Ознакомление с методикой процесса пайки металлов

 

Цель работы: ознакомление с методикой процесса пайки

 

Задание

В процессе выполнения работы изучить материалы и инструмент, необходимые для проведения пайки (припои, флюсы, паяльники), и технологический процесс пайки мягким припоем.

 

Материалы и инструмент

Для проведения работы необходимы: паяльники для паяния мягкими припоями; шаберы для зачистки; волосяные кисти для смазывания швов кислотой; мягкие легкоплавкие припои; флюсы — хлористый цинк, нашатырь, канифоль; заготовки деталей для пайки; тряпки для протирки швов; кислоту (соляную); ацетон и бензин для промывки швов; 5%-ный раствор кальцинированной соды для промывки швов.

Пайка—технологический процесс получения неразъемных сое­динений при помощи специального сплава, называемого припоем.

Для осуществления пайки припой и основной материал нагре­вают до температуры, при которой первый должен расплавиться, а второй находиться в твердом состоянии.

В этих условиях жидкий припой затекает в зазоры между сое­диняемыми деталями и образует с кромками основного металла новый сплав, который после затвердевания дает паяный шов.

Припои

Все припои по температуре плавления делятся на две основные группы.

К первой группе относятся припои с низкой температурой плав­ления (с температурой плавления не выше 250—350° С). Эти при­пои принято называть легкоплавкими или мягкими; к ним отно­сятся сплавы на основе олова, свинца и других, легкоплавких ме­таллов. Они имеют небольшую прочность и применяются для полу­чения несиловых герметических соединений или просто для контак­та двух деталей.

Ко второй группе относятся припои с высокой температурой плавления (от 400—500 до 1200° С и выше). Такие припои назы­ваются тугоплавкими или твердыми.

Химический состав припоя определяет температуру плавления припоя, режим пайки, жаропрочность, кислотоупорность, электро­проводность шва, одинаковый цвет паяного соединения с основным металлом, соответствие коэффициентов теплового расширения при­поя и материала паяного изделия.

Легкоплавкие припои. Обычно для пайки используются не чистые металлы, а их сплавы. Наиболее широко применяются оловянно-свинцовые сплавы с добавлением небольшого количества сурьмы. Они обеспечивают пайку почти всех металлов и сплавов, применяемых, в машиностроении.

Чистое олово плавится при температуре 232° С, свинец при 327° С, а стандартные оловянно-свинцовые припои в зависимости от химического состава плавятся в интервалах температур от 182 до 277° С.

Химический состав и температура плавления стандартных оловянно-свинцовых припоев (ГОСТ 1499-54) приведены в табл. 1.

 

Таблица 1 - Химический состав и температура плавления оловянно-свинцовых

Припоев

 

 

По стандарту оловянно-свинцовые припои обозначаются сокра­щенно ПОС. Цифры, стоящие справа от обозначения припоя, ука­зывают содержание олова в припое. Например, ПОС-90 означает: припой оловянно-свинцовый, содержащий 90% олова.

Припой ПОС-90 применяется для пайки внутренних швов хо­зяйственной посуды и медицинской аппаратуры. Вследствие со­держания большого количества олова припой имеет высокие кор­розионные свойства.

Припой ПОС-61 имеет эвтектический состав и является самым легкоплавким оловянно-свинцовым сплавом: он плавится при температуре 182° С. Этот припой содержит около 2/3 олова и 1/3 свинца, Паять припоем ПОС-61 рекомендуется только в тех случаях, когда при - пайке недопустим высокий нагрев детали (даже местный). В остальных случаях выгодно применять более дешевые оловянно-свинцовые припои с меньшим содержанием олова.

Припой ПОС-50 не содержит сурьмы и применяется для пайки авиационных деталей.

Припой ПОС-40 рекомендуется для пайки радиаторов, а также электро- радиоаппаратуры, так как он обладает достаточно высо­кими электро- и теплопроводностью.

