Как выполняется пайка металлов.

Пайка – это технологический процесс получения неразъемных соединений металлов нагревом до расплавления более легкоплавкого присадочного металла – припоя, – заполняющего зазор между соединяемыми деталями.

В качестве источников тепла при пайке используют газокислородное и газовоздушное пламя, электронагрев, индукционный нагрев, паяльники.

Основной металл при пайке не плавится, а нагревается до температуры расплавления припоя. Это позволяет получать высококачественные соединения не только однородных, но и разнородных металлов и сплавов.

Согласно ГОСТ 17325-71, различают два основных вида пайки: высокотемпературную и низкотемпературную. Температура плавления припоев для высокотемпературной пайки свыше 550 ⁰С, а для низкотемпературной - ниже 550 ⁰С. В состав высокотемпературных припоев входят медь, цинк, серебро, а низкотемпературных – свинец, олово, сурьма.

Пайке подаются чугун, низкоуглеродистая и легированная стали, медь, никель, алюминий и их сплавы и др. Источником нагрева при газопламенной пайке является сварочное пламя. В качестве основного инструмента используют сварочную горелку. При пайке широко применяются горелки, работающие на газах-заменителях ацетилена. Крупногабаритные изделия паяют многопламенными горелками.

Припои выпускают в виде проволоки, прутков, полос, порошковой проволоки, порошков и пасты.

Для получения надежного паяного соединения припои должны удовлетворять следующим требованиям:

1) температура плавления припоя должна быть ниже температуры плавления основного металла;

2) расплавленный припой в сочетании с флюсом должно быть жидкотекуч, хорошо растекаться, проникая в щели зазора, и хорошо смачивать металл;

3) припой и металл должны взаимно диффундировать и образовывать сплав;

4) припой должен обладать одинаковой или более высокой, чем основной металл, коррозионной стойкостью, припой не должен содержать дорогих и дефицитных компонентов.

Все припои для высокотемпературной пайки можно разбить на следующие группы: медные, медно-цинковые, серебряные, медно-фосфористые.

Медные припои ГОСТ 16130-90 применяют для пайки стали преимущественно в печах с защитной атмосферой, медно-цинковые – при пайке стали, чугуна, меди, бронзы и никеля.

Лучшие результаты дает припой марки ЛОК-62-06-04, содержащий 60-63% меди, 0,3-0,4% олова, 0,4-0,6% кремния, остальное – цинк. Температура плавления припоя 905 ⁰С, предел прочности 45 кгс/мм².

Серебряные припои можно использовать при пайке всех черных и цветных металлов, кроме алюминия и цинка, имеющих более низкую температуру плавления, чем припой. Температура плавления серебряных припоев 720 –

870 ⁰С. Выпускаются серебряные припои марок от ПСр10 до ПСр70 (цифры указывают содержание серебра в припое).

Медно-фосфористые припои серебра широко применяются в электропромышленности (для пайки только меди и латуни).

Припои для низкотемпературной пайки готовят на основе оловянно-свинцовых сплавов различного состава. Эти припои имеют марки от ПОС-90 (89-90%) до ПОС-18 (17-18%) (Цифры указывают содержание олова, остальное – свинец).

Для низкотемпературной пайки применяют также сурьмянистые припои марки ПОСС-4-6.

Для пайки алюминия в качестве низкотемпературных припоев рекомендуются сплавы: 50% Zn, 45% Sn, 5% А1 и 25% Zn, 70% Sn, 5% А1. Соединения, полученные пайкой низкотемпературными припоями, обладают низкой коррозионной стойкостью, что ограничивает их применение для деталей, работающих в воде или влажном воздухе. Для высокотемпературной пайки алюминия и его сплавов рекомендуются припои, содержащие 10-12% Si, 0,7 Fe, остальное – Al с температурой плавления 577 ⁰С, и припой состава 28% Сu, 6% Si, 66% Al с температурой плавления 525 ⁰С.

При газопламенной пайке применяются флюсы в виде порошков, пасты и газа. Основой большинства флюсов при твердой пайке является бура (Na₂B₄O₇). Для усиления действия флюса к буре часто добавляют борную кислоту, благодаря которой флюс становится более густым и вязким, требующим повышения рабочей температуры. Для понижения рабочей температуры флюса, что особенно важно для легкоплавких припоев, вводят фтористый калий и другие щелочные металлы.