Припои для пайки. | МеханикИнфо
Припои для пайки. Твердые и мягкие припои. 5.00/5 (100.00%) проголосовало 2
Припои — это сплавы способные соединять две разные металлические детали с помощью пайки. Это происходит в расплавленном состоянии, когда сплав припоя заполняет все зазоры между деталями и при остывании образуется твердое, прочное соединение.
Возможно вам будет интересная другая моя статья припой ПОС 40 Технические характеристики.
Таблица 1.
Основные применения припоев.
| Марка припоя | Область применения |
| ПОС 90 | Пайка и лужение приборов и аппаратов в медицинской промышленности, а также в пищевом хозяйстве. |
| ПОС 61М | Пайка и лужение радиоэлектронной техники, тонкой медной проволоки, фольги (толщина менее 0.2 мм). |
| ПОС 61 | Пайка и лужение радиоаппаратуры, схем, где недопустим перегрев. |
| ПОС 40 | Пайка и лужение электроаппаратуры и деталей из латуни, железа и оцинкованного железа с герметичными швами. |
| ПОС 30 | Пайка и лужение деталей машиностроения |
| ПОС 10 | Пайка и лужение электрических аппаратов, реле и контактных поверхностей. |
| Сурьмянистые | |
| ПОССу 95-5 | Пайка трубопроводов в электропромышленности, работающих при повышенных температурах. |
| ПОССу 40-2 | Пайка и лужение тонколистовых упаковок, холодильников. Припой широкого применения. |
| ПОССу 30-2 | Пайка и лужение в холодильном аппаратостроении, электроламповом производстве, автомобилестроении, для абразивной пайки. |
| ПОССу 8-3 | Пайка и лужение в электроламповом производстве. |
| ПОССу 5-1 | Пайка и лужение деталей, работающих при высоких температурах (трубчатые радиаторы). |
| ПОССу 4-6 | Пайка и лужение деталей с клепанными и закатанными швами из меди и латуни. Пайка белой жести, шпатлевка кузовов автомобилей. |
| ПОССу 4-4 ПОССу 10-2 ПОССу 15-2 ПОССу 18-2 ПОССу 25-2 | Пайка и лужение деталей в машиностроении |
| Малосурьмянистые | |
| ПОССу 61-0,5 | Пайка и лужение электроаппаратуры, пайки элементов печатных плат, обмоток электрических машин, оцинкованных радиодеталей при жестких требованиях к температуре. |
| ПОССу 50-0,5 | Пайка и лужение авиационных радиаторов, для пайки пищевой посуды. |
| ПОССу 40-0,5 | Пайка и лужение жести, обмоток электрических машин, для пайки монтажных элементов, моточных и кабельных изделий, радиаторных трубок, оцинкованных деталей холодильных агрегатов. |
| ПОССу 35-0,5 | Пайка и лужение свинцовых кабельных оболочек электротехнических изделий неответственного назначения, тонколистовой упаковки. |
| ПОССу 30-0,5 | Пайка и лужение радиаторов и оцинкованного листа. |
| ПОССу 25-0,5 | Пайка и лужение радиаторов. |
| ПОССу 18-0,5 | Пайка и лужение электроламп и трубок теплообменников. |
Обозначение припоев.
ПОС-40 – припой оловянно-свинцовый с содержанием Олова (Sn) 39-41 %, Свинца (Pb) 59-61 %.
ПОССу 40-2 – припой оловянно-свинцовый с добавлением в сплав сурьмы (Sb) 1.5-2.0 %. Такие сплавы называют «сурьмянистые».
ПОССу 40-0,5 – припой оловянно-свинцовый с добавлением в сплав сурьмы (Sb) 0.05-0.5 %. Такие сплавы называют «малосурьмянистые».
С добавлением в сплав олово-свинец присадки сурьмы (Sb), увеличивается прочность припоя. Висмут (Bi) понижает температуру плавления припоя.
Ниже Вы можете ознакомиться с таблицей массовой долей примесей, содержащихся в разных припоях.
Таблица 2.
Таблица примесей в оловянно-свинцовых припоях по ГОСТ 21931-76.
| Марка припоя | Не более % | |||||||||
| Сурьма (Sb) | Медь (Cu) | Висмут (Bi) | Мышьяк (As) | Железо (Fe) | Никель (Ni) | Сера (S) | Цинк (Zn) | Алюминий (Al) | Свинец (Pb) | |
| Бессурьмянистые | ||||||||||
| ПОС 90 | 0,10 | 0,05 | 0,01 | 0,02 | 0,02 | 0,02 | 0,002 | 0,002 | — | |
| ПОС 63 | 0,05 | 0,05 | 0,02 | |||||||
| ПОС 61 | 0,10 | 0,05 | 0,20 | 0,02 | ||||||
| ПОС 40 | 0,10 | 0,05 | 0,02 | |||||||
| ПОС 30 | 0,10 | 0,05 | 0,02 | |||||||
| ПОС 10 | 0,10 | 0,05 | 0,02 | |||||||
| ПОС 61М | 0,20 | — | 0,01 | |||||||
| ПОСК 50-18 | 0,20 | 0,08 | 0,03 | |||||||
| ПОСК 2-18 | 0,05 | 0,05 | 0,01 | |||||||
| Сурьмянистые | ||||||||||
| ПОСу 95-5 | — | 0,05 | 0,1 | 0,04 | 0,02 | 0,02 | 0,02 | 0,002 | 0,002 | 0,07 |
| ПОССу 40-2 | 0,08 | 0,2 | 0,02 | 0,08 | — | |||||
| ПОССу 35-2 | 0,08 | 0,02 | ||||||||
| ПОССу 30-2 | 0,08 | 0,02 | ||||||||
| ПОССу 25-2 | 0,08 | 0,02 | ||||||||
| ПОССу 18-2 | 0,08 | 0,02 | ||||||||
| ПОССу 15-2 | 0,08 | 0,02 | ||||||||
| ПОССу 10-2 | 0,08 | 0,02 | ||||||||
| ПОССу 8-3 | 0,1 | 0,05 | ||||||||
| ПОССу 5-1 | 0,08 | 0,02 | ||||||||
| ПОССу 4-6 | 0,1 | 0,05 | ||||||||
| ПОССу 4-4 | 0,1 | 0,05 | ||||||||
| Малосурьмянистые | ||||||||||
| ПОССу 61-0,5 | — | 0,05 | 0,20 | 0,02 | 0,02 | 0,02 | 0,02 | 0,02 | 0,02 | — |
| ПОССу 50-0,5 | 0,05 | 0,10 | 0,02 | |||||||
| ПОССу 40-0,5 | 0,05 | 0,20 | 0,02 | |||||||
| ПОССу 35-0,5 | 0,05 | 0,02 | ||||||||
| ПОССу 30-0,5 | 0,05 | 0,02 | ||||||||
| ПОССу 25-0,5 | 0,05 | 0,02 | ||||||||
| ПОССу 18-0,5 | 0,05 | 0,02 | ||||||||
Припои для пайки. Твердые и мягкие припои.
Припои бывают двух видов: твердый и мягкий. У мягкого припоя температура плавления до 400 ºС, а у твердого температура плавления выше 400 ºС.
Какие же отличаются у этих припоев кроме температурных режимов?
По физическому характеру твердые припои ничем не отличаются от мягких. Различия есть по химическому составу, прочности соединения и термоустойчивости.
По прочности соединения мягкие припои уступают твердым. Твердые припои выдерживают более высокие нагрузки чем мягкие. Прочность при растяжении твердых припоев составляет 100-500 МПа, а у мягких – 16-100 МПа. В свою очередь мягкие припои отличаются простотой процесса пайки. Для их разогрева подойдут обычные, удобные паяльники, с температурой плавления от 183 °C, чем не могут похвастаться твердые припои. Из-за своих высоких температур плавления приходится использовать более дорогие и неудобные паяльники. Чем больше содержание олова в мягкой смеси, тем меньше температура плавления припоя.
ПОС 90 — от 183°C до 220°C
ПОС 61 — от 183°C до 190°C
ПОС 40 — от 183°C до 238°C
ПОС 10 — от 268°C до 299°C
К мягким припоям относят:
Сурьмянистые припои (ПОССу) – используют для пайки оцинкованных изделий;
Оловянно-свинцово-кадмиевые (ПОСК) – используют для пайки чувствительных к перегреву деталей;
Оловянно-цинковые (ОЦ) – используют для пайки алюминия:
Бессвинцовые – обладает высокой электропроводностью и используют для пайки радиоэлектронной аппаратуры.