Припой ПОС-30 может быть использован, для пайки меди, ла­туки, железа, цинка, оцинкованных листов, белой жести, радиато­ров, физико-технических приборов, электро- и радиоаппаратуры. Припой ПОС-30 имеет несколько худшие механические свойства, чем ПОС-40, но он дешевле.

Припой ПОС-18 является наиболее дешевым оловянно-свинцовым припоем. Он рекомендуется для пайки меди, латуни, железа, оцинкованных листов, автотракторных деталей и изделий широ­кого потребления. Вследствие относительно высокой температуры плавления пайка паяльником с использованием этого припоя идет с некоторым затруднением.

В ряде случаев для пайки металлов легкоплавкими припоями применяются припои на основе свинца с добавлением небольшого количества серебра и других элементов, в том числе и олова. Со­держание последнего колеблется от 0 до 15%, за исключением одного случая, когда содержание олова в припое составляет 30%. Серебро улучшает технологические, механические и антикоррози­онные свойства припоя. Химический состав и температура плавле­ния легкоплавких припоев, содержащих серебро, по ГОСТ 8190-56 даны в табл. 2.

 

Таблица 2 - Химический состав и температура плавления припоев, содержащих серебро

 

 

Припой ПСр-2 является по существу припоем ПОС-30, легиро­ванным серебром и кадмием.

Содержание олова в стандартных легкоплавких припоях, как видно из табл. 1, колеблется от 90 до 18%. Олово является дефи­цитным металлом, поэтому в ряде случаев в качестве припоев мо­гут быть использованы легкоплавкие сплавы, содержащие олово в небольшом количестве или не содержащие - его совсем. Одним из них является стандартный припой ПОСС4-6, который содержит 4% олова, 6% сурьмы и остальное свинец. Этот припой используют для тех же целей, что и припои ПОС-30 и ПОС-40.

В качестве безоловянистых припоев могут быть использованы два сплава следующих составов: 1) 1% цинка, 0,5% кадмия, остальное свинец; 2) 1% цинка, 0,5% марганца, остальное свинец. Тем­пература плавления 335° С. Безолавянистые припои очень вязки, но имеют относительно высокую температуру плавления. Безоловянистым является и стандартный припой ПСр-3 (ГОСТ 8190—56), содержащий 3% серебра, 1% цинка, остальное свинец. Температу­ра плавления 325° С.

Алюминиевые сплавы, паянные оловянно-свинцовыми припоя­ми, имеют очень низкие коррозионные свойства. Особенно сильно снижает коррозионную стойкость свинец. Поэтому для пайки алю­миниевых сплавов рекомендуется применять припои, не содержа­щие свинец.

Химический состав и механические свойства легкоплавких при­поев для пайки алюминия приведены в табл. 3.

Первый и второй припои могут быть использованы для пайки конструкций, работающих в интервале температур от —60 до + 175°, а пятый и шестой—от 150 до —60°; остальные припои ис­пользуются для соединений, работающих при нормальной темпе­ратуре.

Шестой припой применяется также для пайки магния и его сплавов.

 

Таблица 3 - Химический состав и механические свойства легкоплавких припоев для пайки алюминия

 

Для соединения деталей пайкой иногда могут быть использова­ны особо легкоплавкие сплавы (табл. 4), имеющие весьма низкие механические свойства, но обеспечивающие передачу тепла и элект­рического тока через поверхности контакта, а также герметичность соединения.

 

Таблица 4 - Химический состав и температура плавления легкоплавких сплавов

 

Флюсы

Необходимым условием получения высококачественного сое­динения и в большинстве случаев осуществления самого процесса пайки является удаление окислов с поверхности припоя и паяемо­го участка изделия.

Окислы удаляют с поверхностей припоя и основного металла с помощью флюсов.

