Пайка, клейка — Резьбовые соединения, пайка и клейка

Пайка представляет собой процесс соединения металлических материалов при помощи расплавленного дополнительного материала — припоя, вводимого в зону соединения деталей. Пайку широко применяют в электро- и радиотехнике.

В некоторых случаях пайка экономичнее сварки, так как требует меньшего нагрева металла, не изменяет его свойств и не приводит к деформации.

Для обозначения пайки применяют условный знак в виде полуокружности, открытой сверху, его наносят на наклонном участке линии-выноски толщиной 5, равной сплошной основной линии.

Линия-выноска для обозначения пайки заканчивается двусторонней стрелкой, а если шов выполнен по замкнутой линии, обозначение линии-выноски заканчивается окружностью диаметром 3-4 мм.

Швы, получаемые пайкой, изображают условно по ГОСТ.

Рисунок 15 — Швы, получаемые пайкой

Швы, выполняемые по замкнутой линии, следует обозначать окружностью диаметром от 3 до 5 мм, выполняемой тонкой линией.

Швы, ограниченные определенным участком, следует обозначать, как показано на рисунке.

Рисунок 16 — Обозначение пайки, шов которой выполняется по замкнутой линии

В соединениях, получаемых пайкой и склеиванием, место соединения элементов следует изображать сплошной линией толщиной 2s.

Для обозначения паяного и клееного соединения следует применять условный знак, который наносят на линии- выноске сплошной основной линией: «С» — для пайки; «К» — для склеивания.

Припой — металл или сплав, который вводят в зазор между соединяемыми деталями. Оловянно-свинцовые припои являются легкоплавкими, а серебряные — тугоплавкими. Обозначение припоя указывают в технических требованиях.

Склеиванием называют процесс получения неразъемных соединений за счет соединения клеем.

Клеевые швы изображают по ГОСТ 2.313-68 на видах и разрезах сплошной линией толщиной 2 5. К этой линии подводят линию-выноску, на которой установлен знак «К», который наносят на наклонном участке линии-выноски, толщиной, равной 5. Все рекомендации по обозначению клеевых соединений аналогичны паяным соединениям. Для склеивания используют различные клеи:

• · фенолполивинилацетатные, ГОСТ 12172-74 (БФ-2, БФ-4, БФ-6);
• · бакелитовый, ГОСТ 901-71;
• · клей №88 ТУМХП1542-49 и др.

Обозначение клея указывают в технических требованиях.

Рисунок 17 — Изображение клеевых швов

Рисунок 18 — Обозначение клейки, шов которой выполняется по замкнутой линии

Общие сведения. Пайка — это процесс получения неразъёмного соединения материалов с нагревом ниже температуры их автономного расплавления путём смачивания, растекания и заполнения зазора между ними расплавленным припоем и сцепления их при кристаллизации шва. Пайку широко применяют в различных отраслях промышленности.

К преимуществам пайки относятся: незначительный нагрев соединяющихся частей, что сохраняет структуру и механические свойства металла; сохранения размеров и форм детали; прочность соединения.

Современные способы позволяют паять углеродистые, легированные и нержавеющие стали, цветные металлы и их сплавы.

Припои — это качество, прочность и эксплуатационная надёжность паяльного соединения. Припои должны обладать следующими свойствами:

иметь температуру плавления ниже температуры плавления спаиваемых материалов;

обеспечивать достаточно высокую сцепляемость, прочность, пластичность и герметичность паяного соединения;

иметь коэффициент термического расширения, близкий к соответст-вующему коэффициенту паяемого материала.

Легкоплавкие припои широко применяют в различных отраслях промышленности и быта; они представляют собой сплав олова со свинцом.

Легкоплавкие припои служат для пайки стали, меди, цинка, свинца, олова и их сплавов серого чугуна, алюминия, керамики, стекла и др. Для получения специальных свойств к оловянно-свинцовым припоям добавляют сурьму, висмут, кадмий, индий, ртуть и другие металлы. При слесарных работах чаще применяют припой ПОС 40.

Тугоплавкие припои представляют собой тугоплавкие металлы и сплавы, из них широко применяют медно-цинковые и серебряные.

Добавка в небольших количествах бора повышает твёрдость и прочность припоя, но повышает хрупкость паяных швов.

Согласно ГОСТу медно-цинковые припои выпускают трёх марок: ПМЦ-38 для паяния латуни с 60…68% меди; ПМЦ-48 — для паяния медных сплавов, меди свыше 68%; ПМЦ-54 — для паяния бронзы, меди, томпака и стали. Медно- цинковые припои плавят при 700…950 градусах.