Твердые припои используют для пайки металлорежущих инструментов, систем трубопроводов, работающих под высоким давлением, в автомобилестроении, судостроении, тонкостенных деталей и т.д. Твердые припои играют огромную роль в промышленности. Без них был бы невозможен мелкий ремонт или изготовление различных металлических деталей.
Твердые припои подойдут для пайки медных, латунных, нержавеющих сплавов.
К твердым припоям относят:
Медно-цинковые (ПМЦ) – используются для пайки деталей с высокими внутренними давлениями. Ими паяют медь, латунь, бронзу.
Серебряные (ПСр) – данные припои подойдут для пайки черных и цветных металлов.
Медно-фосфорные (ПМФ) – используют для пайки деталей из меди и ее сплавов. Пайка такими припоями возможна без использования флюсов.
Таблица 3.
Физико-механические свойства припоев.
| Маркаприпоя | t, оС | P, г/см3 | ρ, Ом мм2/м | λ, ккал/см с град | σ, кгс/мм2 | Относительное удлинение, % | КС, кгс/см2 | Твердость по Бриннелю | |
| Солидус | Ликвидус | ||||||||
| ПОС 90 | 183 | 220 | 7,6 | 0,120 | 0,130 | 4,9 | 40 | 4,2 | 15,4 |
| ПОС 61 | 183 | 190 | 8,5 | 0,139 | 0,120 | 4,3 | 46 | 3,9 | 14,0 |
| ПОС 40 | 183 | 238 | 9,3 | 0,159 | 0,100 | 3,9 | 52 | 4,0 | 12,5 |
| ПОС 10 | 268 | 299 | 10,8 | 0,200 | 0,084 | 3,2 | 44 | 3,2 | 12,5 |
| ПОС 61М | 183 | 192 | 8,5 | 0,143 | 0,117 | 4,5 | 40 | 1,1 | 14,9 |
| ПОСК 50-18 | 142 | 145 | 8,8 | 0,133 | 0,130 | 4,0 | 40 | 4,9 | 14,0 |
| ПОССу 61-0,5 | 183 | 189 | 8,5 | 0,140 | 0,120 | 4,5 | 35 | 3,7 | 13,5 |
| ПОССу 50-0,5 | 183 | 216 | 8,9 | 0,149 | 0,112 | 3,8 | 62 | 4,4 | 13,2 |
| ПОССу 40-0,5 | 183 | 235 | 9,3 | 0,169 | 0,100 | 4,0 | 50 | 4,0 | 13,0 |
| ПОССу 35-0,5 | 183 | 245 | 9,5 | 0,172 | 0,100 | 3,8 | 47 | 3,9 | 13,3 |
| ПОССу 30-0,5 | 183 | 255 | 8,7 | 0,179 | 0,090 | 3,6 | 45 | 3,9 | 13,2 |
| ПОССу 25-0,5 | 183 | 266 | 10,0 | 0,182 | 0,090 | 3,6 | 45 | 3,9 | 13,6 |
| ПОССу 18-0,5 | 183 | 277 | 10,2 | 0,198 | 0,084 | 3,6 | 50 | 3,6 | — |
| ПОСу 95-5 | 234 | 240 | 7,3 | 0,145 | 0,110 | 4,0 | 46 | 5,5 | 18,0 |
| ПОССу 40-2 | 185 | 229 | 9,2 | 0,172 | 0,100 | 4,3 | 48 | 2,8 | 14,2 |
| ПОССу 35-2 | 185 | 243 | 9,4 | 0,179 | 0,090 | 4,0 | 40 | 2,6 | — |
| ПОССу 30-2 | 185 | 250 | 9,6 | 0,182 | 0,090 | 4,0 | 40 | 2,5 | — |
| ПОССу 25-2 | 185 | 260 | 9,8 | 0,185 | 0,090 | 3,8 | 35 | 2,4 | — |
| ПОССу 18-2 | 186 | 270 | 10,1 | 0,206 | 0,081 | 3,6 | 35 | 1,9 | 11,7 |
| ПОССу 15-2 | 184 | 275 | 10,3 | 0,208 | 0,080 | 3,6 | 35 | 1,9 | 12,0 |
| ПОССу 10-2 | 268 | 285 | 10,7 | 0,208 | 0,080 | 3,5 | 30 | 1,9 | 10,8 |
| ПОССу 8-3 | 240 | 290 | 10,5 | 0,207 | 0,081 | 4,0 | 43 | 1.7 | 12,8 |
| ПОССу 5-1 | 275 | 308 | 11,2 | 0,200 | 0,084 | 3,3 | 40 | 2,8 | 10,7 |
| ПОССу 4-6 | 244 | 270 | 10,7 | 0,208 | 0,080 | 6,5 | 15 | 0,8 | 17,3 |
t – Температура плавления, оС;
P — Плотность, г/см3;
ρ — Удельное электросопротивление Ом мм2/м;
λ — Теплопроводность, ккал/см с град;
σ — Временное сопротивление разрыву, кгс/мм2;
КС — Ударная вязкость, кгс/см2.
mechanicinfo.ru
Твердые припои | Пайка
Твердые припои состоят в основном из меди, серебра и цинка. Они применяются для паяния как черных, так и цветных металлов и их сплавов.
Существует много различных по химическому составу твердых припоев. К группе твердых припоев относятся медно-цинковые и серебряные.
Медно-цинковые припои. В состав медно-цинковых припоев входят медь и цинк. В зависимости от содержания меди и цинка они имеют разные свойства. Чем больше в припое содержится меди, тем выше температура плавления его, и, наоборот, чем больше содержится цинка и меньше меди, тем ниже температура плавления припоя. Кроме того, медно-цинковые припои содержат свинец и железо в количестве до 1,5%. От присадки свинца припои становятся более светлыми.
Согласно ГОСТ 1534—42 медно-цинковые припои применяют трех марок: ПМЦ-36, ПМЦ-48 и ПМЦ-54. В марке буква П обозначает слово «припой», МЦ— медно-цинковый, а цифра — процент меди. Медно-цинковые припои поставляются в виде зерен. Зерна припоев по величине разделяются на два класса: класс А — зерна величиной от 0,2 до 3 мм, класс Б — зерна величиной от 3 до 5 мм.
Медно-цинковый припой ПМЦ-36 применяют для паяния латуни с содержанием 60—68% меди; припой ПМЦ-48 — для паяния медных сплавов, содержащих меди свыше 68%; припой ПМЦ-54 — для паяния бронзы, меди, томпака и стали.
Медно-цинковые припои непригодны для паяния изделий, подвергающихся высоким внутренним давлением. Объясняется это тем, что медно-цинковые сплавы теряют цинк до затвердевания, поэтому в шве образуются мелкие поры. В этих случаях применяют чистый медный припой. Чистая медь является наилучшим припоем для прочного и плотного соединения стальных изделий. Она применяется в виде проволоки, порошка или ленты и плавится при температуре 1083° С. Недостаток меди как припоя заключается в том, что паяние осуществляется при высоких температурах, что удорожает стоимость паяния.
Серебряные припои. Серебряные припои в основном представляют собой сплавы серебра с цинком и медью. Температура плавления их повышается с увеличением процентного содержания серебра. Они образуют очень прочное соединение металлических изделий. Серебряные припои применяют для того, чтобы повысить сопротивление коррозии, или в тех случаях, когда нужно сохранить светлый цвет изделий.
Согласно ГОСТ 8190—56 серебряные припои изготовляют следующих марок: ПСр72; ПСр71; ПСр70; ПСр65; ПСр62; ПСр50; ПСр50Кд; ПСр45; ПСр44; ПСр40; ПСр37,5; ПСр25; Ср25Ф; ПСр15; ПСр12М; ПСр10; ПСр3; ПСр3Кд; ПСр2,5; ПСр2; ПС1,5. Марки серебряных припоев расшифровываются так: буква П обозначает слово «припой», буквы Ср — серебро, Кд — кадмий, М — медь, Ф — фосфор, число — процент серебра.
Серебряные припои плавятся при температуре от 270 до 850° С. Эти припои изготовляются в виде полос (за исключением припоя ПСр44, выпускаемого в виде плоских слитков) и проволоки (за исключением припоев ПСр12М, ПСр10).
www.stroitelstvo-new.ru
Припои для пайки. Виды и свойства. Состав и флюсы. Плавление
Для соединения различных металлических деталей между собой часто применяется пайка. Этот вид соединения популярен в различных сферах жизни и производства. Чаще им пользуются радиолюбители и домашние мастера.
Пайка может выручить как при ремонте компьютера, телевизора, радиотехники, так и в промышленности, ремонте холодильников. Пайка хороша в создании герметичности соединения. А некоторые материалы по-другому просто невозможно соединить.
