- Главные преимущества:
- Лужение
- Меры предосторожности
- Методы пайки мягкими и твердыми припоями
- Нагрев
- Особенности пайки мягкими припоями
- Пайка мягким припоем с помощью пламени
- Пайка мягкими и твердыми припоями
- Пайка мягкими припоями
- Пайка твердым припоем с использованием пламени
- Пайка твердыми припоями. разновидности припоев
- Пайка трубы
- Подготовка
- Соединение
- Соединения, паянные мягким припоем
- Соединения, паянные твердым припоем
- Электрическим паяльником
Главные преимущества:
- высокая надежность соединений;
- высокая прочность паяных соединений;
- герметичность соединений.
Лужение
Чтобы оловянный припой лучше прихватывал детали, наносите паяльную пасту на обе контактные поверхности, которые желательно начистить до блеска.
Окуните конец разогретого паяльника в паяльную пасту. Это предупредит «приклеивание»оловянного припоя и окисленного шлака к паяльнику и тем самым уменьшит его накал.
Теперь равномерно нагревайте контактную поверхность паяльником и прижимайте припой так плотно, чтобы он слегка расплывался. Не допускайте образования капель.
Меры предосторожности
Проводя паяльные работы, обеспечьте хорошую вентиляцию помещения. Дело в том, что припой, в составе которого есть и тяжелые металлы, при разогревании и плавлении выделяет ядовитые пары. Они, как и испарения разогретого флюса, вредны для здоровья. Вести пайку следует в защитных очках и на безопасном расстоянии от возгорающихся материалов.
Такое угловое соединение встык лучше предварительно закрепить проволочными фиксаторами: это облегчит пайку непрерывного шва.
Методы пайки мягкими и твердыми припоями
С помощью пайки оловянно-свинцовыми припоями (табл. 4.1) производят соединение выводных концов катушек якорей и фазных роторов соответственно с петушками коллекторов и контактными кольцами, головок стержневой обмотки фазных роторов скобочками, бандажей якорей и роторов в единое целое (пропайка).
Существует несколько методов пайки этими припоями. Наиболее распространенным методом соединения мягкими припоями выводных концов обмоток якорей с петушками коллекторов и головок стержней роторов скобочками является пайка в ваннах. Для пайки применяют различные конструкции паяльных ванн. Припой в них расплавляют за счет нагрева ванны спиралями сопротивления, а пластины коллектора нагревают теплом расплавленного припоя.
При пайке с применением паяльной лампы петушки коллектора совместно с вложенными в них выводными концами катушек нагревают до температуры пайки пламенем паяльной лампы. К разогретому петушку пластины подносят палочку припоя. Нагреваясь от пламени паяльной лампы и пластины коллектора, припой расплавляется и, затекая в шлиц коллектора, смачивает выводные концы и боковые поверхности шлицев и прочно соединяет их.
Пайку с помощью паяльника применяют при пайке бандажей якоря. Проволочный бандаж, наложенный на якорь или ротор из облуженной проволоки, промывают с помощью волосяной кисти флюсом. На бандаж для его прогрева накладывают электро- дуговой паяльник и к нему подводят палочку припоя. Наплывы расплавленного припоя разравнивают на бандаже паяльником. Последовательно прогревая участки бандажа и расплавляя припой, производят полную пропайку всего бандажа.
Пайку твердыми припоями применяют в якорях с изоляцией класса Н. Выводные концы обмоток таких якорей соединяют с петушками коллекторов с помощью серебряно-кадмиевого припоя марки Пср-2,5.
