусматривает соединение различных проводников (причем, проводники могут быть из различных металлов или сплавов), помещаемых в сварочную камеру, образуемую либо многоразовой разъемной графитовой формой или сборными прокладками из технического фетра, асбеста или иных материалов, формирующих одноразовую сварочную полость (камеру), в которую в результате горения термитного заряда поступает перегретый расплав, заполняющий сварную камеру и охватывающий находящиеся в камере соединяемые проводники.

/Иллюстрация взята из рекламных материалов компании ERICO® и адаптирована для volt-m.ru/

Компания-разработчик утверждает, что соединения выполненные методом экзотермической сварки обладают следующими преимуществами:

— Представляет собой связь на молекулярном уровне, обеспечивающую высокую механическую, коррозионную стойкость и высокую электропроводность с низким переходным сопротивлением;

— Отсутствие окисление соединения или ухудшение характеристик с течением времени;

— Выдерживает предельные нагрузки по току не ниже предельных нагрузок проводника в связи с тем, что температура плавления присадочного материала выше температуры плавления меди;

— Высокая стойкость к влажной и химически агрессивной среде дает возможность использовать, в том числе и для подземных соединений;

— Поперечное сечение стандартных сварочных соединений больше поперечного сечения подлежащих соединению проводников, что компенсирует разность переходного сопротивления между проводником и наплавленным материалом;

— Соединения превосходят требования международных стандартов годности постоянных соединений в системах заземления подстанций;

— Контроль качества осуществляется обычным визуальным осмотром;

— Не требует внешних источников питания или тепла;

— Требует минимальное время обучения монтажу;

— Обеспечивает простоту эксплуатации, транспортировки и хранения комплекта.

Как это выглядит в натуре. Соединяемые проводники (на фото – два многопроволочных кабеля по 120 квадратов один из них с экраном из медных же проводов и медной фольги, который так же требовалось приварить к заземлителю) вводятся в разъемную форму.

Проверяем, что проводники введены в стык по центру сварной полости.

На дно «камеры сгорания» помещаем жестяной пыж, препятствующий просыпанию термитного заряда в сварочную полость. При горении термитного заряда пыж прогорает .

Насыпаем термитный заряд (мелкий порошок).

Заполнив тигель термитной смесью, насыпаем поверх стартовый состав, имеющий меньшую, чем термитная смесь температуру возгорания. По ощущениям – как мелко помолотая обмазка бенгальских огней.

Закрываем крышку тигеля (прилегает весьма неплотно и сделана, скорее, из соображений безопасности чтобы искры и расплав не летели во все стороны) и поджигаем запальный (стартовый) состав. Буквально секунда и всё. Остается затушить всё, что загорелось в результате контакта с протекшими излишками расплава и можно снимать с проводников разъемный тигель. К слову, о мерах безопасности. Весьма не лишне держать под рукой песок и лопату, иметь газосварочные очки (лучше маску-хамелеон) и сварочные перчатки (рукавицы). Перед поджиганием запала убедитесь, что под тигелем нет ваших конечностей и нужных вам в дальнейшем приборов и инструментов. Если изоляция кабелей вам дорога как память, то размещать над ней тигель так же не желательно. Вдыхать полной грудью продукты горения так же не стоит – «бог их знает, что они туда плеснули. Вы можете сказать, что им придет в голову?» (с) Преображенский Ф.Ф.

В результате получаем нечто такое.

Как видите, слова о том, что поперечное сечение соединений, получаемых методом экзотермической сварки, больше поперечного сечения подлежащих соединению проводников совершенно справедливы.

При детальном рассмотрении стоит отметить, что материал расплава больше всего похож на довольно низкосортную бронзу. Поэтому, я бы рекомендовал беречь соединения от ударных нагрузок, т.к. бронза материал довольно хрупкий. У меня не было с собой электронного мелкоскопа чтобы подтвердить или опровергнуть слова о связях на молекулярном уровне, но у меня сложилось устойчивое впечатление, что метод с большим напрягом можно назвать собственно сваркой, т.к. соединяемые проводники, обладающие отличной теплопроводностью, не расплавляются, а заливаются расплавом, т.е. это, скорее, пайка/наплавление бронзой.

В походно-полевых условиях для быстрого соединения проводников, в т.ч. из различных металлов, использование данной технологии, наверно, оправдано. В условиях, позволяющих использовать традиционную электродуговую сварку, я бы получил более качественное и однородное собственно сварное соединение проводников из электротехнической меди, применив, например, электроды типа «Комсомолец-100» в среде инертного газа.

При написании статьи использованы рекламные и технические материалы компаний ERICO и «ЕЗЕТЕК МСК», а так же Патента РФ №2371289 «Состав для термитной сварки», находящиеся в публичном доступе.

Экзотермическая сварка проводников

Сварка с использованием термита «медный окисел алюминий» обеспечивает наиболее качественный контакт между двумя проводниками. Это превосходные сварные соединения, которые никогда не ослабнут, не заржавеют и чье сопротивление никогда не повысится.

Такой способ обеспечивает возможность создания связей на молекулярном уровне для разных материалов без каких-либо
внешних источников энергии или тепла:

«медь — медь»
«медь — оцинкованная сталь»
«медь — «чёрная» сталь»
«медь — омеднённая сталь»
«медь — нержавеющая сталь»
«медь — бронза»
«медь — латунь»
и даже «сталь — сталь»

В тигель — графитовую форму помещаются проводник и термит (заряд). В ходе реакции в результате замещения оксида меди алюминием образуется расплав с очень высокой температурой, состоящий из меди и оксида алюминия.

Экзофлюсовая пайка

В основном этим способом паяют коррозионностойкие стали. На очищенное место соединения наносят тонкий порошкообразный слой флюса. Соединяемые поверхности совмещают, на противоположные стороны заготовок укладывают экзотермическую смесь. Смесь состоит из разных компонентов, которые укладывают в форме пасты или брикетов толщиной в несколько миллиметров.

В результате экзотермических реакций смеси температура на поверхности металла повышается и происходит расплавление припоя. Этим методом паяют соединения внахлестку и готовые блоки конструкций небольших размеров.