Не все металлы можно соединить сваркой. А чтобы пайка получилась качественной и герметичной, необходимы навыки работы, хорошие инструменты и соответствующие припои для пайки и флюсы.
Составы и виды припоев и флюсов выбирают в соответствии с материалами, из которых изготовлены соединяемые материалы. Например, для алюминия нужен совсем другой флюс, нежели чем для меди. Рассмотрим основные свойства припоев, их применяемость, особенности использования.
Основные свойства
В качестве припоя применяют разные сплавы металлов. Есть сплавы на одном чистом металле, обычно это олово. Металлы, входящие в состав припоя, отличаются между собой разными параметрами.
Смачиваемость
Любые припои для пайки в обязательном порядке должны обладать свойством смачиваемости, иначе соединяемые детали невозможно будет соединить качественной пайкой.
Смачиваемостью называется явление, при котором надежность связи между молекулами твердого вещества с жидкостью больше, чем у жидкости. При наличии хорошей смачиваемости жидкость расходится по поверхности, при этом заполняет все ее полости. Когда припой недостаточно смачивает металл, его не применяют для этого металла. Для пайки меди чистый свинец не используют, он не смачивает медь.
Температура плавления
Несмотря на вид припоя, у любого вида температура плавления не должна быть больше, чем температура спаиваемых деталей. Однако она должна быть больше рабочих температур материалов, чтобы при работе спаянного устройства припой не расплавился.
В этом вопросе есть два порога температуры. Первый – это температура, во время которой только начинается плавление самых легкоплавких составляющих припоя, а второй – это когда весь припой превратился в жидкость. Интервал между этими двумя значениями называется интервалом кристаллизации припоя.
Если соединенное пайкой место будет находиться при температуре кристаллизации, то место пайки может быстро разрушиться, даже от небольшой нагрузки, так как соединение будет иметь повышенное электрическое сопротивление и хрупкость. Во время пайки нужно знать, что пока припой окончательно не затвердел, нельзя прикладывать к нему какие-либо нагрузки.
Свойства припоев
В любом составе припоя не должны содержаться вещества, обладающие токсичными свойствами для человека, выше нормы. Припои для пайки должны иметь свойства термостабильности и электростабильности. При выборе припоя учитывается теплопроводность припоя и его тепловое расширение. Они должны быть на уровне с паяными деталями.
Виды припоев
Все припои для пайки разделяются на твердые и мягкие. Температура плавления твердых припоев составляет более 450 градусов, а мягких – до этого значения.
Припои для пайки: мягкие
Наиболее популярные из них являются сплавы олова и свинца с различным процентным соотношением. Для придания особых свойств припою, в него могут добавить вспомогательные составляющие. Кадмий и висмут используются для уменьшения температуры плавления. Сурьма повышает прочность пайки.
Припой на олове и свинце имеют малую температуру плавления и низкую прочность. Для ответственных деталей такой припой лучше не применять. Если приходится паять мягким припоем детали, подверженные серьезным нагрузкам, то рекомендуется повысить площадь пайки деталей.
Наиболее популярными припоями мягкого типа стали от ПОС – 18 до ПОС – 90. Цифры в маркировке обозначают процентное содержания олова в припое. Эти марки припоев применяют в производстве приборов, а также электронных устройств. ПОС-90 служит для пайки деталей, подвергающихся в дальнейшем гальванике. ПОС-61 применяется для пайки точных устройств, особо ответственных деталей из различных материалов. Им осуществляют пайку латуни, меди, когда нужна прочность соединения и повышенная электропроводность.
ПОС-40 применяется для неответственных деталей, для которых не нужна особая точность. Зону пайки можно нагревать до высокого значения температуры. ПОС-30 хорошо сочетается с латунью и медью, а также стальными сплавами.
Твердые припои для пайки
Среди твердых припоев с большой температурой плавления имеется две группы: сплавы меди и серебра. К медным видам припоев можно отнести припои, созданные на основе цинка и меди, которые хорошо сочетаются для соединений, предназначенных для статической нагрузки. Эти сплавы хрупкие, поэтому их не нужно применять для пайки материалов с ударной или вибрационной нагрузкой.
Другие виды припоя
Имеются и другие виды припоя, которые редко применяются. Они необходимы для пайки редких металлов, либо для особых специальных условий. Есть припои на основе никеля, служащие для деталей, работающих при высоких температурах, либо изготовленных из нержавеющей стали. Золотые припои используют для вакуумных трубок. Имеются также припои магния.
Форма выпуска
Припои выпускают в виде различных форм и упаковок. Чаще припои изготавливают в виде проволоки, фольги, либо порошка или таблеток. Также бывают гранулированные припои, паяльные пасты. Форма припоя выбирается в зависимости от вида зоны пайки.
Пайка алюминия
Алюминиевые детали соединяют с помощью пайки, при этом используют специальные припои. Пайку алюминия используют в промышленности, бытовых условиях.
Вообще, пайку алюминия считают сложной работой. Так получается, когда неправильно выбирают вид припоя. Берут совсем не тот припой, какой нужно, предназначенный для других металлов. Причина трудной пайки заключается в образовании оксидной пленки, которая не позволяет создать хорошую смачиваемость алюминия.
Чтобы запаять алюминиевую деталь, применяется припой, содержащий цинк, серебро, медь, алюминий и кремний. В торговой сети имеется множество припоев с такими составляющими в разных пропорциях. При выборе следует учесть, что наибольшая коррозионная стойкость и прочность соединения достигается припоем с значительным содержанием цинка.
Алюминий можно также спаять и обычным припоем из свинца и олова, но для этого нужна качественная подготовка поверхности, которая включает в себя зачистку металлической щеткой из нержавеющей стали. При пайке нужно использовать активный флюс. Но такой способ редко применяется.
Пайку алюминия производят при высокой температуре. Наиболее применяемые припои для пайки алюминия – это алюминиево-медно-кремниевые составы.
Пайка меди
Медь паять легче всего. С ней сочетаются практически все виды припоев. Применяются как мягкие легкоплавкие припои, так и твердые виды, а также сплавы олова, свинца, серебра, цинка и т. д.
Для ремонта компьютера или телевизора подходят любые мягкие припои. Для пайки труб, водопровода, холодильника применяют твердые припои. Соблюдая эти простые правила можно получить хороший результат.
Пайка нержавейки
Для соединения пайкой деталей, изготовленных из нержавеющей стали, специалисты рекомендуют применять припой, состоящий из свинца и олова. Неплохой результат получается с припоем, содержащим кадмий. Можно использовать мягкие припои на основе цинка.
Их нельзя применять совместно с низколегированными сталями, а также углеродистыми сплавами. Наиболее оптимальный вариант припоя для нержавеющей стали – это припой из чистого олова, тем более, если пайка будет соприкасаться с пищевыми продуктами.
При проведении пайки в сухом месте или в печи, используют марганец с серебром, чистую медь или припои на никеле и хроме. Во время пайки в условиях коррозии, применяют тиноли на основе серебра с частью никеля.
Пайка стали
Эффективным припоем для соединения деталей из стали является ПОС-41. Другие припои для пайки также можно применять, но они не совсем подходят для этих целей. Припой на основе цинка плохо сочетается со сталью, особенно низколегированных и углеродистых сплавов.
Как самому приготовить припой
Для приготовления припоя своими руками составляющие части (обычно это свинец и олово) взвешивают на весах. Эту смесь плавят в тигле на газовой горелке. Расплавленный состав перемешивают металлическим стержнем.
Далее, небольшой пластинкой из стали снимают шлак с поверхности расплавленного припоя, затем аккуратно разливают его в формочки, сделанные из жести, либо гипса.
Плавку осуществляют в проветриваемом помещении, с соблюдением мер безопасности, то есть, надевают очки, фартук, перчатки.
Виды флюсов
Ни одна пайка не обходится без флюса, так же как без припоя. Это химическое вещество, растворяющее и поглощающее окислы. Флюс осуществляет защиту металла от окисления и способствует смачиванию соединяемых деталей.
Для процесса пайки припоем на основе олова и свинца используют флюс на основе соляной кислоты, либо хлористого цинка. Флюсом может служить также хлористый аммоний или бура. Эти флюсы являются активными. Пассивные флюсы состоят из канифоли, масла, вазелина и других подобных веществ.
Например, с мягкими видами припоев можно применять раствор соляной кислоты. Со сталью, медью и латунью используют хлористый цинк. Жирные вещества способен растворять нашатырный спирт. Для пайки алюминиевых сплавов в качестве флюса применяют смесь из тунгового масла, хлористого цинка, канифоли. Имеет свое применение и фосфорная кислота.