Припои оловянно-свинцовые
Таблица 4.1
Марка | Химический состав, % | Температура плавления, °С | Температура пайки, °С | Электрическая проводимость, % проводимости меди | Область применения |
ПОС-61 | Олово — 61, свинец — остальное | 190 | 240 | 12 | Лужение, пайка меди и ее сплавов, токопроводящих частей машин и аппаратов |
ПОС-61М | Олово — 62, медь — 2, свинец — остальное | 192 | 240 | 12,3 | То же |
ПОССу95-5 | Олово — 95, сурьма — 5 | 240 | 290 | 12,5 | Пайка коллекторов, якорных секций,бандажей,токопроводящих соединений электрических машин и деталей электрооборудования |
ПОССу40-05 | Олово — 40, сурьма — 0,5, свинец — остальное | 235 | 285 | 10,4 | Пайка бандажей коллекторов и секций электрических машин, приборов |
ПОССуЗО-05 | Олово — 41, сурьма — 0,5, свинец — остальное | 255 | 305 | 9,8 | Пайка меди и ее сплавов, проводов, кабелей, бандажей и деталей аппаратур |
ПОС-40 | Олово — 41, свинец — остальное | 238 | 290 | 11,1 | Пайка и лужение токопроводящих частей из меди, латуни, бронзы |
ПОСК5018 | Олово — 51, кадмий — 19, свинец — остальное | 145 | 185 | 13,2 | Пайка деталей из меди и ее сплавов |
Примечания: 1. Оловянно-свинцовые припои выпускают в виде слитков, прутков, проволоки, ленты, трубок. 2. Сурьмянистые припои не рекомендуется применять для пайки цинковых и оцинкованных деталей.
Твердым медно-фосфористым припоем спаивают головки стержневых обмоток роторов асинхронных электродвигателей, припаивают выводные концы к шинной меди катушек возбуждения, спаивают межкатушечные соединения всыпных обмоток. Пайку твердыми припоями производят на установках контактной пайки и специальными клещами.
Нагрев
Очищенные до блеска металлические детали прилаживают друг к другу. Рабочие перчатки предупреждают попадание на поверхность жирных пятен.
Разогревайте детали равномерно. Горелку держите под небольшим углом к поверхности. В целях безопасности придерживайте детали деревянным бруском.
Обработку пламенем ведите от края к середине. По изменению окраски, особенно заметному у медных и латунных листов, можно видеть, как постепенно нагревается лист.
Особенности пайки мягкими припоями
Пайка медных труб при помощи мягких припоев осуществляется за счет применения капиллярного эффекта, который представляет собой тесное взаимодействие составляющих атомов либо молекул твердого предмета и используемой жидкости на линии границы этих двух сред.
Смачиванием называют процесс, который способствует повышению силы притяжения между молекулами расплавленного припоя и молекулами меди. При этом данное притяжение будет превышать притяжение между молекулами внутри самого припоя, как результат жидкость начнет прилипать к твердой поверхности.
А вот пайка мягкими припоями может качественно осуществляться только в том случае, когда припой обладает высокими капиллярными свойствами, т.е. отлично справляется с заполнением зазоров между соединяемыми материалами; хорошо смачивает поверхность, контактирующую в ходе пайки.
Пайка мягким припоем с помощью пламени
Пайку мягким припоем с использованием пламени целесообразно применять в случаях, когда необходимо соединить относительно толстые или крупные детали. Разогреть пламенем их можно быстрее и равномернее, чем паяльником.
Для пайки мягким припоем пригодны почти все металлы и их сплавы. Нельзя паять легкие металлы, например алюминий. Существуют припои, предназначенные для конкретных материалов или для соединения различных металлов. Прежде чем приобретать припой, поинтересуйтесь у продавца, какой лучше подойдет для выбранного вами материала и способа соединения.
Основным условием надежного соединения пайкой является чистота контактных поверхностей. Антикоррозионную смазку или посторонние наслоения, оставшиеся на поверхностях, выжигают пламенем. Однако из-за относительно низкой температуры при пайке мягким припоем (180-400°С) это достигается не всегда.