Флюсы применяют для удаления оксида химических веществ. Флюсы улучшают условия смачивания поверхности, растворяя имеющиеся на поверхности паяемого металла и припоя оксидные плёнки.

Различают флюсы для мягких и твёрдых припоев, а также для пайки алюминиевых сплавов, нержавеющих сталей и чугуна.

Инструменты для пайки. Виды паяных швов

Паяльники. Особую группу составляют паяльники специального назначения: ультразвуковые с генератором ультразвуковой частоты (УП-21); с дуговым обогревом; с вибрирующими устройствами и др.

Паяльники периодического подогрева подразделяются на угловые, или молотковые, и прямые, или торцовые. Первые применяют наиболее широко. Паяльник представляет собой определённой формы кусок меди, закреплённый на железном стержне с деревянной рукояткой на конце.

К паяльникам непрерывного подогрева относят газовые и бензиновые.

Электрические паяльники применяют широко, так как они просты по устройству и удобны в обращении. При их работе не образуются вредные газы, и нагреваются быстро — в течение 2…8 мин., что повышает качество пайки. Электрические паяльники бывают (а)- прямыми и (б)- угловыми.

Виды паяных швов. В зависимости от предъявляемых к спаиваемым изделиям требований паяные швы разделяют на три группы:

прочные, обладающие определённой механической прочностью, но не обязательно герметичностью;

плотные — сплошные герметичные швы, не допускающие проникновения какого-либо вещества;

плотнопрочные, обладающие и прочностью, и герметичностю.

Соединяемые детали должны хорошо подгоняться одна к другой.

Пайка мягкими и твёрдыми припоями

Пайка мягкими припоями делится на кислотную и бескислотную. При кислотной пайке в качестве флюса употребляют хлористый цинк или техническую соляную кислоту при бескислотной — флюсы, не содержащие кислот: канифоль, терпентин, стеарин, паяльную пасту и др. Бескислотной пайкой получают чистый шов; после кислотной пайки не исключена возможность появления коррозии.

Пайку твёрдыми припоями применяют для получения прочных и тер-мостойких швов и осуществляют следующим образом:

поверхности подгоняют друг к другу припиливанием и тщательно очищают от грязи, оксидных плёнок и жиров механическим или химическим способом;

подогнанные поверхности в месте спая покрывают флюсом; на место спая накладывают кусочки припоя — медные пластинки и закрепляют их мягкой вязальной проволокой; подготовленные детали нагревают паяльной лампой;

когда припой расплавится, деталь снимают с огня и держат в таком положении, чтобы припой не мог стекать со шва;

затем деталь медленно охлаждают (охлаждать в воде деталь с напаянной пластинкой нельзя, так как это ослабит прочность соединения).

Безопасность труда. При пайке и лужении необходимо соблюдать следующие правили безопасности:

рабочее место паяльщика должно быть оборудовано местной вентиляцией (скорость движения воздуха не менее 0,6м/с);

не допускается работа в загазованных помещениях;

по окончанию работы и принятием пищи следует тщательно мыть руки с мылом;

серную кислоту следует хранить в стеклянных бутылках с притёртыми пробками; пользоваться нужно только разведённой кислотой;

при нагреве паяльника следует соблюдать общие правила безопасного обращения с источником нагрева;

у электрического паяльника рукоятка должна быть сухой и не проводящей тока.

Лужение

Покрытие поверхности металлических изделий тонким слоем соответствую-щего назначению изделий сплава (олова, сплава олова со свинцом и др.) называется лужением.

Лужение, как правило, применяют при подготовке деталей к пайке, а также для предохранения изделий от коррозии, окисления.

Процесс лужения состоит из подготовки поверхности, приготовления полуды и её нанесения на поверхность.

Подготовка поверхности к лужению зависит от требований, предъявля-емых к изделиям, и способа нанесения полуды. Перед покрытием оловом поверхность обрабатывают щётками, шлифуют, обезжиривают и травят.

Неровности на изделиях удаляют шлифованием абразивными кругами и шкурками.

Жировые вещества удаляют венской известью, минеральные масла — бензином, керосином и другими растворителями.

Способы лужения. Лужение осуществляют двумя способами — погружением в полуду (небольшие изделия) и растиранием (большие изделия).

Лужение погружением выполняют в чистой металлической посуде, в которую закладывают, а затем расплавляют полуду, насыпая на поверхность маленькие кусочки древесного угля для предохранения от окисления. Затем изделие промывают в воде и сушат в древесных опилках.