Похожие темы:
electrosam.ru
Пайка твердыми припоями — Пайка
Пайка твердыми припоями
Категория:
Пайка
Пайка твердыми припоями
Пайку твердыми припоями применяют для получения прочных и термостойких швов.
Пайку твердыми припоями осуществляют, соблюдая следующие основные правила:
— как и при пайке мягкими припоями, повеохности подгоняют друг к другу припили-ванием, тщательно очищают от грязи, окислов и жиров механическим или химическим способом;
— подогнанные детали в месте спая покрывают флюсом, на место спая накладывают кусочки- припоя (медные пластинки) и закрепляют мягкой вязальной проволокой;
— подготовленные детали (заготовки) нагревают паяльной лампой, в кузнечном горне или электропечи;
— когда припой расплавится, деталь снимают с огня и держаг в таком положении, чтобы припой не мог стекать со шва;
— затем деталь медленно охлаждают. Охлаждать детали с напаянной пластинкой в воде нельзя, так как это ослабит прочность соединения.
Применяют другой способ пайки: подготовленную деталь (изделие) нагревают и обсыпают бурой, затем нагревают и к месту соединения подводят конец медной или латунной проволоки, которая, расплавляясь, заливает место спая. По мере охлаждения спаянные детали промывают в воде, протирают сухими тряпками и просушивают; шов зачищают наждачной бумагой или опиливают напильником.
Дефекты при пайке, их причины и меры предотвращения следующие:
припой не смачивает поверхность паяемого металла вследствие недостаточной активности флюса, наличия окисной пленки, жира и других загрязнений. Для предотвращения несмачивания в состав флюса добавляют фтористые соли или увеличивают его количество, улучшают обработку деталей, удаляя следы коррозии, жира; наплывы или натеки припоя вследствие недостаточного прогрева детали, припой не расплавился.
Рис. 1. Лужение деталей: а — погружением в ванну с оловом, б — нагрев деталей для облуживания, в — обслуживание растиранием олова
Безопасность труда при выполнении паяльных работ и лужении. Рабочие места, предназначенные для выполнения работ по пайке мелких деталей, должны оборудоваться местными вытяжными устройствами, обеспечивающими скорость движения воздуха непосредственно на месте пайки не менее 0,6 м/с.
В помещениях, где выполнялись паяльные работы, должно производиться мытье полов, сухая уборка пола не разрешается. Хранение одежды в помещениях, где производится пайка, запрещается.
В непосредственной близости от рабочих мест, предназначенных для выполнения работ по пайке мелких деталей мягкими припоями, должны устанавливаться: умывальник, бачок с 1%-ным раствором уксусной кислоты для предварительного обмывания рук и легкообмы-ваемые переносные емкости для сбора бумажных или хлопчатобумажных салфеток и ветоши. Около умывальника постоянно должны быть мыло, щетки, салфетки для вытирания рук. Применение полотенец общего пользования не разрешается.
Подготовка металлов и процесс пайки связаны с выделением пыли, вредных паров цветных металлов и солей, которые, попадая в организм человека через дыхательные органы, пищевод или кожу, вызывают раздражение слизистой оболочки глаз, поражение кожи и отравление.
Поэтому при пайке, и лужении необходимо соблюдать следующие правила;
рабочее место паяльщика должно быть оборудовано местной вентиляцией;
не допускается работа в загазованных помещениях;
после окончания работы и перед принятием пищи тщательно мыть руки мылом;
химикаты засыпать осторожно малыми порциями, не допуская брызг.
Попадание кислоты в глаза может вызвать слепоту, испарения кислот очень вредны;
серную кислоту хранить в стеклянных бутылях с притертыми пробками в плетеных корзинах с мягкой прокладкой;
пользоваться только разведенной кислотой. При разведении кислоту следует вливать в воду тонкой струей, непрерывно помешивая раствор. Запрещается лить воду в кислоту, так как при соединении воды с кислотой происходит сильная химическая реакция с выделением большого количества теплоты. Даже при небольшом количестве воды, попадающей в кислоту, вода быстро нагревается и превращается в пар, что может привести к взрыву;
— не допускаются ручные операции, при которых возможно непосредственное соприкосновение кожи работающего (промывка, притирка изделий, розлив и др.) с дихлорэтаном (огнеопасная ядовитая жидкость) или содержащими его смесями;
— при нагреве паяльника соблюдать общие правила безопасного обращения с источником нагрева;
— при работе с паяльными лампами: проверить исправность лампы, горючее наливать в лампу не более 75% емкости; недопустимо доливать или наливать горючее в не-остывшую лампу; керосиновую лампу заправлять только керосином; работать электрическим паяльником, ручка которого должна быть сухой и не проводящей тока.
Рис. 2. Пайка твердыми припоями: а — подгонка поверхностей деталей, б — смазывание поверхностей деталей флюсом, в — вставка медной пластины, г — фиксирование соединяемых деталей направляющей прокладкой, д — нагрев деталей
—-
Имеется несколько способов пайки твердыми припоями. Эти способы могут быть классифицированы по способу нагрева металла в процессе пайки. Обычно твердые припои разделяются на медные, медно-цинковые, медно-никелевые и серебряные. Отдельную группу составляют алюминиевые припои. Наиболее важные твердые припои стандартизованы.
Припой ПМЦЗб из-за низкой прочности и хрупкости в машиностроении не применяется. Припои ПМЦ48 и ПМЦ54 ввиду недостаточной пластичности и низкой вибростойкости паянных ими соединений применяются мало. Наибольшее распространение получили припои JI62 и JIOK 62-06-04, дающие прочные паяные соединения. Предел прочности припоя JI62 составляет 30 кГ/мм2 при относительном удлинении 35 %.
Основой большинства флюсов для твердой пайки является бура Na2B407, кристаллизующаяся с десятью частями воды в крупные прозрачные бесцветные кристаллы Na2B407 • ЮН20. Кристаллическая бура начинает плавиться при 75 °С; по мере
усиления нагрева она постепенно теряет воду, сильно вспучиваясь и разбрызгиваясь, и переходит в безводную соль — плавленую или жженую буру, плавящуюся при температуре 783 °С. Бура в расплавленном состоянии может быть нагрета до высоких температур без заметного испарения; она весьма жидкотекуча и энергично растворяет окислы многих металлов, в особенности окислы меди.
Для пайки нержавеющей стали применяется смесь из равных частей буры и борной кислоты, замешанных на насыщенном водном растворе хлористого цинка до пастообразного состояния. При пайке серого ковкого чугуна для выжигания графита и увеличения чистой металлической поверхности, смачиваемой припоем, во флюсы часто вводят сильные окислители (хлорат калия, перекись марганца, окись железа и т. д.).
Флюсы могут иметь форму порошка или пасты. Применяются также флюсы и в виде жидких растворов, например раствор буры в горячей воде. Иногда целесообразно применять прутки припоя, покрытые флюсом. Флюсующее действие могут оказывать составные части самого припоя. Например, фосфор, окисляясь в фосфорный ангидрид, является хорошим флюсом для меди и медных сплавов, восстанавливая окислы и переводя их в легкоплавкие фосфорнокислые соединения. Поэтому фосфористые медные ири-пои не требуют флюсов для пайки медных сплавов, что очень удобно на практике.
Рис. 1. Классификация способов пайки твердыми припоями
Порошкообразные флюсы можно посыпать тонким слоем на кромки, причем часто применяется предварительный подогрев кромок, с тем чтобы частицы флюса плавились, прилипая к металлу, и не сдувались пламенем горелки при пайке. В порошкообразный флюс можно также обмакивать конец прутка припоя, нагретый выше температуры плавления флюса, который прочно пристает к прутку. Пасты и жидкие растворы наносят кистью или в них обмакивают припой. Можно изготовлять пасту из флюса с порошкообразным припоем и наносить ее на кромку перед пайкой.
Для пайки имеют важное значение подготовительные работы, часто определяющие качество соединения. Широко применяются три основные формы паяных соединений: нахлесточное, стыковое и соединение «в ус» (рис. 239). Наиболее распространенным является нахлесточное соединение, удобное для выполнения и весьма прочное. Увеличивая перекрытие нахлесточного соединения, можно повышать его прочность и в большинстве случаев достигнуть равнопрочности с основным металлом. Стыковое соединение имеет лучший внешний вид и при хороших припоях и правильном выполнении часто может обеспечить достаточную прочность (предел прочности может доходить до 40— 45 кГ/мм2). Стыковое соединение применяется в тех случаях, когда удвоение толщины металла нежелательно. Соединение в ус, требующее усложненной подготовки кромок, совмещает преимущества стыкового и нахлесточного соединений и обеспечивает хороший внешний вид и отсутствие выступающих кромок. Соединение в ус дает возможность достичь равнопрочности с целым сечением за счет увеличения рабочей площади соединения.
