Cварка кузовов: какое оборудование и инструмент необходимы?

Курс лекций по дисциплине «технологические процессы в машиностроении» лекция 1 введение

Лекция 15. Пайка металлов и сплавов

Физическая сущность процесса пайки

Пайкой называется технологический процесс соединения металлических заготовок без их расплавления посредством введении между ними расплавленного промежуточного металла припоя. Припой имеет температуру плавления более низкую, чем температура соединяемых металлов, и заполняет зазор между соединяемыми поверхностями за счет действия капиллярных сил.

Образование соединения без расплавления кромок обеспечивает возможность распая, т. е. разъединения паяемых заготовок без нарушения исходных размеров и формы элементов конст­рукции.

Процесс образования паяного шва состоит из прогрева матери­ала, образующего соединение, до температуры, близкой к темпе­ратуре плавления припоя; расплавления припоя; растекания жидкого припоя по поверхности твердого материала и заполнение паяемого шва; охлаждения и кристаллизации припоя в паяном шве.

Качество паяного шва во многом зависит от прочности связи припоя с металлом основы. В результате смачивания твердой металлической поверхности между припоем и основным металлом возникает межатомная связь. Эта связь может образоваться при растворении металла основы в расплавленном припое с образо­ванием жидкого раствора, распадающегося при последующей кристаллизации; за счет диффузии составляющих припой элементов в основной твердый металл с образованием твердого раствора; за счет реактивной диффузии между припоем и основным метал­лом с образованием на границе интерметаллических соединений; за счет бездиффузионной связи в результате межатомного взаимо­действия.

По особенностям процесса и технологии пайку можно разде­лить на капиллярную, диффузионную, контактно-реактивную, реактивно-флюсовую и пайку-сварку.

Капиллярная пайка

. Припой заполняет зазор между соеди­няемыми поверхностями и удерживается в нем за счет капилляр­ных сил. На рис. 35 показана схема образования шва. Соеди­нение образуется за счет растворения основы в жидком припое и последующей кристаллизации раствора.

Рис. 35. Схема капиллярной пайки: а – перед пайкой; б – после пайки; 1 – припой

Диффузионная пайка

. Соединение образуется за счет взаим­ной диффузии компонентов припоя и паяемых материалов, при­чем возможно образование в шве твердого раствора или тугоплав­ких хрупких интерметаллов. Для диффузионной пайки необходима продолжительная выдержка при температуре образования единого шва и после завершения процесса при температуре ниже солидуса припоя.

Контактно-реактивная пайка

. При пайке между соединяе­мыми металлами или соединяемыми металлами и прослойкой Другого металла в результате контактного плавления образуется Сплав, который заполняет зазор и при кристаллизации образует паяное соединение. На рис. 36 показана схема контактно-реактивной пайки.

Рис. 36. Схема контактно–реактивной пайки:

а – перед пайкой; б – после пайки; 1 – медь; 2 – серебро; 3 – эвтектический сплав меди с серебром.

Реактивно-флюсовая пайка

. Припой образуется за счет реак­ции вытеснения между основным металлом и флюсом. Например, при пайке алюминия с флюсом 3ZnCl2 2Аl = 2А1Сl3 Zn восстановленный цинк является припоем. Реакционно-флюсовую пайку можно вести без припоя и с припоем.

Пайка-сварка

. Паяное соединение образуется так же, как при сварке плавлением, но в качестве присадочного металла применяют припой.

Наибольшее применение получила капиллярная пайка и пайка-сварка. Диффузионная пайка и контактно-реактивная более тру­доемки, но обеспечивают высокое качество соединения и при­меняются, когда в процессе пайки необходимо обеспечить мини­мальные зазоры.

Материалы для пайки

Припой

. Припои для пайки, заполняющие зазор в расплав­ленном состоянии между соединяемыми заготовками, должны отве­чать следующим требованиям:

1. температура их плавления должна быть ниже температуры плавления паяемых материалов;
2. они должны хорошо смачивать паяемый материал и легко растекаться по его поверхности;
3. должны быть достаточно прочными и герметичными;
4. коэффициенты термического расширения припоя и паяе­мого материала не должны резко различаться;
5. иметь высокую электропроводность при паянии радиоэлектронных и токопроводящих изделий.

Все припои по температуре плавления подразделяют на низ­котемпературные (температура плавления ниже 500° С), или мягкие припои, и высокотемпературные (температура плавления выше 500° С), или твердые припои. Припои изготовляют в виде прутков, проволок, листов, полос, спиралей, колец, дисков, зерен и т. д., укладываемых в место соединения.