Пайка мягкими и твердыми припоями
Полуавтоматы для дуговой сварки и их основные узлы
Пайкой называется технологический процесс получения неразъемных соединений, выполняемый с применением припоя — проволоки из сплава, имеющего температуру плавления более низкую, чем температура плавления основного металла. В результате взаимодействия расплавленного при определенной температуре припоя с кромками основного металла и последующего остывания образуется спай. Кромки основного металла соединяются (спаиваются) вследствие эффекта смачивания их поверхностей, взаимного растворения и диффузии (проникновения) припоя и основного металла в зоне шва (спая). В связи с развитием современных ресурсосберегающих технологий процесс пайки находит широкое применение при изготовлении продукции машиностроения, приборостроения,
электротехнической и электронной промышленности. По сравнению с другими методами получения неразъемных соединений (в том числе и по сравнению со сваркой) пайка имеет ряд преимуществ: простота
выполнения операции, сохранение размеров и формы соединяемых деталей, сохранение неизменного химического состава и физикомеханических свойств паяемых материалов. Кроме того, при пайке отпадает необходимость в последующей механической и термической
обработке, легче получаются соединения в труднодоступных местах и есть возможности для механизации и автоматизации процесса пайки. Процесс получения паяного соединения газопламенной горелкой состоит из нескольких стадий. Подготовка деталей перед пайкой аналогична подготовке под сварку. Перед предварительным нагревом для защиты металла от окисления на детали наносят флюс. При пайке применяют горелку, как правило, малой мощности. Состав пламени, присадочную проволоку и флюсы подбирают в зависимости от паяемого металла. Восстановительным пламенем производят пайку меди, бронз, латуни и различных сталей. Нейтральным пламенем паяют, как правило, сплавы цветных металлов специального назначения. Пламенем горелки осуществляют общий или местный нагрев до температуры пайки. Обычно температура пайки превышает температуру плавления припоя на 30—50 °С. Затем расплавляют припой, который смачивает соединяемые поверхности и заполняет зазор соединения. Исходя из условий образования соединения, припои должны удовлетворять следующим основным требованиям: иметь температуру плавления ниже температуры плавления паяемых материалов; хорошо смачивать поверхность соединяемых материалов, хорошо растекаться по ним и заполнять капиллярные зазоры; не вызывать в последующем химическую эрозию, не подвергаться старению; не изменять свои физико-механические свойства в процессе эксплуатации изделия. Припои классифицируют по следующим основным признакам: температуре плавления —
особолегкоплавкие до 145 °С, легкоплавкие до 450 °С, среднеплавкие до 1100 °С, высокоплавкие до 1850 °С, тугоплавкие свыше 1850 °С; способу образования — готовые, образующиеся в процессе пайки; химическому составу (основному компоненту) — оловянные, медные, никелевые, марганцевые, железные, титановые, серебряные, золотые и т. д.; способности к флюсованию — флюсуемые и самофлюсующиеся; виду полуфабриката — листовые, ленточные, проволочные, порошковые и др. Выбор марки припоя и метода нанесения определяется конструкцией и требованиями, предъявляемыми к соединению. В настоящее время разработано большое количество всевозможных припоев и флюсов. Различают два основных вида пайки: мягкими и твердыми припоями. Мягкие припои имеют невысокую механическую прочность и их плавление осуществляется при температуре до 400 °С. Прочность твердых припоев значительно выше, а температура плавления — свыше 550 °С. Пайку мягкими припоями применяют главным образом для получения плотного соединения деталей, не подверженных значительным нагрузкам. Широко известны припои оловянно-свинцовые (ПОС). Химический состав, температура плавления и примерное назначение некоторых мягких припоев приведены в табл. 82.