Флюсы — это различные кислоты, соли или другие химические соединения; воздействие флюса на окислы металлов носит различ­ный характер:

Таблица 5 - Флюсы для пайки легкоплавкими припоями

а) флюсы могут вступать в химические соединения с окисной пленкой, в результате чего образуется новое вещество более легко­плавкое, чем окисел, которое всплывает на поверхность расплавлен­ного припоя в виде шлака и предохраняет припой, а также паяе­мое место изделий от дальнейшего окисления в процессе пайки;

б) флюсы могут растворять окислы металлов; в этом случае также образуется легкоплавкий шлак, всплывающий на поверх­ность шва и создающий защитный слой;

в) флюсы образуют в процессе пайки газообразное вещество, которое механически разрушает окислы металлов.

Как и припои, флюсы делятся на две основные группы: флюсы для пайки легкоплавкими (мягкими) припоями и флюсы для пай­ки тугоплавкими (твердыми) припоями.

Для пайки легкоплавкими припоями применяются четыре типа флюсов (табл. 5); химически активные или кислотные, бескислот­ные малоактивные при обычной температуре пайки, некоррозион­ные активизированные.

При пайке легкоплавкими припоями хорошие.результаты дает хлористый цинк, который представляет собой белый порошок, лег­ко вшпывающий влагу из воздуха вследствие сильной гигроско­пичности.

В процессе нагревания места спая вода испаряется и металл покрывается расплавленной солью, которая предохраняет его от окисления, обеспечивая хороший контакт с припоем.

Пайка хлористым цинком производится при температуре выше 263° С (температура плавления хлористого цинка).;

Часто для пайки применяется смесь нашатыря с хлористым цинком (25% нашатыря, 75% хлористого цинка). Достоинство та­кого флюса — низкая температура плавления (179°). Пайка про­изводится при 200° С. Флюсы, содержащие хлористый цинк, при-; меняются для пайки почти всех черных и цветных металлов.

Для пайки платиновых контактов, деталей из сплавов платины, никеля и в других случаях.может быть использован флюс Прима 1, представляющий собой раствор хлористого цинка и нашатыря в смеси воды и этилового спирта с добавлением глицерина. Такой флюс приготовляется следующим способом: в смеси глицерина, спирта и дистиллированной воды растворяется хлористый цинк и хлористый аммоний, после чего раствор фильтруется через бумаж­ный фильтр. Полученный флюс хранится в стеклянном сосуде с притертой пробкой.

Флюсы кислотного происхождения обеспечивают хорошее ка­чество соединения. После пайки остатки флюса, вызывающие кор­розию шва, должны быть тщательно удалены. Для этого шов про­мывается сначала 5%-ным раствором кальцинированной соды, за­тем дважды горячей и холодной водой (температура горячей воды; 50—80° С). После промывки детали должны быть высушены в су­шильном шкафу при температуре 100—110° С или протерты насухо мягкой ветошью.

Удаление остатков флюса не всегда.возможно вследствие раз­нообразия конструкций, изготовляемых пайкой. Поэтому в ряде случаев для пайки применяются флюсы, остатки которых не вызы­вают коррозию. К ним относятся безкислотные и антикоррозион­ные флюсы, широко использующиеся при электрорадиомонтажных работах.

В качестве - бескислотных флюсов употребляются канифоль, ва­зелин и другие органические соединения.

Канифоль представляет собой твердое стекловидное вещество, полученное из сосновой смолы. В зависимости от химического со­става цвет канифоли меняется от темно-бурого до совершенно прозрачного.

При нагревании от 52 до 83° С канифоль размягчается и при температуре 125°С переходит в жидкое состояние.

Флюсующее действие канифоли объясняется содержанием в «ей абиетиновой кислоты (С20Нзо;О2), которая растворяет неко­торые окислы. При нагревании выше 300—400° С канифоль раз­лагается с выделением углерода и водорода, что способствует бо­лее интенсивному восстановлению окислов паяемого металла.

В процессе пайки абиетиновая кислота нейтрализуется содер­жащимся в канифоли терпентином, вследствие чего остатки флюса не вызывают коррозии соединения.

Паяльники

Наиболее широко для пайки легкоплавкими припоями применя­ются ручные паяльные инструменты.

Паяльник представляет собой заостренный стрежень прямо­угольного или круглого сечения, прикрепленный к стальной дер­жавке с деревянной рукояткой.