Существенное значение имеет величина зазора между соединяемыми кромками, которая должна быть малой как для улучшения всасывания жидкого припоя действием капиллярных сил, так и для увеличения прочности соединения. Для серебряных припоев рекомендуется зазор 0,05—0,15 мм; для пайки медью в защитном газе рекомендуются зазоры 0,1—0,2 мм. Строгие требования в отношении величины зазора заставляют производить достаточно чистую механическую обработку поверхностей, так как грубая обработка, например опиловка напильником или опескоструивание, может быть причиной чрезмерного расхода припоя в соединении и резкого падения его прочности.
Для хорошего смачивания припоем поверхность, подлежащая пайке, должна быть безукоризненно чистой. Обезжиривать можно горячей щелочью, трихлорэтиленом или четыреххлористым углеродом. Окислы удаляют травлением в кислотах с последующей тщательной промывкой и сушкой.
Рис. 2. Формы паяных соединений: 1 — нахлесточное; 2 — стыковое; з — «в ус»
Механическую очистку производят протиркой ветошью, тонкой наждачной бумагой, шлифованием мелкозернистыми шлифовальными кругами, щетками и т. д. При сборке часто предварительно наносят флюс на кромки и размещают припой между кромками; в этом случае применяют припой в форме фольги или тонкого порошка, или же припой в виде проволоки или ленты, помещаемой около места пайки.
Собранные детали перед пайкой должны быть достаточно прочно скреплены проволочными связками, шпильками, точечной сваркой и т. д., с тем чтобы устранить возможность смещения деталей при нагреве и в процессе пайки. Поверхность изделий, которая не должна облуживаться, покрывают перед пайкой пастой из мела, глины, графита или их смесей, или смачивают раствором хромовой кислоты и тому подобными веществами, устраняющими прилипание припоя к поверхности изделия.
—
Пайку изделий твердыми припоями применяют в том случае, если неразъемные соединения должны обладать достаточной прочностью (временное сопротивление 15—20 кгс/мм2).
Твердые припои имеют температуру плавления выше 450 °С.
Для нагрева изделий при пайке твердыми припоями используют различные методы: газовым пламенем (горелкой), в печах, в соляных ваннах, токами высокой частоты, на электрических контактных машинах.
Реклама:
Читать далее:
Клеевые соединения
Статьи по теме:
pereosnastka.ru
ПАЙКА ТВЕРДЫМИ ПРИПОЯМИ
СВАРКА, РЕЗКА И ПАЙКА МЕТАЛЛОВ
Имеется несколько способов пайки твёрдыми припоями. Эти способы могут быть классифицированы (фиг. 212) по способу нагрева металла в процессе пайки. Твёрдые припои иногда разделяются на тугоплавкие с температурой плавления 875—1100° и легкоплавкие с температурой плавления ниже 875°. Отдельную группу составляют алюминиевые припои. Обычные твёрдые припои раз
деляются на медные, медноцинковые, медноникелевые и серебряные. Наиболее важные твёрдые припои стандартизованы.
Фиг. 212. Способы пайки твёрдыми припоями. |
Состав и примерное назначение медноцннко — вых припоев по ГОСТ 1534-42 даны в табл. 24. Состав и примерное назначение серебряных припоев по ОСТ 2982 даны в табл. 25.
Кроме указанных стандартных припоев, представляют известный интерес и могут находить промышленное применение припои, указанные в табл. 26. В ряде случаев в качестве припоя используется технически чистая медь в температурой плавления 1083°.
Стандартные медноцинковые припои (состав в процентах) Таблица 24
|
Основой большинства флюсов для твёрдой пайки является бура Na2B407, кристаллизующаяся с 10 частями воды с образованием крупных прозрачных бесцветных кристаллов Na2B407 • 10Н2О. Кристаллическая десятиводная бура начинает плавиться при 75°, по мере усиления нагрева постепенно теряет воду, сильно вспучиваясь и разбрызгиваясь, и переходит в безводную соль — плавленую или жжёную буру, плавящуюся при 783°. Бура в расплавленном состоянии может быть нагрета до высоких температур без заметного испарения, весьма жидкотекуча и энергично растворяет окислы многих металлов, в особенности окислы меди.
Для усиления действия флюса к буре часто добавляется борная кислота В (ОН)3, благодаря которой флюс становится более густым и вязким, требующим повышения рабочей температуры. Для пони
жения рабочей температуры флюса, что особенно важно для легкоплавких припоев, вводят хлористый цинк ZnCb, фтористый калий K. F и другие галоидные соли щелочных металлов.
Таблица 25
Стандартные серебряные припон (состав в процентах)
Марка | Ag | Си | Zn | Прі не РЬ | 1МЄСИ более Всего | Темпера — j тура плав — і леяия в °С | Примерное назначение |
ПСр-10 | 9,7—10,3 | 52-54 | 0,5 | 1,0 | 830 | Пайка латуни, | |
содержащей не | |||||||
ПСр-12 | 11,7—12,3 | Со СП ) Со -V) | 0,3 | 1,0 | 785 | менее 58% медн | |
ПСр-25 | 24,7-2-5,3 | 39—41 | о | 0,5 | 1,0 | 765 | Пайка меди, брон |
W | зы, латуни, стали | ||||||
ПСр-45 | 44,5—45,5 | 29,5-30,5 | С5 с-3 | 0,3 | 0,5 | 720 | Пайка меди и |
О о | бронзы | ||||||
ПСр-65 | 64,5-65,5 | 19,5-20,5 | 0,3 | 0,5 | 740 | Пайка ленточ | |
ных пил | |||||||
ПСр-70 | 69,5—70,5 | 25,5—26,5 | 0,3 | 0,5 | 780 | Пайка проводов |
Для пайки нержавеющей стали применяется смесь из равных частей буры и борной кислоты, замешанных до густоты пасты на насыщенном водном растворе хлористого цинка.
Для пайки серого ковкого чугуна в флюсы часто вводятся сильные окислители, например хлорат калия, перекись марганца, окись железа и т. д., для выжигания графита и увеличения чистой металлической поверхности, смачиваемой припоем.
Таблица 26
Разные твёрдые припои (состав в процентах) А. Медные
|
Б. Серебряные
|
Флюсы могут иметь форму порошка или пасты. Применяются также флюсы и в виде жидких растворов, например раствор буры в горячей воде. Иногда целесообразно применять прутки припоя, покрытые с поверхности флюсом. Флюсующее действие могут производить составные части самого припоя. Например, фосфор, окисляясь в фосфорный ангидрид, является хорошим флюсом для меди и медных сплавов, восстанавливая окислы и переводя их в легкоплавкие фосфорно-кислые соединения. Поэтому фосфористые медные припои не требуют флюсов для пайки медных сплавов, что очень удобно на практике.
Порошкообразные флюсы можно посыпать тонким слоем на кромки, причём часто применяется предварительный подогрев кромок, с тем, чтобы частицы флюса плавились, прилипая к металлу, и не сдувались пламенем горелки при пайке. В порошкообразный флюс можно также обмакивать конец прутка припоя, нагретый выше температуры плавления флюса, который прочно пристаёт к прутку.
Пасты и жидкие растворы наносятся кистью или в них обмакивается припой. Можно изготовлять пасту из флюса с порошкообразным припоем и наносить её на кромку перед пайкой.
Для пайки имеют важное значение подготовительные работы, часто определяющие качество соединения. Широко применяются три основные формы паяных соединений: нахлёсточное, стыковое и соединение в ус (фиг. 213). Наиболее распространённым является нахлёсточное соединение, удобное для выполнения и весьма. прочное. Увеличивая перекрытие нахлёсточного соединения, можно повышать его прочность и в большинстве случаев достигнуть равно-
прочности с основным металлом. Стыковое соединение обладает лучшим внешним видом и при хороших припоях и правильном выполнении часто может обеспечить достаточную прочность (предел прочности может доходить до 40—45 кг! мм1). Стыковое соединение применяется в тех случаях, когда удвоение толщины металла нежелательно. Соединение в ус, требующее усложнённой подготовки кромок, совмещает преимущества стыкового и нахлёсточного соединений и обеспечивает хороший внешний вид и отсутствие выступающих кромок и удвоения толщины. Соединение в ус даёт возможность достичь равнопрочности с целым сечением за счёт увеличения рабочей площади соединения.