Таблица 82
Химический состав, температура плавления и примерное назначение некоторых мягких припоев
Марка | Химический ссстаз. %. псмассе | Темпера тура гиаз- ления. ;С | Примерное назначение | ||||
Sii | Sb | РЪ | Bi | Cd | |||
ПОС90 | S9-90 | Не более 0.15 | Осталь ное | Не более 0.1 | — | 222 | Для пищевой промышленности и внутренних швов хозяйственной посулы |
ПОС40 | 39-40 | 1,5-2;0 | Осталь ное | Не более 0.1 | — | 235 | Для радиаторов, элек — тро — н радиоаппаратуры. физико-технических приборов |
nocis | 17—IS | 2.0-75 | Осталь ное | Не более 0.1 | — | 277 | Для изделий из цинка. оцинкованного железа. меди и ее сплавов, луження подтип Н ИЪ-ОБ |
Легко плав кий став | 13 | — | 27 | 50 | 10 | 70 | Для пайки изделий нз легкоплавких металлов сплавов |
При пайке железа мягким припоем применяют в качестве флюсов хлористый цинк ZnCI3 или хлористый аммоний NH4C1 (нашатырь). Эти флюсы, как все хлориды, ускоряют последующее ржавление и поэтому после пайки поверхность необходимо тщательно промыть. Для пайки меди и латуни часто применяют канифоль, а для пайки легкоплавких сплавов и металлов — стеарин; они хорошо растворяют оксидные пленки. Пайка твердыми припоями дает возможность получить соединение, приближающееся по прочности к сварным, и поэтому широко применяется в производстве. Соединения могут быть внахлестку, встык или в «ус». Наиболее прочное соединение получается при пайке внахлестку. Подготовка кромок состоит в их точной подгонке, в обезжиривании горячей щелочью и в фиксации деталей, чтобы обеспечить заданный зазор. Чем меньше зазор, тем прочнее спай. Наиболее приемлемый и широко применяемый на практике зазор составляет 0,01—0,02 мм. Стальные детали обычно паяют электролитической медью. Кроме меди для пайки различных сталей и особенно сплавов цветных металлов применяют различные припои: медно-цинковые, медно-никелевые, серебряные, палладиевые, марганцевые, марганцово-никелевые, никелевые, германиевые, титановые, алюминиевые. Наиболее широко применяемые припои стандартизованы. Можно применять в качестве припоев латунь Л62 иЛ68, силумины и др. Наиболее известные в практике припои приведены в табл. 83.
Таблица 83
Химический состав, температура плавления и назначение некоторых твердых припоев
Маржа | Химический состав. иг массе | Температура плавления. :С | Примерное назначение | ||||
Си | Zu | As | Si | AI | |||
ПМЦЗб[11] | 34—3S | Опаль ное | — | — | — | S25 | Для панки изделий из латуни с содержанием ыедн не более 63% |
ПМЦ48 | 46-50 | Опаль ное | — | — | — | S65 | Дія панки медных сплавов, содержащих более 6S % мели |
ПСр45** | 30(0.5) | Опаль ное | 45(0.5) | — | — | 720 | То же. нто и ПМЦ4В, но прн более тонких работах, когда требуется высокая лнстоіа места спая |
ПСр72 | 23(0.5) | Опаль ное | 72(0.5) | — | — | 7S0 | Для панки проводников. когда место спая не должно резко уменьшать электропроводность |
AJI2 (силу мин) | — | — | — | 10-13 | S0-S7 | 577 | Для панки алюминиевых изделий |
В качестве флюса при пайке твердыми припоями используют традиционную обезвоженную буру (Na2B207). Широко известны флюсы ПВ200, ПВ201, ПВ209, ПВ284; для пайки алюминия применяется флюс типа 34А на основе щелочных и щелочноземельных металлов.
Методы контроля качества сварных соединений могут быть разделены на две основные группы: методы контроля без разрушения образцов или изделий — неразрушающий контроль; методы контроля с разрушением образцов или производственных стыков …
Надежность эксплуатации сварных соединений зависит от их соответствия нормативно-технической документации, которая регламентирует конструктивные размеры и форму готовых сварных швов, прочность, пластичность, коррозионную стойкость и свойства сварных соединений. Сварные соединения, выполненные …
Для предупреждения пожаров необходимо соблюдать следующие противопожарные мероприятия. Постоянно следить за наличием и исправным состоянием противопожарных средств (огнетушителей, ящиков с сухим песком, лопат, пожарных рукавов, асбестовых покрывал и т. д.). …
Пайка мягкими припоями
Перед пайкой мягкими припоями детали подгоняют друг к другу, а места спайки тщательно очищают от грязи и жировых веществ. Очистка осуществляется механическим и химическим способами. Первый выполняют напильниками, щетками, шаберами, наждачным полотном, второй промывкой в бензине или керосине.