Стержень (щеки) паяльника должен иметь высокую теплопро­водность, чтобы тепло его быстро передавалось нагреваемому мес­ту. По этой причине его изготовляют из красной меди (преиму­щественно из меди марки Ml, содержащей не более 0,1% приме­сей).

По конфигурации паяльники могут быть молотковыми или тор­цовыми (рис. 1). Выбор типа и веса паяльника зависит от фор­мы и размеров соединяемых деталей, а также от характера паяль­ных работ. В большинстве случаев применяют молотковые паяль­ники. Торцовые паяльники используют обычно для пайки трудно­доступных соединений (рис. 2). Пайку крупных изделий произ­водят массивными паяльниками.

Нагрев паяльника производят периодически или непрерывно. Для периодического нагрева паяльника используют, например, пламенные или электрические печи, горны, паяльную лампу, ацетиленокислородную горелку.

Непрерывный нагрев паяльника осуществляется горелкой, при­крепленной к паяльнику, или электрическим током.

Схема паяльника, обогреваемого пламенем горелки, показана на рис. 4.

Существуют также паяльники непрерывного действия, обогре­ваемые горючей жидкостью, например бензином. Бензиновые паяльники (рис. 4) имеют резервуар 1 с горелкой 2. Через края 6.в резервуар поступает воздух, который создает в нем по­вышенное давление. При открытии запорного крана 3 распылен­ный бензин через форсунку 4 выходит из горелки, где он поджига­ется. Образовавшееся пламя напревает рабочую часть паяльника. Испарение бензина на выходе из (форсунки происходит при сго­рании бензина, наливаемого в чашечку 5. В дальнейшем необхо­димая температура для испарения бензина поддерживается за счет пламени горелки.

Расход бензина при пайке бензиновым паяльником составляет 0,16—0,2 л/ч.

Паяльники с непрерывным нагревом применяют для пайки гро­моздких деталей, где для прогрева шва требуется значительный подвод тепла.

Электропаяльники (рис. 5) применяют преимущественно для монтажных работ. Нагревательный элемент электропаяльника представляет нихромовую проволоку, намотанную на медный стер­жень паяльника. Обмотка нагревательного элемента изолирована от медного стержня слоем асбеста, слюды или стеклоткани. Иногда нихромовая спираль наматывается на керамическую катушку, на­деваемую на стержень. Паяльник соединяется с источником пита­ния шнуром длиной 1,5—2 м. Шнур снабжается штепсельной вил­кой.

Для обеспечения интенсивного подвода тепла к месту пайки паяльник должен иметь достаточно мощный нагревательный эле­мент и большую массу стержня. Мощность паяльника выбирается

Рисунок 3 - Паяльник, обогреваемый газовым пламенем

Рисунок 4 - Бензиновый паяльник

Рисунок 5 - Электропаяльники

в зависимости от температуры плавления припоя и размеров паяе­мых деталей. Обычно применяют паяльники мощностью 10, 15, 40, 60, 80, 120, 220 Вт и выше. Например, при монтажных работах для пайки проводов диаметром до 1 мм применяют паяльники мощностью 60—80 Вт с диаметром стержня 10—12 мм. Маломощные паяльники (10—15 Вт) применяют для пайки мелких деталей и тонких проводников (например, токосъемников из драгоценных металлов). Пайку толстых проводов диаметром 5—7 мм, а также крупногабаритных деталей производят паяльниками мощностью 300—400 Вт с массивным стержнем.

Рисунок 6 - Универсальный электропа­яльник со сменным нагревательным элементом

Питание нагревательных элементов паяльников током производится от осветительной сети или от понижающего трансформатора:

В промышленности обычно применяют электропаяльники трех типов: молотковые, торцовые и угловые.

Распространенная конструкция молоткового паяльника показа­на на рис.5, а. Такие паяльники мощностью 300 Вт применяют для пайки открытых швов крупных узлов, проводников больших1 диаметров (3—5 мм) и т. д.