Фиг. 213. Формы паяных соединений: / — нахлёсточное; 2—стыковое; S — в ус. |
Существенное значение имеет величина зазора между соединяемыми кромками, которая должна быть малой как для улучшения всасывания жидкого припоя действием капиллярных сил, так и для увеличения прочности соединения. Для серебряных припоев рекомендуется зазор 0,05—
0,08 мм, для пайки медью в защитном газе рекомендуются зазоры не более 0,012 мм. Строгие требования к величине зазора предписывают достаточно чистую механическую обработку поверхностей, гак как грубая обработка, например опиловка напильником или опескоструивание, может быть причиной чрезмерного расхода припоя в соединении и резкого падения его прочности.
Для получения хорошего смачивания припоем, поверхность, подлежащая пайке, должна быть безукоризненно чистой.
Обезжиривание может производиться горячей щёлочью, три — хлорэтиленом или четырёххлористым углеродом. Окислы удаляются травлением в кислотах с последующей тщательной промывкой и сушкой.
Механическая чистка производится протиркой концами, тонкой наждачной шкуркой, шлифованием тонкими номерами шлифовальных кругов, щётками и т. д. При сборке часто применяется предварительное нанесение флюса на кромки с размещением припоя между кромками; в этом случае применяется припой в форме фольги или тонкого порошка, или же припой в виде проволоки или ленты, помещаемой около места пайки.
Собранные детали перед пайкой должны быть достаточно прочно скреплены сжимами, проволочными связками, шпильками, точечной сваркой и т. д. с тем, чтобы устранить возможность смещения деталей при нагреве и в процессе пайки. Поверхность изделий, которая не должна облуживаться, покрывается перед пайкой пастой из мела, глины, графита или их смесей, или смачивается раствором хромовой кислоты и т. п. веществами, устраняющими прилипание припоя к поверхности изделия.
В соответствии с приведённой выше классификацией приведём краткое описание основных способов выполнения процесса твёрдой пайки.
Газовая пайка. При этом способе нагрев места пайки осуществляется газовыми горелками. Для пайки мелких деталей пользуются горелками, работающими на воздухе с природным (метаном) или другим горючим газом или же ацетиленом. Для крупных деталей применяются горелки, работающие на кислороде с метаном или другими горючими газами, в особенности ацетиленом. Кислородно-ацетиленовые горелки применяются как специального типа для пайки, дающие широкий факел, так и нормальные, сварочные. Специальные горелки для пайки дают менее концентрированный нагрев и охватывают пламенем сразу значительную поверхность; пламя поддерживается с небольшим избытком ацетилена.
Пайка погружением. При этом способе пайка производится погружением изделия в ванну с расплавленным припоем или в ванну с расплавленными солями. Для металлических ванн обычно используются медноцинковые припои. Расплавленный припой в ванне покрывается слоем флюса. Поверхность изделия, которая должна остаться чистой от припоя, смазывается пастами и растворами, препятствующими её смачиванию.
Соляные ванны для твёрдой пайки устраиваются по типу соляных ванн для термообработки стали. Особенно удобны ванны с электрическим нагревом. Соляная смесь обычно составляется из хлоридов калия и бария КС1 + ВаС12. Состав ванны для любого температурного интервала можно подобрать, меняя соотношения составных частей соляной смеси.
Детали собираются с нанесеним флюса на поверхность, подлежащую пайке, и с размещением припоя между кромками или около места соединения, после чего скрепляются и обмакиваются в ванну. Соляная ванна обеспечивает постоянный температурный режим с точностью ± 5° и защищает место пайки от окисления. Когда деталь вынута из ванны, её защищает от окисления при охлаждении плёнка расплавленных солей, которая по охлаждении может быть удалена промывкой в горячей воде. Применение соляных ванн для твёрдой пайки заслуживает большого внимания. Весьма вероятно широкое распространение этого метода в нашей промышленности в ближайшие годы.
Пайка погружением в ванны отличается высокой производительностью, однородностью качества пайки и может быть механизирована.
Электрическая пайка. Электрический нагрев места пайки может быть осуществлён различными методами: электрической дугой прямого или косвенного действия, пропусканием тока через место сварки, вихревыми токами, которые индуктируются в металле изделия переменными магнитными полями, за счёт разогрева контакта между поверхностью изделия и токоподводящим электродом и т. д.
Для пайки дугой прямого действия медноцинковые припои мало пригодны, ввиду летучести цинка и сильного его испарения и выгорания под действием высокой температуры дуги. Наиболее пригодны тугоплавкие медные припои с содержанием фосфора или кремния. Для пайки используется угольная дуга, которая направляется преимущественно на конец стержня припоя, касающегося основного металла, и не должна расплавлять кромок изделия.
Угольная дуга косвенного действия (дуговая горелка) заменяет газовую горелку и даёт возможность выполнять процесс пайки всеми типами твёрдых припоев, как медноцинковых, так и серебряных. Технологически дуговая горелка менее удобна, чем газовая, и применяется обычно лишь при небольшом объёме работ по пайке.
Электрическая пайка сопротивлением может выполняться на нормальных сварочных контактных машинах или на специальных электрических аппаратах для пайки. Нагрев места пайки производится пропусканием через него тока большой силы. Ток получается от низковольтного трансформатора, встроенного в корпус аппарата для пайки и составляющего с ним одно целое.
Более универсальными электрическими аппаратами для пайки являются аппараты, работающие по способу горячего контакта между угольным или графитным электродом и изделием. Такой аппарат состоит из двух основных частей: понижающего трансформатора, подвижного или стационарного, и клещей для пайки, соединяемых с зажимами трансформатора гибкими проводами, которые могут иметь значительную длину, что придаёт установке гибкость и универсальность применения.
Понижающий трансформатор изготовляется по типу трансформаторов для электрических контактных сварочных машин. Первичная обмотка трансформатора делается секционированной, что даёт возможность регулировать напряжение вторичной обмотки и рабочую силу тока путём переключения витков первичной обмотки, как это делается в контактных машинах. Первичная обмотка трансформатора включается в электрическую цепь контактором с кнопочным управлением. Кнопка включения помещается на ручке паяльных клещей (фиг. 214) или выносится в форме отдельной переносной педали. Рабочие токоподводящие контакты паяльных клещей выполнены в форме сменных призматических блоков — брусков из электродного угля или графита. Зажатие детали производится зажимным винтом, включение нагревающего тока — кнопкой на ручке клещей. Рабочие токи для пайки обычно находятся в пределах 500—1000 а.
Паяльные клещи присоединяются ко вторичной обмотке трансформатора гибкими проводами достаточного сечения и требующейся длины (обычно до 2—3 м). Для пайки меди обычно пользуются фосфористыми медными припоями и для пайки стали серебряными
припоями. Фосфорно-медные припои для пайки чёрных металлов непригодны.
Пайка токами высокой частоты. В последнее время быстро развивается и начинает находить широкое промышленное применение новый весьма эффективный способ пайки токами высокой частоты. Метод основан на нагреве металла у места пайки вихревыми токами, которые создаются переменным магнитным полем высокой частоты. Переменное магнитное поле, в свою очередь, создаётся намагничивающими обмотками — индукторами. При приближении индуктора к поверхности изделия возникают вихревые токи в зоне металла, подвергающейся магнитному воздействию индуктора. Действие индуктора тем сильнее, чем меньше расстояние между индуктором и нагреваемым металлом. Для возможного уменьшения расстояния применяют индукторы с изоляцией из тугоплавкой эмали; в этом случае расстояние между индуктором и нагреваемым металлом может быть снижено до 0,3—0,5 мм.
Фиг. 214. Паяльные клещи: / — питающий трансформатор; 2 — гибкий кабель; 3 — паяльные клещи; 4 — графитные нли угольные контакты. |
Нагревание токами высокой частоты сосредоточивается в очень тонком поверхностном слое металла, в котором возникают вихревые токи. Нижележащие слои нагреваются вследствие теплопроводности. Малый объём разогреваемого металла позволяет вести нагрев весьма быстро с высоким к. п. д.
Процесс пайки отличается чистотой, удобством выполнения, легко поддаётся механизации и может быть хорошо приспособлен к условиям массового производства однотипных деталей. Все эти преимущества обеспечивают нагреву токами высокой частоты возможность широкого промышленного использования при пайке. Препятствием к применению токов высокой частоты пока служит довольно высокая стоимость и некоторая сложность установок для получения этих токов. По мере упрощения и удешевления установки найдут широкое применение для процесса пайки.