Места спайки деталей предварительно облуживают и покрывают флюсами, которые выбирают в зависимости от свойств спаиваемых металлов и припоев.
Рабочую часть паяльника тщательно очищают от грязи, подогревают и облуживают. Перегрев паяльника не допускается; в зависимости от припоя температура нагрева паяльника должна быть от 200 до 600° С. Нагретые паяльники класть на стол или верстак нельзя, они быстро отдадут свое тепло и могут легко загрязниться. Паяльники кладут на специальные подставки.
На шов спаиваемых частей изделий паяльником наносят припой, после чего шов подогревают паяльником до полного покрытия шва припоем. Если припой не расходится по шву спаиваемого изделия, шов вторично покрывают флюсом.
Спаянный шов тщательно очищают, промывают, протирают сухой ветошью.
При необходимости паяное изделие испытывают на герметичность.
Пример паяния стального цилиндра оловянно-свинцовым припоем с применением простого паяльника (рис. 228, а). Прежде всего, выполняют подготовку. Кромки цилиндра зачищают напильником и ударами молотка плотно подгоняют друг к другу. Затем в одну коробку насыпают канифоль, во вторую — порошок нашатыря и мелкие кусочки оловянно-свинцового припоя для облуживания паяльника, а третью коробку наполняют хлористым цинком. Перед паянием облуживают паяльник. Для этого его нагревают и погружают рабочим концом в хлористый цинк, а потом в коробку с нашатырем, смешанным с кусочками припоя. Если к концу паяльника не будет присоединяться флюс с припоем, паяльник не нагрелся и его следует еще подогреть, а затем приступить к паянию.
Рис. 228. Паяние: а — стального цилиндра, б—е — тройникового соединения
Облуженным и очищенным в нашатыре паяльником нагревают место пайки, одновременно расплавляя поднесенный к концу паяльника припой. Когда припой покроет в достаточной мере место пайки, его отводят от паяльника. Чтобы лучше разогреть находящийся на месте пайки припой и заставить его проникнуть внутрь шва, по шву водят горячим паяльником.
Если припой начнет садиться кусочками и тянуться за паяльником, значит, паяльник остыл и его нужно подогреть. Если припой не будет приставать к паяльнику после его подогрева, то это значит, что паяльник перегрет. В таких случаях паяльник охлаждают на воздухе или в воде. После этого конец паяльника снова облуживают, предварительно запилив драчевым напильником, чтобы его рабочие поверхности были чистыми и имели правильную форму.
Если припой во время паяния будет скатываться шариками, не приставая к спаиваемому металлу, значит, место пайки плохо смазано кислотой или оно после было загрязнено. Такие места протравливают хлористым цинком и обрабатывают шабером.
Пайка твердым припоем с использованием пламени
Для соединения твердым припоем пригодны все металлы, включая бронзу и чугун. Этим способом можно соединять и такие разные материалы, как сталь и латунь.
Процесс пайки твердым припоем мало чем отличается от пайки мягким припоем, только в первом случае работа выполняется при более высоких температурах нагрева. Для небольших тонкостенных деталей подойдет газовая паяльная лампа.
Проволокой фиксируют только положение вертикально стоящей детали. Проволоку сгибают таким образом, чтобы участок пайки оставался свободным.
Производите нагрев, медленно продвигаясь от края нижней детали к участку соединения: так вы сможете предупредить сдвиг деталей по отношению друг к другу.
Подавайте припой понемногу, чтобы паяный шов получился аккуратным.
Пайка твердыми припоями. разновидности припоев
Зачастую, чистая электролитическая медь используется при необходимости пайке стали. Осуществляется данная процедура в печи с защитной средой. Медно–цинковые припои характеризуются более низкими механическими свойствами, чем объясняется их достаточно широкое распространение. Свое активное применение находит и латунь.
