Паяние твердыми припоями. Дефекты при пайки

Паяние твердыми припоями

Пайка твердыми припоями обеспечивает более прочное соединение спаиваемых частей заготовки. Высокая пластичность и ковкость припоя, глубоко проникающего в основной металл, позволяет выдерживать значительные механические напряжения в спаиваемых местах при последующей обработке полученных заготовок как методами резания, так и методами пластической деформации (прокат, ковка, гибка и т. п.).

Подготовка места спая к паянию

Вследствие того, что припой и материал заготовки имеют значительно меньшую разность температур плавления, этот способ паяния требует выполнения подготовительных операций в большем объеме, чем при паянии мягкими припоями.

Очистка поверхности

Все, что было сказано об очистке поверхности при подготовке к пайке мягкими припоями, справедливо по отношению к подготовке поверхностей к пайке твердыми припоями. Необходимо обеспечить абсолютную чистоту того места, где будет производиться паяние. Весьма отрицательное влияние на успешность паяния оказывают не только пленки окислов, но и жировые и масляные загрязнения на поверхности заготовки, поэтому и то, и другое должно тщательно удаляться.

Пригонка

Все соединяемые паянием части заготовки, в которых возможны остаточные напряжения в результате предшествующей подготовки, должны быть отожжены, так как в противном случае может возникнуть перекос соединяемых паянием частей заготовки, что может привести к неполному заполнению места спая припоем. Все спаиваемые пустотелые детали должны иметь отверстие для выхода воздуха, так как при нагреве может произойти вспучивание или разрыв поверхности соединяемых частей изделия. При паянии твердым припоем должен быть выдержан определенный зазор между соединяемыми частями заготовки для заполнения его расплавленным припоем. Величина этого зазора не должна превышать 0,2 мм.

Фиксация заготовок

Если при паянии мягкими припоями, как правило, обходятся без стационарной фиксации взаимного положения соединяемых заготовок и вполне достаточно их удержания пинцетом или другими ручными фиксаторами, то при паянии твердыми припоями, когда процесс нагрева требует достаточно большого временного интервала, заготовки следует надежно крепить во взаимном расположении друг к другу. Такое крепление целесообразно осуществлять приспособлениями, оснащенными фиксирующими устройствами и слабо отводящими тепло от соединяемых деталей в процессе нагрева. К материалам, наиболее часто используемым в таких устройствах при паянии твердыми припоями, относятся уголь и асбест. Одним из способов фиксации спаиваемых заготовок является связывание проволокой. Это, как правило, требует достаточно больших затрат времени, поэтому во всех возможных случаях связывание заготовок проволокой целесообразно заменять закреплением их зажимами. Для связывания заготовок пользуются стальной отожженной проволокой диаметром 0,2… 0,5 мм. При использовании обвязочной проволоки следует учитывать следующие ее недостатки:

•  стальная проволока при нагревании расширяется значительно меньше, чем фиксируемые ею заготовки;

•  при нагревании железная окалина может восстановиться, что приведет к диффузии железа в металл соединяемых заготовок (при паянии цветных металлов и сплавов), что изменит физико-механические свойства соединяемых заготовок. Помимо того, возможно припаивание обмоточной проволоки к поверхности соединяемых заготовок;

• при местном перегреве проволока подвергается пережогу и может полностью перегореть, тогда ее фиксирующее действие преждевременно прекращается.

Нанесение флюса и припоя

При пайке твердыми припоями флюсы выполняют ту же функцию, что и при пайке мягкими припоями; их выбор зависит от материала соединяемых заготовок.

Ниже приводятся флюсы, используемые в зависимости от материала соединяемых деталей.

Медь, бронза и сталь ..:…… Бура (100%)

Латунь, бронза, серебро….. Бура плавленая (72%), поваренная соль

(14%), поташ кальцинированный (14%)

Медь, сталь…………………….. Бура плавленая (90%), борная кислота

(10%)

Титано-карбидные твердые

сплавы, припаевыемые

на режущий инструмент…. Бура плавленая (50%), фтористый калий

(40%), борная кислота (10%)

Коррозионно-стойкая

и жаропрочная сталь………. Бура плавленая (50%), борная кислота,

разведенная в растворе хлористого цинка (50%)

Чугун……………………………… Бура (60%), хлористый цинк (38%), мар-

ганцево-кислый калий (2%)

Алюминий и его сплавы… Хлористый литий (26… 3 5 %), фтористый

калий (12… 16%), хлористый цинк (8… 25 %), хлористый калий (40… 59%)