Торцовый электропаяльник, изображенный на рис. 5, б, при­меняют для монтажных работ внутри прибора и в труднодоступ­ных соединениях электрорадиоаппаратуры.

При изготовлении электрорадиопроводов и в ряде других случаев часто применяют паяльники с фасонными стержнями. Такие стержни служат для пайки специальных деталей при операциях сборки и монтажа.

На рис. 5, в изображен угловой паяльник мощностью 60 Вт, используемый для пайки соединений монтажных планок (расшивочных панелей и других открытых соединений). Длина стержня этого паяльника 150 мм, диаметр 8 мм. При помощи эксцентрико­вого зажима стержень крепят к корпусу нагревательного элемента. По мере срабатывания стержня (в результате заправок лезвия) он выдвигается из корпуса нагревателя, что удлиняет срок службы паяльника.

Применяются также торцовые электропаяльники со сменными стержнями и нагревательным элементом. Сменные нагреватель­ные элементы упрощают ремонт паяльника. На рис.6 показан универсальный электропаяльник со сменным электронагреватель­ным элементом.

Подготовка паяльника к пайке состоит, прежде всего, в его обслуживании. Расплавленный припой не прилипает к необлуженному паяльнику, так как поверхность лезвия паяльника покрыта окислами меди. Для облуживания рабочую часть паяльника очи­щают напильником или наждаком и на нее наносят флюс (например, нашатырь или хлористый цинк). Затем паяль­ник нагревают до темпе­ратуры плавления припоя. В процессе нагревания на паяльник наносят флюс по мере его расходования. Нагретый паяльник быстро прижимают к при­пою.

Рисунок 7 - Типы паяных соединений из плос­ких - деталей

 

Облуживать паяльник можно другим спосо­бом: очищенный опиловкой паяльник нагревают до температуры 500° С и затем слегка напильником удаляют окалину с рабочей поверхности паяльни­ка; после этого рабочую часть паяльника кладут на нашатырь и несколь­кими движениями очища­ют от окислов; при при­косновении паяльником припой быстро растека­ется по его очищенной поверхности.

Практически темпера­тура паяльника достаточна для осуществления пайки, если при поднесении тыльной стороны ладони к паяльнику на расстояние 8—10 см будет чувствоваться жар.

Технологические основы пайки

При пайке металлов применя­ются различные типы соединений: стыковые, косостыковые, гребенковые, нахлесточные, накладочные, угловые и др. Стыковым называется соединение, при котором детали паяются по торцовым поверхностям (рис. 7, а). Применяется оно в тех случаях, когда 17 не допускается утолщение материала в месте пайки. Стыковое сое­динение имеет недостаточно высокую прочность вследствие малой площади спая (шва), поэтому его следует по возможности избе­гать. Более прочным получается соединение встык гребенкой (рис. 7, б). В этом случае площадь шва, а также протяженность могут быть значительно увеличены.

Более высокая прочность соединения обеспечивается при ко­сом стыке (рис. 7, в); он, как и стыковое соединение, не увели­чивает толщины изделия. Косостыковое соединение применяется при сращивании ленточных пил, при изготовлении баков и сосудов и в других случаях. Недостатком коостыкового соединения явля­ется трудоемкая механическая обработка деталей перед пайкой.

Наиболее широкое применение при пайке находит соединение внахлестку. Нахлесточным называется соединение, при котором поверхности паяемых деталей частично перекрывают друг друга (рис. 7, г).

Обычно принимают длину нахлестки l = (2 , где — тол­щина листов.

Соединение внахлестку дает утолщение детали и некоторое эксцентричное направление нагрузки при растяжении изделия, т. е. усилие Р, действующее на шов, направляются не по одной прямой, а на некотором расстоянии друг от друга.

В тех случаях, когда не допускается утолщение стенок деталей, рекомендуется нахлесточное соединение, изображенное на рис. 7, д. Однако такое соединение требует значительной затраты вре­мени на подготовку изделия под пайку.

