Методы пайки; проверка паяных соединений

 

ПАЙКА

 

Сущность пайки и припои

Пайка (паяние) широко применяется в разных отраслях промыш­ленности. В машиностроении пайка применяется при изготовлении лопаток и дисков турбин, трубопроводов, радиаторов, ребер двигателей воздушного охлаждения, рам велосипедов, сосудов промышлен­ного назначения, газовой аппаратуры и т. д. В электропромышленности и приборостроении пайка является в ряде случаев единственно возможным методом соединения деталей. Пайка применяется при из­готовлении электро- и радиоламп, телевизоров, деталей электромашин, плавких предохранителей и т. д

К преимуществам паяния относятся: незначительный нагрев сое­диняемых частей, что сохраняет структуру и механические свойства металла; чистота соединения, не требующая в большинстве случаев последующей обработки; сохранение размеров и форм. детали; доста­точно высокая прочность соединения.

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

Пайкой называется процесс получения неразъемного соеди­нения различных металлов при помощи расплавленного промежуточ­ного металла плавящегося при более низкой температуре, чем соеди­няемые металлы.

Промежуточный металл или сплав, применяемый при пайке, на­зывают п р и п о е м

 

 

Флюсы

С повышением температуры скорость окисления поверхности спаи­ваемых деталей значительно возрастает, в результате чего припой не пристает к детали. Для удаления окисла применяют химические ве­щества, называемые флюсами. Флюсы улучшают условия смачи­вания поверхности паяемого металла расплавленным припоем, пре­дохраняют поверхность паяемого металла и расплавленного припоя от окисления при нагреве и в процессе пайки, растворяют имевшиеся на поверхности паяемого металла и припоя окисные пленки.

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

Инструменты для пайки

Основным инструментом для выполнения пайки является паяль­ник. По способу нагрева паяльники разделяют на три группы;

без постоянного нагрева;

с непрерывным подогревом газом или жидким топливом;

с электрическим подогревом.

Особую группу составляют па­яльники специального назначе­ния: с дуговым обогревом, с виб­рирующей металлической щеткой и др

 

 

Независимо от способа нагрева и конструкции основное назначение паяльника состоит в следующем:

нагрев припоя до расплавления, накапливание расплавленного при­поя и нанесение его на соединение,

прогрев металла по месту пайки и удаление излишков расплавленного припоя.

Паяльниками без постоянного нагрева яв­ляются молотковый (рис. 2, а) и торцовый (рис. 2, б) паяльники, состоящие из медного наконечника, заостренного под углом 30—40°.

Паяльники с непрерывным подогревом бо­лее удобны и отличаются тем, что медный стержень непрерывно подо­гревается открытым пламенем.

Бензиновые паяльники представляют собой соеди­нение рабочей головки паяльника с бензиновой горелкой (рис. 3, а, б), пламя которой подогревает паяльник и не дает ему остывать Рукоятка в таких паяльниках является одновременно резервуаром для бен­зина. Такие паяльники очень удобны в работе и не требуют дополнительного оборудования.

Газовые паяльники (рис. 4, а, б,) устроены проще бензиновых. Они состоят из горелки, смесительной камеры и сменного наконечника. Работают они на городском газе, ацетилене, водороде. Паяльники не требуют предварительного подогрева.

Паяльники с электрическим подогревом применяются широко, так как они просты и удобны в обращении. При работе не образуются вредные газы, спаиваемые места нагрева­ются равномерно, при постоянной температуре, что повышает качест­во пайки.

Электрический паяльник (рис; 5, а б) состоит из медного стерж­ня /, проволоки высокого сопротивления 2, изоляции 3, корпуса 4, деревянной ручки 5 и электропровода 6.

Для удобства пайки, сокращения расхода припоя и электроэнер­гии электрические паяльники делают с термостатическими микропре­рывателями тока. Прерыватель вы­ключает паяльник по достижении нужной температуры и снова вклю­чает, когда немного охладится. Для пайки в затемненных и тесных местах паяльник снабжен вспомогательной лампочкой, включенной последова­тельно с нагревательным элементом.

 

 

Пайка мягкими припоями

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

Пайка мягкими припоями включает подготовку изделий к пайке, подготовку паяльника, расплавление припоя, охлаждение и очистку шва.

Подготовка изделий к паянию. Прочное паяное соединение может быть получено только в том случае, если место пай­ки предварительно очищено от грязи, жиров, продуктов коррозии и окисных пленок, которые сильно мешают растеканию припоя и его проникновению в шов. Поверхность изделий перед пайкой зачищают, обезжиривают, травят, промывают, сушат и собирают.

Подготовка паяльника заключается прежде всего в затачивании его под углом 30—40° и очищении от следов окалины.

Затем обушок паяльника нагревают до 250—300° С при пайке мелких деталей и до температуры 340—400° С при пайке крупных. Следят чтобы паяльник не перегрелся. Перегрев паяльника Выше 400" С повышает окалинообразование и затрудняет лужение наконечника

 

 

Если паяльник недостаточно нагрет, то припой на спаиваемых по­верхностях быстро остывает и превращается в кашеобразную массу" Такая пайка очень непрочна.

Признаком перегрева является появление зеленоватого пламени и быстрое сгорание канифоли с выделением дыма вместо ее Плавления. О нормальном нагреве паяльника судят по легкому покраснению обушка. При перегреве паяльник снимают с огня, дают ему немного остыть, зажимают в тисках и опиливают плоским напильником рабочий конец дочиста с обеих сторон и снимают с ребер заусенцы (рис. 6, а). Во время длительной пайки периодически очищают ра­бочую часть паяльника от окалины стальной щеткой и напильником.

Нагретый паяльник (рис. 6, б) быстро снимают с огня, очищают от окалины погружением в хлористый цинк (рис. 6, в), затем наби­рают с прутка 1—2 капли припоя (рис. 6 г) и двигают паяльни­ком по куску нашатыря (рис. 6, д), пока конец паяльника не покро­ется ровным слоем припоя. Затем протравливаю7 места паяния (рис. 6, е).

Паяльник накладывают на место спая (рис. 6, ж) немного при­держивая его на одном месте для прогрева детали, затем медленно и равномерно перемещают по месту спая. При этом расплавленный при­пой стекает с паяльника и заполняет зазоры шва (0, 05—0, 15 мм).

Для предотвращения соседних со швом участков детали от нагрева их покрывают мокрыми тряпками или погружают в воду.

После охлаждения швы промы­вают и зачищают, удаляя образовав­шиеся при растворении окисной пленки и всплывшие на поверхность шлаки и остатки флюса, способные вызвать коррозию шва.

При массовом изготовлении деталей паяние осуществляют погру­жением в ванну с распла-вленным припоем.

Прием пайки встык показан на рис 7, а, внахлестку на рис. 7, б, тонкой пластины с толстой внахлестку — на рис. 7, в, внутренних швов труб — на рис. 7, г и толстых проводов — на рис. 7, д.