К низкотемпературным, или мягким припоям относятся оловянно-свинцовые, на основе висмута, индия, кад­мия, цинка, олова, свинца. К высокотемпературным, или твердым припоям относятся медные, медно-цинковые, медно-никелевые с благородными металлами (серебром, золотом, платиной).

Изделия из алюминия и его сплавов паяют с припоями на алюминиевой основе с кремнием, медью, оловом и другими ме­таллами.

Магний и его сплавы паяют с припоями на основе магния с до­бавками алюминия, меди, марганца и цинка.

Изделия из коррозионно-стойких сталей и жаропрочных сплавов, работающих при высоких температурах (выше 500°С), паяют с припоями на основе железа, марганца, никеля, кобальта, титана, циркония, гафния, ниобия и палладия.

Паяльные флюсы. Эти флюсы применяют для очистки поверх­ности паяемого металла, а также для снижения поверхностного натяжения и улучшения растекания и смачиваемости жидкого припоя.

Флюс (кроме реактивно-флюсовой пайки) не должен хими­чески взаимодействовать с припоем. Температура плавления флюса должна быть ниже температуры плавления припоя. Флюс в рас­плавленном и газообразном состояниях должен способствовать смачиванию поверхности основного металла расплавленным припоем. Флюсы могут быть твердые, пастообразные, жидкие и газо­образные.

Наиболее распространенными паяльными флюсами являются бура (Na2B4O7) и борная кислота (Н3ВО3), хлористый цинк (ZnCl2), фтористый калий (KF) и другие галлоидные соли щелочных ме­таллов.

Способы пайки

Способы пайки классифицируют в зависимости от исполь­зуемых источников нагрева. Наиболее распространены в про­мышленности пайка в печах, индукционная, сопротивлением, погружением, радиационная, горелками, экзофлюсовая, паяль­никами, электронагревательными металлами и блоками.

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.

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.

Пайка сопротивлением

. Соединяемые заготовки нагревают теплотой, выделяющейся при прохождении электрического тока через паяемые детали и токоподводящие элементы. Соединяемые детали являются частью электрической цепи. Нагрев сопротивле­нием можно осуществлять на контактных сварочных машинах.

Пайка погружением

. Эту пайку выполняют в ваннах с рас­плавленными солями или припоями. Соляная смесь обычно состоит из 55%КС1 и 45%НС1. Температура ванны 700—800° С. 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.

Соляная ванна предохраняет место пайки от окисления. Перед погружением в ванну с расплавленным припоем покрытые флюсом детали нагревают до 550° С. Поверхности, не подлежащий 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 припои подается насосом и образует волну над уровнем расплава.

Пайка с радиационным нагревом. Пайку выполняют за счет 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.

https://www.youtube.com/watch?v=Ewo-qaPFLlw

Экзофлюсовая пайка

. В основном этим способом паяют кор­розионно-стойкие 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.

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, кислород, 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 из припоя также покрывают флюсом.

Нагревают также паяльными лампами, которые по существу являются газовыми горелками, работающими па 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.

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.

Ультразвуковые паяльники применяют для бесфлюсовой низкотемпературной пайки па 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 электропаяльники имеет рабочий стержень, изготовленный прессованием из порошки црипоя и измельченного асбеста.

Типы паяных соединений

. Основными типами паяных сое­динений являются стыковое и внахлестку. Остальные разновид­ности соединений являются комбинациями перечисленных. Напри­мер, плоские элементы могут быть соединены внахлестку (рис. 37, а), ступенчатым (рис. 37, б), гребенчатым (рис. 37, в), косостыковым (рис. 37, г), стыковым (рис. 37, д) и тавровым (рис. 37, е) соединениями.

Рис. 37. Типы паяных соединений

Стыковое соединение применяют в тех случаях, когда изделие работает не в жестких условиях и от него не требуется гер­метичности; соединение внахлестку — во всех остальных случаях, причем чем больше площадь перекрытия паяемых заготовок, тем выше будет прочность паяного шва.

Криволинейные поверхности соединяют между собой и с пло­скими поверхностями в сотовых конструкциях, в панелях с гофри­рованными проставками и т. п. Эти соединения используют в само­летостроении и для изготовления теплообменников.