Соединение с накладками осуществляется при помощи одной или двух дополнительных деталей (рис.7, е). Однако накладки увеличивают вес конструкции, поэтому их применяют только при крайней необходимости.

Тавровое соединение, т. >е. соединение торца одной детали с боковой поверхностью другой, как это делается при сварке (рис. 7, ж), для паяных конструкций не применяется ввиду низкой прочности такого соединения из-за малой площади шва. Для по­лучения необходимой прочности в паяных изделиях следует отбор­товать кромку одной из деталей (рис. 7, з).

Пайка часто применяется для получения герметичных сосудов. В этих случаях прочность соединения получается за счет фальцовых швов (рис. 7 и и к), выполняемых механической обработкой.

Для пайки фальцовых швов применяют легкоплавкие припои.

При пайке пластинок с деталями сплошного или полого сечения, целесообразно в деталях сделать вырезы, как показано на рис. 7, л. Вырезы увеличивают площадь шва и прочность соединения.

Основные типы соединений, встречающиеся при пайке трубча­тых конструкций, показаны на рис. 8.

В тех случаях, когда допускается увеличение наружного диа­метра детали в месте пайки при сохранении внутреннего диаметра, применяются соединения, показанные на рис. 8, а — в. Соединение на рис. 8, а осуществляется развальцовкой одной из труб; в соединении на рис.8, б развальцовываются обе трубы, а пай­ка осуществляется при помощи внутренней накладки; соединение на рис. 8, в производится за счет наружного бужа.

Если в конструкции не должно быть утолщения наружного диа­метра, то пайка осуществляется при помощи внутреннего бужа (рис. 8, г).

Рисунок 8 - Типы паяных соединений трубчатых конструкций

 

При пайке труб может быть также соединение с канавкой для припоя (рис. 8, д) и с гребенкой (рис. 8, е).

При изготовлении паяных конструкций, кроме рассмотренных, могут применяться и другие типы соединений. Однако во всех слу­чаях детали следует расположить так, чтобы соединение работало на срез, а площадь шва обеспечивала необходимую прочность сое­динения.

Пайка металлов представляет собой комплекс процессов, вклю­чающих следующие этапы:

1. Выбор основного металла.

2. Выбор припоя.

3. Выбор способа удаления окисной пленки 'Основного металла и припоя при нагревании.

4. Установление режима пайки.

5. Подготовка деталей к пайке.

6. Нагрев деталей под пайку.

7. Охлаждение деталей после пайки.

8. Обработка паяных изделий.

9. Контроль качества паяных соединений.

Основной металл выбирается в зависимости от требований, предъявляемых к паяемой конструкции с учетом ее прочности, кор­розионной стойкости, электропроводности, жаропрочности, веса и т. д. При этом в качестве основного металла могут быть исполь­зованы сталь, медь, жаропрочные, медные, алюминиевые, магние­вые и другие сплавы.

Выбор припоя производится на основании требований, которые предъявляются к припоям (см. припои).

Удаление окисной пленки с паяемой поверхности производится при помощи флюсов, а также другими специальными способами (созданием защитной газовой среды, созданием/вакуума и т. д.).

Установление режима пайки заключается в выборе температу­ры пайки, продолжительности нагрева и скорости нагрева. Эти элементы режима пайки оказывают существенное влияние на ка­чество паяемого соединения.

Температуру пайки устанавливают таким образом, чтобы она превышала температуру плавления припоя на 25—50° С.

Прочность паяного шва во многом зависит также от продолжи­тельности нагрева при температуре пайки («ли выдержки).

Время выдержки устанавливается с учетом габарита паяемого изделия, зазора между паяемыми деталями, а также химического состава припоя и основного материала.

Скорость нагрева паяемых деталей до температуры пайки оп­ределяется их размерами, а также теплопроводностью основного материала.

Подготовка деталей к пайке состоит в изготовлении заготовок, очистке и сборке. Заготовки изготовляют из листового материала, труб или другого ассортимента в зависимости от конструкций пая­емого изделия. После изготовления заготовки подгоняют вручную и отправляют на очистку.