Пайка в печах. Нагрев под пайку может производиться также в различных печах, по устройству аналогичных печам для термообработки стали. Применяются, например, очковые печи с нефтяным отоплением, широко применяются муфельные печи, в особенности удобны электричес
msd.com.ua
ПАЙКА ТВЕРДЫМИ ПРИПОЯМИ | Инструмент, проверенный временем
Имеется несколько способов пайки твёрдыми припоями. Эти способы могут быть классифицированы (фиг. 212) по способу нагрева металла в процессе пайки. Твёрдые припои иногда разделяются на тугоплавкие с температурой плавления 875—1100° и легкоплавкие с температурой плавления ниже 875°. Отдельную группу составляют алюминиевые припои. Обычные твёрдые припои раз
деляются на медные, медноцинковые, медноникелевые и серебряные. Наиболее важные твёрдые припои стандартизованы.
Состав и примерное назначение медноцннко — вых припоев по ГОСТ 1534-42 даны в табл. 24. Состав и примерное назначение серебряных припоев по ОСТ 2982 даны в табл. 25.
Кроме указанных стандартных припоев, представляют известный интерес и могут находить промышленное применение припои, указанные в табл. 26. В ряде случаев в качестве припоя используется технически чистая медь в температурой плавления 1083°.
жения рабочей температуры флюса, что особенно важно для легкоплавких припоев, вводят хлористый цинк ZnCЬ, фтористый калий K. F и другие галоидные соли щелочных металлов.
Таблица 25
Стандартные серебряные припои (состав в процентах)
Марка | Ag | Си | Zn | Прі не РЬ | 1МЄСИ более Всего | Темпера — j тура плав — і ления в °С | Примерное назначение |
ПСр-10 | 9,7—10,3 | 52-54 | 0,5 | 1,0 | 830 | Пайка латуни, содержащей не | |
ПСр-12 | 11,7—12,3 | Со СП ) Со -V) | 0,5 | 1,0 | 785 | менее 58% меди | |
ПСр-25 | 24,7-25,3 | 39—41 | О О W | 0,5 | 1,0 | 765 | Пайка меди, бронзы, латуни, стали |
ПСр-45 | 44,5—45,5 | 29,5-30,5 | КЗ еЗ н о о | 0,3 | 0,5 | 720 | Пайка меди и бронзы |
ПСр-65 | 64,5-65,5 | 19,5-20,5 | 0,3 | 0,5 | 740 | Пайка ленточных пил | |
ПСр-70 | 69,5—70,5 | 25,5—26,5 | 0,3 | 0,5 | 780 | Пайка проводов |
Для пайки нержавеющей стали применяется смесь из равных частей буры и борной кислоты, замешанных до густоты пасты на насыщенном водном растворе хлористого цинка.
Для пайки серого ковкого чугуна в флюсы часто вводятся сильные окислители, например хлорат калия, перекись марганца, окись железа и т. д., для выжигания графита и увеличения чистой металлической поверхности, смачиваемой припоем.
Таблица 26
Разные твёрдые припои (состав в процентах) А. Медные
|
Б. Серебряные
|
Флюсы могут иметь форму порошка или пасты. Применяются также флюсы и в виде жидких растворов, например раствор буры в горячей воде. Иногда целесообразно применять прутки припоя, покрытые с поверхности флюсом. Флюсующее действие могут производить составные части самого припоя. Например, фосфор, окисляясь в фосфорный ангидрид, является хорошим флюсом для меди и медных сплавов, восстанавливая окислы и переводя их в легкоплавкие фосфорно-кислые соединения. Поэтому фосфористые медные припои не требуют флюсов для пайки медных сплавов, что очень удобно на практике.
Порошкообразные флюсы можно посыпать тонким слоем на кромки, причём часто применяется предварительный подогрев кромок, с тем, чтобы частицы флюса плавились, прилипая к металлу, и не сдувались пламенем горелки при пайке. В порошкообразный флюс можно также обмакивать конец прутка припоя, нагретый выше температуры плавления флюса, который прочно пристаёт к прутку.
Пасты и жидкие растворы наносятся кистью или в них обмакивается припой. Можно изготовлять пасту из флюса с порошкообразным припоем и наносить её на кромку перед пайкой.
Для пайки имеют важное значение подготовительные работы, часто определяющие качество соединения. Широко применяются три основные формы паяных соединений: нахлёсточное, стыковое и соединение в ус (фиг. 213). Наиболее распространённым является нахлёсточное соединение, удобное для выполнения и весьма. прочное. Увеличивая перекрытие нахлёсточного соединения, можно повышать его прочность и в большинстве случаев достигнуть равно-
прочности с основным металлом. Стыковое соединение обладает лучшим внешним видом и при хороших припоях и правильном выполнении часто может обеспечить достаточную прочность (предел прочности может доходить до 40—45 кг! мм1). Стыковое соединение применяется в тех случаях, когда удвоение толщины металла нежелательно. Соединение в ус, требующее усложнённой подготовки кромок, совмещает преимущества стыкового и нахлёсточного соединений и обеспечивает хороший внешний вид и отсутствие выступающих кромок и удвоения толщины. Соединение в ус даёт возможность достичь равнопрочности с целым сечением за счёт увеличения рабочей площади соединения.
Существенное значение имеет величина зазора между соединяемыми кромками, которая должна быть малой как для улучшения всасывания жидкого припоя действием капиллярных сил, так и для увеличения прочности соединения. Для серебряных припоев рекомендуется зазор 0,05—
0,08 мм, для пайки медью в защитном газе рекомендуются зазоры не более 0,012 мм. Строгие требования к величине зазора предписывают достаточно чистую механическую обработку поверхностей, гак как грубая обработка, например опиловка напильником или опескоструивание, может быть причиной чрезмерного расхода припоя в соединении и резкого падения его прочности.
Для получения хорошего смачивания припоем, поверхность, подлежащая пайке, должна быть безукоризненно чистой.
Обезжиривание может производиться горячей щёлочью, трихлорэтиленом или четырёххлористым углеродом. Окислы удаляются травлением в кислотах с последующей тщательной промывкой и сушкой.
Механическая чистка производится протиркой концами, тонкой наждачной шкуркой, шлифованием тонкими номерами шлифовальных кругов, щётками и т. д. При сборке часто применяется предварительное нанесение флюса на кромки с размещением припоя между кромками; в этом случае применяется припой в форме фольги или тонкого порошка, или же припой в виде проволоки или ленты, помещаемой около места пайки.
Собранные детали перед пайкой должны быть достаточно прочно скреплены сжимами, проволочными связками, шпильками, точечной сваркой и т. д. с тем, чтобы устранить возможность смещения деталей при нагреве и в процессе пайки. Поверхность изделий, которая не должна облуживаться, покрывается перед пайкой пастой из мела, глины, графита или их смесей, или смачивается раствором хромовой кислоты и т. п. веществами, устраняющими прилипание припоя к поверхности изделия.
В соответствии с приведённой выше классификацией приведём краткое описание основных способов выполнения процесса твёрдой пайки.
Газовая пайка. При этом способе нагрев места пайки осуществляется газовыми горелками. Для пайки мелких деталей пользуются горелками, работающими на воздухе с природным (метаном) или другим горючим газом или же ацетиленом. Для крупных деталей применяются горелки, работающие на кислороде с метаном или другими горючими газами, в особенности ацетиленом. Кислородно-ацетиленовые горелки применяются как специального типа для пайки, дающие широкий факел, так и нормальные, сварочные. Специальные горелки для пайки дают менее концентрированный нагрев и охватывают пламенем сразу значительную поверхность; пламя поддерживается с небольшим избытком ацетилена.
Пайка погружением. При этом способе пайка производится погружением изделия в ванну с расплавленным припоем или в ванну с расплавленными солями. Для металлических ванн обычно используются медноцинковые припои. Расплавленный припой в ванне покрывается слоем флюса. Поверхность изделия, которая должна остаться чистой от припоя, смазывается пастами и растворами, препятствующими её смачиванию.
Соляные ванны для твёрдой пайки устраиваются по типу соляных ванн для термообработки стали. Особенно удобны ванны с электрическим нагревом. Соляная смесь обычно составляется из хлоридов калия и бария КС1 + ВаС12. Состав ванны для любого температурного интервала можно подобрать, меняя соотношения составных частей соляной смеси.
Детали собираются с нанесеним флюса на поверхность, подлежащую пайке, и с размещением припоя между кромками или около места соединения, после чего скрепляются и обмакиваются в ванну. Соляная ванна обеспечивает постоянный температурный режим с точностью ± 5° и защищает место пайки от окисления. Когда деталь вынута из ванны, её защищает от окисления при охлаждении плёнка расплавленных солей, которая по охлаждении может быть удалена промывкой в горячей воде. Применение соляных ванн для твёрдой пайки заслуживает большого внимания. Весьма вероятно широкое распространение этого метода в нашей промышленности в ближайшие годы.
Пайка погружением в ванны отличается высокой производительностью, однородностью качества пайки и может быть механизирована.