Твердыми припоями являются медно-цинковые (ПМЦ) и серебряные (ПСр) припои. В обозначении марок припоев цифра показывает процентное содержание меди и серебра. Твердый припой выбирается в зависимости от материала соединяемых деталей. Марки медно-цинковых и серебряных припоев в зависимости от материала спаиваемых заготовок приведены ниже:

ПМЦ-54…………………………. Углеродистая сталь

ПМЦ-48…………………………. Медь, латунь, бронза, углеродистая сталь

ПМЦ-36…………………………. Латунь, бронза

ПСр-50…………………………… Медь, медно-никелевые сплавы, латунь,

бронза, сталь

ПСр-25…………………………… Тонколистовая медь и латунь, медно-ни-

келевые сплавы

ПСр-10…………………………… Сплав стали с медью, сплавы цветных

металлов

Инструменты для нагрева места спая

Нагрев заготовок при паянии твердыми припоями осуществляется газовыми и бензиновыми горелками, в муфельных печах, соляных ваннах, токами высокой частоты, а также в электрических контактных машинах. Для создания газового и бензинового пламени используют специальные устройства — горелки.

Применение бензиновых и керосиновых паяльных ламп при паянии твердыми припоями нецелесообразно в связи с тем, что они не обеспечивают равномерный нагрев припоя и заготовки.

Основные правила паяния твердыми припоями

1.   Перед процессом паяния необходимо проверить работоспособность и исправность источника нагрева места спая.

2.   Следует проверить качество очистки места спая, плотность пригонки спаиваемых поверхностей, а также прочность прикрепления к месту пластин припоя.

3.  Необходимо протравливать место пайки раствором соляной кислоты.

4.  Следует соблюдать рациональную технологию паяния:

•  припой или место спая с прикрепленной пластиной припоя нужно нагреть в пламени горелки или в муфельной печи до температуры, близкой к температуре плавления припоя;

•  припой следует расположить в месте спая, обильно посыпать или смазать его флюсом и продолжать разогрев места спая до полного расплавления припоя и заполнения им швов паяемого соединения.

5.  Качество паяния следует проверить:

•  визуально — на отсутствие непропаянных мест;

•   на прочность — легким простукиванием спаянным местом о твердый предмет — на отсутствие трещин.

Правила безопасности труда при паянии

1.   Запрещается пользоваться неисправными инструментами и приспособлениями.

2.  Запрещается прикасаться к неисправным инструментам и нагретым частям инструмента паяния.

3.  Нельзя наклоняться близко к месту паяния.

4.  Работу следует выполнять под вытяжным колпаком.

5.  Для удерживания спаиваемого изделия необходимо использовать плоскогубцы или кузнечные щипцы.

6.   При пайке тугоплавкими припоями нужно работать в рукавицах и очках.

7. Следует тщательно мыть руки с мылом после окончания работ.

Типичные дефекты при паянии, причины их появления и способы предупреждения приведены в табл. 5.2.

 

Типичные дефекты при паянии, причины их появления и способы предупреждения

Дефект

Причина

Способ предупреждения

Непропа-

янный

шов

Плохая зачистка места спая. Паяние производилось недостаточно нагретым паяльником

Вновь зачистить непропаянное место и пропаять заново, соблюдая все правила

«Корявый» шов

Паяние производилось недостаточно нагретым паяльником

Прогреть паяльник до достаточной температуры и пропаять весь шов

Наплывы прироя

Использовано слишком обильное количество припоя

При паянии методом введения прутка легкоплавкого припоя в место спая продвигать пруток вместе с паяльником с такой скоростью, чтобы расплавленный припой равномерно, но не чрезмерно заполнял зазор в месте спая. При пайке тугоплавким припоем убирать пруток при заполнении шва в месте спая расплавленным припоем. Зачистить место спая напильником

Излом в месте спая

Непропай шва

Перепаять заново

Негерметичность спаянного сосуда

Непропай шва

Зачистить место течи и пропаять его заново

Припой не смачивает поверхность паяемого металла

Недостаточная активность флюса. Наличие на поверхности оксидной пленки, жировых или других загрязнений

Увеличить количество флюса или добавить в него фтористые соли. Улучшить очистку поверхности

Припой при хорошей смачиваемости шва не затекает в зазор

Мал зазор

Подобрать оптимальный размер зазора

Дефект

Причина

Способ предупреждения

Трещины в шве

Значительная разница в коэффициентах теплового расширения припоя и материала соединяемых частей

Подобрать припой, соответствующий материалу спаиваемых заготовок

Смещения и перекосы в паяных соединениях

Некачественная фиксация взаимного положения заготовок перед пайкой

Исключить смещение соединяемых заготовок при кристаллизации (застывании) припоя

Комментариев нет »

Комментариев нет.

RSS-лента комментариев к данной записи. TrackBack URI

Оставить комментарий