К паяным соединениям в зависимости от назначения изделия, кроме общих требований, могут быть предъявлены и специаль­ные но герметичности, электропроводности, коррозионной стой­кости и т. п. Сборные части изделий перед пайкой должны быть прочно соединены между собой для предотвращения перекосов и относительных смещений. Способы соединения подбирают экспериментальным путем в зависимости от конструкции изделия

ЛЕКЦИЯ 16. Технология обработки конструкционных материалов резанием. Точность в машиностроении.

При конструировании и построении машин необходимо наряду с расчетами кинематическими, расчетами на прочность, жесткость и износоустойчивость производить расчеты на точность.

Точность — основная характеристика деталей машин или при­боров. Абсолютно точно изготовить деталь невозможно, так как при ее обработке возникают погрешности; поэтому точность обработки бывает различной.

Точность детали, фактически полученная в результате обработки, зависит от многих факторов и определяется:

а) отклонениями от геометрической формы детали или ее от­дельных элементов;

б) отклонениями действительных размеров детали от номинальных;

в) отклонениями поверхностей и осей детали от точного взаим­ного расположения (например, отклонениями от параллельности, перпендикулярности, концентричности).

Трудоемкость и себестоимость обработки деталей в значительной мере зависят от требуемой точности и с повышением точности (при неизменных прочих условиях) увеличиваются.

В массовом и крупносерийном производстве при изготовлении взаимозаменяемых деталей требуемая точность обработки обеспе­чивается гланным образом соответствующей настройкой станков. В мелкосерийном и единичном производстве высокая точность достигается применением дополнительных отделочных операций путем использования исполнителей работы более высокой квали­фикации.

Точность заготовок, методы предварительной и окончательной механической обработки, методы термической обработки значи­тельно влияют на точность окончательно обработанных деталей.

Чем выше точность заготовок, тем меньше число операций их механической обработки и тем выше точность готовых деталей.

Точность геометрической формы деталей повышается при исполь­зовании более совершенных методов термической обработки.

Так как точность обработки в производственных условиях за­висит от многих факторов, обработку на станках ведут не с дости­жимой, а с так называемой экономической точностью.

Под экономической точностью механической об­работки понимают такую точность, которая при минимальной се­бестоимости обработки достигается в нормальных производствен­ных условиях, предусматривающих работу на исправных станках с применением необходимых приспособлений и инструментов при нормальной затрате времени и нормальной квалификации рабочих, соответствующей характеру работы.

Под достижимой точностью понимают такую точ­ность, которой возможно достичь при обработке в особых, наиболее благоприятных условиях, необычных для данного производства, высококвалифицированными рабочими, при значительном увели­чении затраты времени, не считаясь с себестоимостью обра­ботки.

На точность обработки на металлорежущих станках влияют следующие основные факторы.

1. Неточность станков, являющаяся следствием неточности изго­товления их основных деталей и узлов и неточности сборки, в част­ности недопустимо больших зазоров в подшипниках или направляющих, износа трущихся поверхностей деталей, овальности шеек шпинделей, нарушения взаимной перпендикулярности или параллельности осей, неточности или неисправности направляю­щих, ходовых винтов и т. п.

2. Степень точности изготовления режущего и вспомогательного инструмента и его изнашивание во время работы.

3. Неточность установки инструмента и настройки станка на размер.

4. Погрешности базирования и установки обрабатываемой детали на станке или в приспособлении (например, неправильное положе­ние детали относительно оси шпинделя и т. п.).

5. Деформации деталей станка, обрабатываемой детали и ин­струмента во время обработки под влиянием силы резания, вслед­ствие недостаточной жесткости их и упругой системы станок — при­способление— инструмент — деталь (СПИД), в частности дефор­мация детали, возникающая при ее закреплении для обработки.

6. Тепловые деформации обрабатываемой детали, деталей станка и режущего инструмента в процессе обработки и деформации, воз­никающие под влиянием внутренних напряжений в материале де­тали.

7. Такое качество поверхности детали после обработки, которое может дать неправильные показания при измерениях.

8. Ошибки в измерениях вследствии неточности измерительного инструмента, неправильного пользования им, влияния температуры и т.п.

9. Ошибки исполнителя работы.

Онлайн журнал электрика

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.

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.

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; еслив 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) применяетсяприпайке 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 водородаи 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.

Паяльныйжир —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.

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 частейбу­ры, 3 частей поваренной соли, 3 частей поташа. Бура применяется в виде порошка либо пасты, замешанной на воде либо спирте.

Борная кислота — применяется при пайке нержавею­щихсталей 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.