Паяння деталей низькотемпературними припоями

Процес паяння низькотемпературними олов'яно-свинцевими припоями складається з трьох операцій: підготовки деталі до паяння, паяння і обробки деталі після паяння.

Підготовка деталей до паяння включає зачистку кромок деталей від забруднень і оксидів, прогрев деталей до температури паяння, флюсування і лудіння поверхонь, що сполучаються. Далі виробляється збірка виробу із забезпеченням зазора між поверхнями, що сполучаються, в межах 0,05...0,20 мм.

Паяння деталей виробляється паяльником або зануренням деталей в розплавлений припій. Перед паянням кромки деталей флюсують. Припій і кромки деталей, що спаюються, при паянні нагрівають до температури, яка перевищує температуру повного розплавлення припою на 40...50°С.

При низькотемпературному паянні застосовують паяльники з електропідігрівом. Робочу частину паяльника виготовляють звичайно з червоної міді.

При паянні зануренням припій розплавляють в електричному тігле, розміри якого визначаються розмірами деталей, що сполучаються.

Після паяння деталі поволі охолоджують до температури повного затвердіння припою, а потім паяний шов промивають гарячою водою від залишків флюсу і зачищають від напливів припою.

Паяння деталей з алюмінію і його сплавів низькотемпературним припоєм має деякі особливості, які пояснюються освітою на поверхні деталей міцної і тугоплавкої окисної плівки, перешкоджаючої з'єднанню припою з деталями,

Застосовувати флюси при паянні алюмінія не можна, оскільки вони при порівняно низькій температурі паяння не взаємодіють з оксидами і не розчиняють їх.

Паяння алюмінію і його сплавів низькотемпературними припоями звичайно виробляють абразивним або ультразвуковим паяльником.

При паянні абразивним паяльником (мал..8)

 

Мал. 8. Абразивний паяльник:

1— втулка;;2—абразивный стрижень; 3—спираль електропідігріву;

4 — теплоізоляція; 5 — кожух паяльника; 6 —ручка; 7 — затискна гайка

 

деталі, що сполучаються, підігрівають до температури плавлення припою і потім лудять, натираючи абразивним стрижнем паяльника, що складається з суміші порошків припою (90% по масі) і азбесту (10%).

При зіткненні з нагрітою деталлю припій абразивного стрижня плавитиметься і, отже, очищення поверхні деталей, що спаюються, від оксидів відбуватиметься під шаром розплавленого припою, який міцно з'єднуватиметься з основним металом.

Після лудіння деталі спаюють, користуючись звичним паяльником.

Добрі результати при паянні алюмінію і його сплавів дає застосування ультразвукового паяльника(мал..9),

 

 

Мал. 9. Схема ультразвукового пояль-ника:

1—ізлучатель ультразвукових коливань; 2 — спіраль електропідігріву; 3 —стержень паяльника; 4 — припій; 5 — деталь

 

 

який складається з маг-нітострікционного випромінювача ультразвукових коливань і мідного стрижня з електропідігрівачем. Обмотка магнітострикційного випромінювача харчується від генератора ультразвукових коливань.

Промисловість випускає ультразвуковий паяльник УП-21, який працює на частоті 18...22 кГц від ультразвукового генератора потужністю 40 Вт.

При паянні цим паяльником в розплавленому припої виникають ультразвукові коливання, які руйнують окисну плівку на деталях. Очищені від оксидів поверхні деталей добре з'єднуються з припоєм і забезпечують міцне паяне з'єднання.

Низькотемпературне паяння при ремонті автомобілів одержало широке застосування. Вона використовується при ремонті водяних і масляних радіаторів, деталей електроустаткуванні, паливних баків і інших деталей.

Якість паяння звичайно контролюють методом опресовування деталей стислим повітрям або водою.

 

11. ПАЯННЯ ДЕТАЛЕЙ ВИСОКОТЕМПЕРАТУРНИМИ ПРИПОЯМИ

Паяння високотемпературними припоями застосовують при усуненні тріщин, пробоїн і інших пошкоджень в корпусних деталях (блоках циліндрів, головках блоків, картерах коробок передач і ін.), при відновленні трубопроводів, при паянні контактів приладів електроустаткуванні і при відновленні інших деталей.

Процес паяння високотемпературним}! припоями включає підготовку деталей до паяння, нагрів і паяння деталей і обробку їх після паяння.

Підготовка до паяння полягає в підгонці частин поломаних деталей, виготовленні накладок для закладення пробоїн, оброблення кромок тріщин і т.п.

При паянні деталей з алюмінієвих сплавів поверхні, що сполучаються, знежирюють розчином кальцинованої соди і промивають водою. Кромки деталей, що спаюються, зачищають від оксидів і потім покривають флюсом, який наносять у вигляді порошку або пасти. Після флюсування в шов укладається припій.