Следует отметить, что медно–фосфористые припои довольно часто используются в качестве эффективных заменителей серебряных и мягких припоев. Однако применяют их исключительно для пайки медных и латунных деталей, не работающих на удар, изгиб, вибрацию.
Специалисты электротехнического завода «МиассЭлектроАппарат» производят разные виды работ, в том числе твердые и мягкие пайки и гарантируют высокое качество совершаемых работ.
Пайка трубы
Паять трубы из листового металла непросто: скрученный лист коробится при нагревании и стремится вернуть себе первоначальную форму. Поэтому здесь важны точная фиксация и равномерный нагрев.
Вспомогательный фиксирующий инструмент должен обеспечивать сильное зажатие и в то же время быть узким.
Широкий захват непосредственно в месте шва нарушил бы округлую форму трубы.
Паяльник большой мощности равномерно прогревает два лежащих друг на друге края листа. Экономно расходуйте оловянный припой: он должен только поплыть!
Подготовку к пайке также начинают с лужения. Поскольку лист соединяют внахлест, то один его край лудят с верхней стороны, другой — с нижней.
Фиксировать положение скрученной из листа трубы лучше струбциной. Нужно только нанести немного припоя снаружи, он протечет между краями листа и схватит их.
Подготовка
Чтобы соединение было безупречным, отшлифуйте контактные участки деталей наждачной бумагой до блеска.
Закрепить перед пайкой соединяемые детали в нужном положении поможет обычная проволока, которую надо согнуть соответствующим образом.
Чтобы предохранить контактные участки деталей от нового окисления, перед пайкой окуните разогретый оловянный припой в порошок нашатыря — это отличный материал для флюса.
Соединение
Лучше сначала прихватить детали двумя точечными припоями. Подайте припой на предварительно нагретые точки верхней детали и поместите ее на нижнюю.
Держите детали в нужном положении и разогревайте точки соединения. При достижении определенной температуры припой начинает расплываться — детали прихвачены.
После этого нетрудно окончательно сформировать непрерывный паяный шов. Ведите паяльник вдоль стыковки деталей с наклоном, чтобы увеличить площадь нагрева.
Соединения, паянные мягким припоем
По возможности применяйте паяные соединения внахлест — это увеличивает площадь пайки и укрепляет соединение. Складывайте детали вместе так, чтобы щель между ними была равна 0,1-0,5 мм.
Соединения, паянные твердым припоем
При пайке твердым припоем остается более толстый шов, чем при пайке мягким припоем. Следует подавать много твердого припоя, чтобы быть уверенным, что он проходит повсюду. Паяный шов затем зачищается напильником.
Электрическим паяльником
1. Перед процессом паяния необходимо проверить исправность паяльника, а также электропровода и электрической вилки.
2. Следует обеспечить плотное прилегание друг к другу соединяемых пайкой частей заготовки.
3. Необходимо протравливать очищенное место спая раствором соляной кислоты и покрывать флюсом: при паянии заготовок из листовой стали – хлористым цинком, при паянии меди и сплавов на ее основе – канифолью, при паянии других материалов следует пользоваться рекомендациями табл. Состав флюса в зависимости от материала соединяемых частей заготовки
4. Паяние следует выполнять только хорошо прогретым и залуженным паяльником.
5. Запрещается перегревать паяльник. При перегреве и сгорании-полуды на рабочей части паяльника необходимо зачистить его носок и вновь облудить на прутке припоя.
6. При паянии длинного шва следует использовать прутковый припой, подводя его к месту паяния и передвигая вместе с паяльником.
7. Проверку качества паяния следует осуществлять:
• внешним осмотром, не допуская непропаянных мест, «корявого» шва, наплывов припоя на шве;
• на герметичность (пропаянные сосуды);
• перегибом (спаянные заготовки на механическую прочность).