Очистка заготовок перед сборкой от грязи, краски ржавчины, окалины, жиров является обязательным процессом при подготовке.изделия к пайке. Грязь и продукты, образовавшиеся в результате сгорания краски или жиров, попадая в шов, снижают его качество. При наличии ржавчины или окалины на соединяемых поверхностях пайка может не произойти. Очистку заготовки от грязи и краски можно производить керосино-кислородной или ацетилено-кислород­ной горелками. Этот же способ применяют для очистки поверхно­сти металла от окалины. При нагреве окалина растрескивается. Изделие тщательно очищают щеткой.

Незначительные загрязнения и ржавчину удаляют наждачной бумагой, пескоструйным аппаратом, шабером или стальной щет­кой, а жир с поверхности изделия, погружая изделие в раствор щелочи или поташа. Затем детали промывают водой и высу­шивают.

Пыль, грязь и следы жира удаляют бензином, ацетоном.

Способ введения припоя к месту пайки зависит от вида пайки. При пайке ручными паяльными инструментами припой вводится в зазоры между паяемыми изделиями одновременно с их нагрева­нием. Припои употребляются в виде проволоки, фольги, ленты, по­рошков или пасты в смеси с флюсом. Наиболее рациональным яв­ляется размещение припоя сверху соединения. В этом случае под действием собственного веса припой лучше заполняет шов, - особен­но если длина нахлестки большая.

Рациональные способы размещения припоя -на изделиях перед пайкой показаны на рис. 9 и 10.

Завершающей сборочной операцией является закрепление пая­емых деталей. Для этой цели детали прихватываются дуговой, га­зовой или контактной сваркой. Иногда крепление осуществляется развальцовкой, связыванием яихромовой проволокой (рис. 11).

 

Рисунок 9 - Рациональные способы размещения припоя в паяемом участке при изготовлении точечных деталей:

1 — изделие; 2 — припой.

Рисунок 10 - Закладка припоя в место соединения при пайке штампован­ных деталей

Рисунок 11 - Способы закреплений деталей перед пайкой:

а — кернением; б — связыванием проволокой; в — штифтами- г — точечной свар­кой; д — при помощи накатки

 

 

Нагрев деталей при пайке осуществляется различными способа­ми. Наиболее широкое распространение в настоящее время полу­чил нагрев паяльником.

Охлаждение изделия производят на воздухе.

Обработка деталей после пайки состоит в удалении остатков флюса, а также в отделке паяного шва. Отделочные работы со­стоят в удалении излишков припоя (подтеки, наплавы), зачистке отдельных частей детали, окислившихся при пайке (если это тре­буется по техническим условиям), и в устранении дефектов шва. Эти работы выполняются механическим способом.

Контроль качества паяных соединений и устранение обнаружен­ного брака являются завершающим этапом технологического про­цесса.

 

Методика проведения занятия

1. Выбрать тип паяного соединения.

2. В зависимости от назначения и материала изделия, подлежа­щего пайке, выбрать припой (см. табл. 1 и 2).

3. Выбрать способ удаления окисной пленки основного металла (см. табл. 5).

4. Подготовить детали к пайке.

Замечание

При пайке легкоплавкими припоями требуется тща­тельная подготовка мест соединения друг с другом и хорошая предварительная очистка их от грязи и окислов.

Места, подлежащие паянию на заготовках деталей обработать напильником, шабером или наждачной бумагой, после чего тща­тельно очистить от грязи и жиров кисточкой, смоченной в кислоте.

5. Плотно прижать соединяемые части друг к другу и покрыть место шва флюсом.

6. Нагреть паяльник до требуемой температуры.

7. Произвести процесс пайки.