Лужение растиранием выполняют, предварительно нанеся на очищенное место волосяной щёткой или паклей хлористый цинк. Затем равномерно нагревают поверхность изделия до температуры плавления полуды, которая наносится от прутка. После этого нагревают и в таком же порядке облуживают другие места. По окончанию лужения охладившееся изделие, промывают водой и сушат.

Склеивание

Общие сведения. Склеивание — это процесс соединения деталей машин, строительных конструкций и других изделий с помощью клеев.

Клеевые соединения обладают достаточной герметичностью, водо- и маслостойкостью, высокой стойкостью к вибрационным и ударным нагрузкам. Склеивание во многих случаях может заменить пайку, клёпку, сварку, посадку с натягом.

Надёжное соединение деталей малой толщины возможно, как правило, только склеиванием.

Клеящие вещества. Существует несколько видов клея БФ, выпускаемый под марками БФ-2, БФ-4, БФ-6 и др.

Универсальный клей БФ-2 применяют для склеивания металлов, стекла, фарфора, бакелита, текстолита и других материалов.

Клей БФ-4 и БФ-6 применяют для получения эластичного шва при соедине-нии тканей, резины, ферта. По сравнению с другими клеями они имеют небольшую прочность.

Карбинольный клей может быть жидким или пастообразным (с наполни-телем). Клей пригоден для соединения стали, чугуна, алюминия, фарфора, эбонита и пластмасс и обеспечивает прочность склеивания в течении 3 5ч после приготовления.

Бакелитовый лак — раствор смол в этиловом спирте. Применяют для наклейки накладок на диски муфт сцепления.

Технологический процесс склеивания независимо от склеиваемых матери-алов и марок клеев состоит из следующих этапов: подготовка поверхностей к склеиванию — взаимная подготовка, очистка от пыли и жира и придание необходимой шероховатости; нанесения клея кистью, шпателем, пульвери-затором; затвердевание клея и контроль качества клеевых соединений.

Дефекты. Причины непрочности клеевых соединений:

плохая очистка склеиваемых поверхностей;

неравномерное нанесения слоя на склеиваемые поверхности;

затвердевание нанесённого на поверхности клея до их соединения;

недостаточное давление на соединяемые части склеиваемых деталей;

неправильный температурный режим и недостаточное время сушки клеевого соединения.

Детали машин

Соединения пайкой и склеиванием применяли значительно рань­ше сварных. Известны примеры применения пайки 3…S тыс. лет назад.

По конструкции паяные и клеевые соединения подобны сварным (рис. 4.1). В отличие от сварки пайка и склеивание позволяют соединять детали не только из однородных, но и неоднородных материалов, например: сталь с алюминием; металлы со стеклом, графитом, фарфором; керамика с полупроводниками; пластмассы; дерево, резина и пр.

При пайке и склеивании кромки деталей не расплавляются, что позволяет более точно выдерживать их размеры и форму, а также производить повторные ремонтные соединения. По прочности пая-

Рис. 4.1

Ные и клеевые соединения уступают сварным в тех случаях, когда материал деталей обладает достаточно хорошей свариваемостью. Исключение составляют соединения тонкостенных элементов типа оболочек, когда имеется опасность прожога деталей при сварке.

Применение пайки и склеивания в машиностроении возрастает в связи с широким внедрением новых конструкционных материалов (например, пластмасс) и высокопрочных легированных сталей, мно­гие из которых плохо свариваются. Примерами применения пайки в машиностроении могут служить радиаторы автомобилей и трак­торов, камеры сгорания жидкостных реактивных двигателей, лопат­ки турбин, топливные и масляные трубопроводы и др. В самолето­строении наблюдается тенденция перехода от клепаной алюмини­евой обшивки к обшивке из тонких стальных листов с сотовым промежуточным заполнением. Эту обшивку изготовляют в виде панелей, паянных в термических печах (рис. 4.2).

Пайка и склеивание являются одним из основных видов соедине­ния в приборостроении, в том числе в радиоэлектронике, где они являются преимущественно связующими, а не силовыми соединени­ями.

Процессы пайки и склеивания сравнительно легко поддаются механизации и автоматизации. Во многих случаях применение пай­ки и склеивания приводит к значительному повышению производи­тельности труда, снижению массы и стоимости конструкций.

Эффективность применения паяных и клеевых соединений, их прочность и другие качественные характеристики в значительной степени определяются качеством технологического процесса: пра­вильным подбором типа припоя и клея, температурным режимом, очисткой поверхностей стыка, их защитой от окисления и пр. Этим вопросам посвящены специальные курсы и главы курса «Техноло­гия конструкционных материалов».