Залежно від форми шва і деталі припій застосовують у вигляді дроту, пластинок, прутків, кілець з дроту і т.п. Мал 10.

 

Мал10. Накладення припоя при паянні трубопровіда:

1- муфта 2- трубопровід,3- припой

 

 

Після накладення припою приступають до паяння. Деталь в місці паяння нагрівають до температури, що дещо перевищує температуру повного розплавлення припою, і витримують при цій температурі протягом деякого часу, який визначають експериментальним шляхом.

Час витримки при температурі паяння повинен бути таким, щоб забезпечити розплавлення припою, заповнення ним зазору і якнайповніше протікання дифузійних процесів між рідким припоями паяння

і підігрітими кромками деталей, що спаюються.

Залежно від прийнятого методу нагріву деталей розрізняють наступні способи паяння високотемпературними припоями: газополум'яний, електроопоом, індукційний і ін.

При газополум'яному паянні нагрів деталей і розплавлення припою найчастіше виробляють зварювальним пальником.

Цей спосіб паяння має найширше застосування на авторемонтних підприємствах.

Він забезпечує високу якість паяння, але вимагає від виконавця великих навиків, оскільки висока температура полум'я і трудність контролю температури нагріву деталі створюють загрозу перегріву металу деталі і припою.

При газополум'яному паянні припій в місце паяння вводять у вигляді прутка, як це робиться при газовій зварці. Флюс на місце паяння наноситься завчасно, потім полум'ям пальника підігрівають кромки деталі і після розплавлення флюсу вводять припій.

 

 

Мал. 11. Схема паяння електроопіром:

1 — мідні електроди; 2 — деталь; 3 припій; 4 — контакт, що напувається

 

Паяння електроопіром (мал.11) забезпечує високу якість з'єднання деталей. При цьому способі паяння нагрів здійснюється за рахунок тепла, що виділяється при проходженні електричного струму через з'єднання припою і деталей, що спаюються.

Паяння можна виробляти на точкових, стикових і роликових зварювальних машинах електроконтактів. Паяння при цьому звичайно виробляється без флюсу, оскільки флюси є ізоляторами,

але якість паяння виходить високою тому, що нагрів відбувається дуже швидко, а припій захищений від окислення щільним з'єднанням з деталями, що спаюються.

Добрі результати дає також паяння з нагрівом деталей струмами високої частоти. Деталі, підготовлені до паяння, з нанесеним флюсом і припоєм поміщають в індуктор, живлений від генератора струмів високої частоти.

Цей спосіб паяння володіє високою продуктивністю, але вимагає застосування складного устаткування.

Паяння в печах є вельми прогресивним способом паяння високотемпературним припоєм. Вона може здійснюватися в повітряному, нейтральному і активному середовищах. При цьому способі паяння деталі, що сполучаються, поміщають в піч із заздалегідь нанесеними припоєм і флюсом.

Перевагами цього способу паяння є:

• можливість контролю температури паяння і часу витримки при цій температурі,
• а також глибокий і рівномірний прогрів деталей.

 

При паянні в печах з контрольованою атмосферою виключається окислення металу деталей і припою.

До числа недоліків слід віднести загальний нагрів деталі, і отже, можливість порушення термообробки.

Паяння в соляних ваннах виробляється шляхом повного або часткового занурення деталей, що спаюються, з припоєм в розплав солей.

Як нагрівальне середовище використовуються розплави, до складу яких входять хлористий натрій, хлористий барій або суміші цих солей.

Достоїнствами цього способу паяння є нагрів деталей без доступу повітря, можливість контролю температури паяння і часу витримки при цій температурі, стабільність якості паяння.

Після паяння будь-яким з перерахованих способів деталі повільно охолоджують, очищають від напливів припою і промивають водою від залишків флюсу.

Якість паяння порожнистих деталей контролюють випробуванням на герметичність. Інші деталі контролюють шляхом застосування таких не-руйнуючих методів контролю, як люмінесцентний, ультразвуковий і ін.

Оцінюючи паяння як спосіб відновлення деталей, можна відзначити наступні її переваги:

• невеликий нагрів деталей (особливо при низькотемпературному паянні), що дозволяє зберегти незмінною структуру і властивості металу деталей, що сполучаються;
• можливість з'єднання деталей, виготовлених з різнорідних матеріалів;
• достатньо висока міцність з'єднання деталей;
• простота технологічного процесу і вживаного устаткування.

До числа недоліків паяння слід віднести деяке зниження міцності з'єднання деталей в порівнянні із зваркою.

Проте паяння є перспективним способом відновлення деталей, значення якого зростатиме у міру розширення застосування в автомобілебудуванні спеціальних сплавів і композиційних матеріалів.