Пайка деталей

Пайка, так же как и сварка, относится к способам образования неразъемных соединений.

Соединение двух и более деталей осуществляется за счет специально вводимого более легкоплавкого металла, называемогоприпоем.

Расплавленный жидкий припой смачивает соединяемые поверхности, частично дифундирует в них, а при остывании обеспечивает достаточно прочное соединение.

Различают:

  • мягкую пайку с помощью оловяно-свинцовых припоев
  • твердую пайку — с помощью медно-цинковых, серебряных и других припоев.

Мягкие припои легкоплавки (Тпл = 200~300°С). Механическая прочность этих припоев не более 50-70 Н/мм2. Применяются они главным образом там, где требуется герметичность соединения и хороший электрический контакт, т. е. в электро- и радиотехнике, и для пайки сосудов.

Твердые припои плавятся при температуре 720-860° и более, имеют механическую прочность 400-500 Н/мм2 и более.

Кроме припоев, при любой пайке металлов должны применяться различные флюсы для предохранения места спая от коррозии. Они же обеспечивают лучшую смачиваемость места соединения расплавленным припоем и способны растворять металлические окислы.

В качестве флюсов при оловяно-свинцовой пайке применяют: канифоль, нашатырь, хлористый цинк, соляную и фосфорную кислоты.

При пайке твердыми припоями используют в качестве флюса буру и плавильный шпат в смеси с окислителями или солями щелочных металлов.

Перед пайкой поверхности деталей очищают от окисной пленки и других загрязнений тонкой наждачной шкуркой, напильником, абразивом и другими средствами. Затем обезжиривают в растворе щелочи, промывают в воде. Для предупреждения смещения во время нагрева и пайки детали скрепляют проволокой или струбциной.
Прочность соединения во многом зависит от величины образовавшегося зазора. Практикой установлено, что величина зазора между соединяемыми деталями должна быть:

  • при пайке стали медью — не более 0,012 мм; в прочих случаях — 0,04-0,1 мм;
  • при серебряном припое — 0,05-0,08 мм;
  • при пайке цветных металлов — 0,1-0,15 мм.

По способу нагрева различают:

  1. Пайку деталей с местным нагревом (паяльной лампой, газовой горелкой, электрической дугой, контактным сопротивлением и др.)
  2. Пайку с общим нагревом (в горнах, печах, в ваннах металлических и соляных)

Для пайки мягким припоем применяют нагрев паяльником. Хорошо облуженным разогретым паяльником забирают порцию припоя и проводят им по шву, создавая необходимый прогрев и равномерное затекание расплавленного припоя во все зазоры. Если шов достаточно длинный, то перед паяльником впереди надо вести палочку припоя и периодически натирать нашатырем конец нагретого паяльника. По мере остывания паяльника надо подогреть и вновь облудить рабочую его часть. Хорошая взаимная пригонка спаиваемых деталей с минимальным и равномерным зазором гарантирует высокое качество шва. Спаивание деталей при помощи погружения их в ванны с расплавленным припоем применяется как для мягкой пайки, так и для пайки медноцинковым припоем в условиях серийного и массового производства. Подготовленные к пайке детали покрывают в месте спая флюсом и тут же опускают в ванну. После непродолжительной выдержки их вынимают и дают избытку припоя стечь в ванну. Поверхности, не требующие пайки, при подготовке покрывают защитным покрытием, состоящим из графита, мела и глины, или смачивают раствором хромовой кислоты.

Твердая пайка в большинстве случаев выполняется в соляных ваннах из смеси расплавленных компонентов хлористого бария и хлористого калия. Подготовленные по всем правилам к пайке детали с вставленными прокладками припоя опускаются на несколько минут в соляную ванну. После расплавления припоя детали вынимаются, остывают и направляются в зачистку. Общий нагрев деталей в печах применяется для пайки латунью или медью. Подготовленные детали с припоем и флюсом загружаются в печь, нагретую на 50-80% выше температуры плавления припоя. При начале расплавления припоя детали извлекают из печи, дают им остыть, а затем направляют на зачистку.

В настоящее время применяется автоматическая пайка стальных изделий в электрических печах с защитной газовой атмосферой; благодаря этому изделие не окисляется и остается светлым. Автоматической пайкой из простых штампованных деталей получают детали сложной конфигурации. Собранные детали с припоями и флюсом устанавливаются на огнеупорные поддоны, проходят нагрев. После расплавления припоя поддон с деталями автоматически перемещается в охладительную камеру. При автоматической пайке обеспечивается высокая культура производства и высокая прочность швов, не уступающая прочности основного металла.