Замечание

Для пайки облуженный и нагретый паяльник при­жимают к месту соединения. Одновременно к месту пайки подво­дят припой, который плавится и затекает в зазор соединяемых де­талей. После заполнения шва припоем паяльник переносят на соседний участок. Часто припой подводится в соединение при по­мощи паяльника. Для этого нагретый паяльник соприкасается с припоем, а на паяльнике остается несколько капель жидкого при­поя, который и заполняет шов в процессе пайки. При пайке паяль­ник должен лежать на изделии всем лезвием, а не касаться его кончиком лезвия. Только в этом случае обеспечивается интенсив­ный прогрев. Припой нужно подводить к шву в месте соприкосно­вения паяльника с изделием.

Рисунок 12 - Процесс паяния:

а — нагрев паяльника; б — зачистка и заправка перегретого паяльника; в — очист­ка паяльника погружением в раствор хлористого цинка; г — захват паяльником припоя; д — облуживание паяльника на кусковом нашатыре; е — припаивание одной детали к другой

 

8. После заполнения шва равномерным слоем расплавленного металла убрать паяльник и дать возможность детали и шву мед­ленно остыть.

9. Запаянный шов тщательно промыть, протереть сухими чисты­ми тряпками и зачистить шабером.

10. В случае необходимости произвести контроль качества паяного соединения.

Контрольные вопросы

1. Что такое пайка, где она применяется?

2. Описание преимущества пайки.

3. Что такое припой?

4. Описание свойства, которыми должны обладать припои.

5. Описать легкоплавкие припои и их преимущества. В каких случаях они
применяются, дать их расшифровку?

6. Описание тугоплавкие припои, их применение, дать их расшифровку.

7. Что такое флюсы, с какой целью они применяются? Классификация
флюсов.

8. Перечислить флюсы для:

а) мягких припоев

б) твёрдых припоев

9. Правила безопасности при работе с паяльными лампами.

10. Что такое лужение?

11. Особенности паяния сосудов для хранения горючих жидкостей.

12. Основные правила при пайке твёрдыми припоями.

13. Правила техники безопасности при паянии и лужении.

14. Перечислить дефекты пайки.

15. В чём состоит основное назначение паяльника? Вида паяльников.

16. Виды паяных соединений.

Составление отчета

1. Задание.

2. Цель работы.

3. Таблицы химического состава применяемого припоя и флюса,

4. Эскиз применяемого паяльника.

5. Эскиз деталей, подлежащих пайке (в сборе).

6. Краткое описание проведенной работы с операционными эс­кизами (см. рис. 12).

 

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Галактионова, Н.А. Конструкционные материалы и их обработка [Текст] / Н.А. Галактионова.- М.: Машино-строение, 1985.-145 с.

2. Дальский, A.M. Технология конструкционных материалов [Текст] / A.M. Дальский, Т.М. Барсукова, Л.Н. Бухаркин. - М.: Машиностроение, 1993. - 312 с.

3. Кузьмин, Б.А. Технология металлов и конструкционные материалы [Текст] / Б. А. Кузьмин. - М.: Машиностроение, 1989. - 254 с.

4. Лахтин, Ю.М. Материаловедение [Текст] / Ю.М. Лахтин, В.П. Леонтьева. - М.: Машиностроение, 1990. - 294 с.

5. Лахтин, Ю.М. Материаловедение [Текст] / Ю.М. Лахтин [и др.]. 1990. -235с.

6. Лахтин, Ю.М. Материаловедение и термообработка [Текст] / Ю.М. Лахтин - М.: Машиностроение, 1994. - 294 с.

7. Лейкин, Материаловедение [Текст].- М.:Высшая школа, 1971. - 128 с.

8. Рыбаков В.М. «Сварка и резка металлов» [Текст], / В.М. Рыбаков. - М.:
1991.-234 с.

9. Справочник. Электротехнические материалы [Текст].-М.: Энерго-атомиздат, 1988. – 252 с.

10. Схиртладзе, А.Г.Технологические процессы машиностро-ительного производства [Текст] / А.Г.Схиртладзе, С.Г. Ярушин. - М.: Высшая школа, 2000. - 223 с.

11. Фетисов, Г.П. Материаловедение и технология металлов [Текст] / Г.П.
Фетисов. - М.: Высшая школа, 2001. - 315 с.