Электрическая пайка. Электрический нагрев места пайки может быть осуществлён различными методами: электрической дугой прямого или косвенного действия, пропусканием тока через место сварки, вихревыми токами, которые индуктируются в металле изделия
переменными магнитными полями, за счёт разогрева контакта между поверхностью изделия и токоподводящим электродом и т. д.
Для пайки дугой прямого действия медноцинковые припои мало пригодны, ввиду летучести цинка и сильного его испарения и выгорания под действием высокой температуры дуги. Наиболее пригодны тугоплавкие медные припои с содержанием фосфора или кремния. Для пайки используется угольная дуга, которая направляется преимущественно на конец стержня припоя, касающегося основного металла, и не должна расплавлять кромок изделия.
Угольная дуга косвенного действия (дуговая горелка) заменяет газовую горелку и даёт возможность выполнять процесс пайки всеми типами твёрдых припоев, как медноцинковых, так и серебряных. Технологически дуговая горелка менее удобна, чем газовая, и применяется обычно лишь при небольшом объёме работ по пайке.
Электрическая пайка сопротивлением может выполняться на нормальных сварочных контактных машинах или на специальных электрических аппаратах для пайки. Нагрев места пайки производится пропусканием через него тока большой силы. Ток получается от низковольтного трансформатора, встроенного в корпус аппарата для пайки и составляющего с ним одно целое.
Более универсальными электрическими аппаратами для пайки являются аппараты, работающие по способу горячего контакта между угольным или графитным электродом и изделием. Такой аппарат состоит из двух основных частей: понижающего трансформатора, подвижного или стационарного, и клещей для пайки, соединяемых с зажимами трансформатора гибкими проводами, которые могут иметь значительную длину, что придаёт установке гибкость и универсальность применения.
Понижающий трансформатор изготовляется по типу трансформаторов для электрических контактных сварочных машин. Первичная обмотка трансформатора делается секционированной, что даёт возможность регулировать напряжение вторичной обмотки и рабочую силу тока путём переключения витков первичной обмотки, как это делается в контактных машинах. Первичная обмотка трансформатора включается в электрическую цепь контактором с кнопочным управлением. Кнопка включения помещается на ручке паяльных клещей (фиг. 214) или выносится в форме отдельной переносной педали. Рабочие токоподводящие контакты паяльных клещей выполнены в форме сменных призматических блоков — брусков из электродного угля или графита. Зажатие детали производится зажимным винтом, включение нагревающего тока — кнопкой на ручке клещей. Рабочие токи для пайки обычно находятся в пределах 500—1000 а.
Паяльные клещи присоединяются ко вторичной обмотке трансформатора гибкими проводами достаточного сечения и требующейся длины (обычно до 2—3 м). Для пайки меди обычно пользуются фосфористыми медными припоями и для пайки стали серебряными
припоями. Фосфорно-медные припои для пайки чёрных металлов непригодны.
Пайка токами высокой частоты. В последнее время быстро развивается и начинает находить широкое промышленное применение новый весьма эффективный способ пайки токами высокой частоты. Метод основан на нагреве металла у места пайки вихревыми токами, которые создаются переменным магнитным полем высокой частоты. Переменное магнитное поле, в свою очередь, создаётся намагничивающими обмотками — индукторами. При приближении индуктора к поверхности изделия возникают вихревые токи в зоне металла, подвергающейся магнитному воздействию индуктора. Действие индуктора тем сильнее, чем меньше расстояние между индуктором и нагреваемым металлом. Для возможного уменьшения расстояния применяют индукторы с изоляцией из тугоплавкой эмали; в этом случае расстояние между индуктором и нагреваемым металлом может быть снижено до 0,3—0,5 мм.
Нагревание токами высокой частоты сосредоточивается в очень тонком поверхностном слое металла, в котором возникают вихревые токи. Нижележащие слои нагреваются вследствие теплопроводности. Малый объём разогреваемого металла позволяет вести нагрев весьма быстро с высоким к. п. д.
Процесс пайки отличается чистотой, удобством выполнения, легко поддаётся механизации и может быть хорошо приспособлен к условиям массового производства однотипных деталей. Все эти преимущества обеспечивают нагреву токами высокой частоты возможность широкого промышленного использования при пайке. Препятствием к применению токов высокой частоты пока служит довольно высокая стоимость и некоторая сложность установок для получения этих токов. По мере упрощения и удешевления установки найдут широкое применение для процесса пайки.
Пайка в печах. Нагрев под пайку может производиться также в различных печах, по устройству аналогичных печам для термообработки стали. Применяются, например, очковые печи с нефтяным отоплением, широко применяются муфельные печи, в особенности удобны электрические муфельные печи. Пайка ведётся посредством нагрева деталей с заранее нанесёнными флюсом и припоем, который закладывается между соединяемыми кромками или
помещается рядом с местом пайки. Пайка в печах с применением флюса трудоёмка, требует достаточно квалифицированной рабочей силы и не имеет перспектив на особенно широкое промышленное применение. Значительно важнее пайка в печах в восстановительной атмосфере; этот вид пайки имеет перспективы на широкое применение в массовом производстве.
hssco.ru
Твердый припой — Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1
Твердый припой
Cтраница 1
Твердые припои делятся на тугоплавкие с температурой плавления 875 — 1100 С и легкоплавкие с температурой плавления ниже 875 С. Отдельную группу составляют алюминиевые припои. К твердым припоям относятся медные, медно-цинковые, медно-никелевые и серебряные. При пайке твердыми припоями используют флюсы: бура Na2B4O7 и борная кислота Н3ВО3, хлористый цинк ZnCU, фтористый калий KF и другие гал-лоидные соли щелочных металлов. [1]
Твердые припои могут быть разделены а тугоплавкие с температурой плавления 875 — 1100 С и легкоплавкие-ниже 875 С. [2]
Твердые припои обычно представляют собой латунные и серебряные сплавы. В состав латунных припоев входит медь и цинк ( ГОСТ 1535 — 71), причем при пайке латунных деталей содержание цинка в припое должно быть выше, чем в материале деталей. Серебряные припои ( ГОСТ 8190 — 56) более текучи в расплавленном состоянии, вследствие чего их применяют для сложных паяльных работ по латуни, меди, бронзе и пр. [3]
Твердые припои применяют для пайки меди, латуни или бронзы, когда требуется большая механическая прочность, и изготовляются обычно из меди и цинка. Для пайки контактов прерывателя-распределителя используют твердый припой, содержащий серебро, которое повышает электропроводность припоя. Для пайки алюминиевых сплавов используют алюминиево-медные или алюминиево-кремниевые припои. [4]
Твердые припои применяют для пайки меди, латуни или бронзы, когда требуется большая механическая прочность. Изготовляют их обычно из меди и цинка. Для пайки контактов прерывателя и распределителя используют твердый припой, содержащий серебро, повышающее электропроводность припоя. Пайку алюминиевых сплавов осуществляют с помощью алюми-ниево-медных или алюминиево-кремниевых припоев. Температура плавления, твердых припоев составляет более 550 С. [5]
Твердые припои выполняют на серебряной основе ( например, ПСр 72, где 72 -содержание серебра, %) или на медно-латунной и медно-никелевой основах. [6]
Твердые припои применяются для пайки тугоплавких металлов: они обладают высокой прочностью и высокой температурой плавления. Наиболее широкое применение имеют медно-цинко-вые твердые припои. [7]
Твердые припои ( табл. 13) применяются для пайки меди, бронзы, латуни, железа, чугуна, стали и других металлов. [8]
Твердые припои используются при пайке стержней короткозамкнутых двигателей, контактов электроаппаратуры. Флюсом для этих припоев является бура в виде порошка, смешанная с поваренной солью. [9]
Твердые припои обеспечивают не только плотность, но и прочность паяных соединений. К ним относятся двойные сплавы меди с цинком или тройные сплавы серебра, меди и цинка. Медноцинковые припои маркируют буквами ПМЦ, что означает припой медноцинковый. За буквами следует цифра, указывающая содержание меди в припое: ПМЦ 36 медноцинковый припой, содержащий 36 % меди; остальное цинк. [10]
Твердые припои обеспечивают не только плотность, но и прочность паяных соединений. [12]
Твердые припои представляют собой тугоплавкие металлы и сплавы с температурой плавления от 700 до 1100 С. [13]
Твердые припои обычно составляются из сплавов меди с цинком и серебра с медью. [14]
Твердые припои подразделяют на тугоплавкие с температурой плавления выше 875 Си легкоплавкие с температурой плавления ниже 875 С. [15]
Страницы: 1 2 3 4
www.ngpedia.ru