Пайка твердыми припоями: Пайка твердыми припоями — Пайка

Пайка твердыми припоями — Пайка

Категория:

Пайка

Пайку твердыми припоями применяют для получения прочных и термостойких швов.

Пайку твердыми припоями осуществляют, соблюдая следующие основные правила:
— как и при пайке мягкими припоями, повеохности подгоняют друг к другу припили-ванием, тщательно очищают от грязи, окислов и жиров механическим или химическим способом;
— подогнанные детали в месте спая покрывают флюсом, на место спая накладывают кусочки- припоя (медные пластинки) и закрепляют мягкой вязальной проволокой;
— подготовленные детали (заготовки) нагревают паяльной лампой, в кузнечном горне или электропечи;
— когда припой расплавится, деталь снимают с огня и держаг в таком положении, чтобы припой не мог стекать со шва;
— затем деталь медленно охлаждают. Охлаждать детали с напаянной пластинкой в воде нельзя, так как это ослабит прочность соединения.

Применяют другой способ пайки: подготовленную деталь (изделие) нагревают и обсыпают бурой, затем нагревают и к месту соединения подводят конец медной или латунной проволоки, которая, расплавляясь, заливает место спая. По мере охлаждения спаянные детали промывают в воде, протирают сухими тряпками и просушивают; шов зачищают наждачной бумагой или опиливают напильником.

Дефекты при пайке, их причины и меры предотвращения следующие:

припой не смачивает поверхность паяемого металла вследствие недостаточной активности флюса, наличия окисной пленки, жира и других загрязнений. Для предотвращения несмачивания в состав флюса добавляют фтористые соли или увеличивают его количество, улучшают обработку деталей, удаляя следы коррозии, жира; наплывы или натеки припоя вследствие недостаточного прогрева детали, припой не расплавился.

Рис. 1. Лужение деталей: а — погружением в ванну с оловом, б — нагрев деталей для облуживания, в — обслуживание растиранием олова

Безопасность труда при выполнении паяльных работ и лужении. Рабочие места, предназначенные для выполнения работ по пайке мелких деталей, должны оборудоваться местными вытяжными устройствами, обеспечивающими скорость движения воздуха непосредственно на месте пайки не менее 0,6 м/с.

В помещениях, где выполнялись паяльные работы, должно производиться мытье полов, сухая уборка пола не разрешается. Хранение одежды в помещениях, где производится пайка, запрещается.

В непосредственной близости от рабочих мест, предназначенных для выполнения работ по пайке мелких деталей мягкими припоями, должны устанавливаться: умывальник, бачок с 1%-ным раствором уксусной кислоты для предварительного обмывания рук и легкообмы-ваемые переносные емкости для сбора бумажных или хлопчатобумажных салфеток и ветоши. Около умывальника постоянно должны быть мыло, щетки, салфетки для вытирания рук. Применение полотенец общего пользования не разрешается.

Подготовка металлов и процесс пайки связаны с выделением пыли, вредных паров цветных металлов и солей, которые, попадая в организм человека через дыхательные органы, пищевод или кожу, вызывают раздражение слизистой оболочки глаз, поражение кожи и отравление.

Поэтому при пайке, и лужении необходимо соблюдать следующие правила;
рабочее место паяльщика должно быть оборудовано местной вентиляцией;
не допускается работа в загазованных помещениях;
после окончания работы и перед принятием пищи тщательно мыть руки мылом;
химикаты засыпать осторожно малыми порциями, не допуская брызг.

Попадание кислоты в глаза может вызвать слепоту, испарения кислот очень вредны;
серную кислоту хранить в стеклянных бутылях с притертыми пробками в плетеных корзинах с мягкой прокладкой;
пользоваться только разведенной кислотой. При разведении кислоту следует вливать в воду тонкой струей, непрерывно помешивая раствор. Запрещается лить воду в кислоту, так как при соединении воды с кислотой происходит сильная химическая реакция с выделением большого количества теплоты. Даже при небольшом количестве воды, попадающей в кислоту, вода быстро нагревается и превращается в пар, что может привести к взрыву;

Рис. 2. Пайка твердыми припоями: а — подгонка поверхностей деталей, б — смазывание поверхностей деталей флюсом, в — вставка медной пластины, г — фиксирование соединяемых деталей направляющей прокладкой, д — нагрев деталей

—-

Имеется несколько способов пайки твердыми припоями. Эти способы могут быть классифицированы по способу нагрева металла в процессе пайки. Обычно твердые припои разделяются на медные, медно-цинковые, медно-никелевые и серебряные. Отдельную группу составляют алюминиевые припои. Наиболее важные твердые припои стандартизованы.

Припой ПМЦЗб из-за низкой прочности и хрупкости в машиностроении не применяется. Припои ПМЦ48 и ПМЦ54 ввиду недостаточной пластичности и низкой вибростойкости паянных ими соединений применяются мало. Наибольшее распространение получили припои JI62 и JIOK 62-06-04, дающие прочные паяные соединения. Предел прочности припоя JI62 составляет 30 кГ/мм2 при относительном удлинении 35 %.

Основой большинства флюсов для твердой пайки является бура Na2B407, кристаллизующаяся с десятью частями воды в крупные прозрачные бесцветные кристаллы Na2B407 • ЮН20. Кристаллическая бура начинает плавиться при 75 °С; по мере

усиления нагрева она постепенно теряет воду, сильно вспучиваясь и разбрызгиваясь, и переходит в безводную соль — плавленую или жженую буру, плавящуюся при температуре 783 °С. Бура в расплавленном состоянии может быть нагрета до высоких температур без заметного испарения; она весьма жидкотекуча и энергично растворяет окислы многих металлов, в особенности окислы меди.

Для пайки нержавеющей стали применяется смесь из равных частей буры и борной кислоты, замешанных на насыщенном водном растворе хлористого цинка до пастообразного состояния. При пайке серого ковкого чугуна для выжигания графита и увеличения чистой металлической поверхности, смачиваемой припоем, во флюсы часто вводят сильные окислители (хлорат калия, перекись марганца, окись железа и т. д.).

Флюсы могут иметь форму порошка или пасты. Применяются также флюсы и в виде жидких растворов, например раствор буры в горячей воде. Иногда целесообразно применять прутки припоя, покрытые флюсом. Флюсующее действие могут оказывать составные части самого припоя. Например, фосфор, окисляясь в фосфорный ангидрид, является хорошим флюсом для меди и медных сплавов, восстанавливая окислы и переводя их в легкоплавкие фосфорнокислые соединения. Поэтому фосфористые медные ири-пои не требуют флюсов для пайки медных сплавов, что очень удобно на практике.

Рис. 1. Классификация способов пайки твердыми припоями

Порошкообразные флюсы можно посыпать тонким слоем на кромки, причем часто применяется предварительный подогрев кромок, с тем чтобы частицы флюса плавились, прилипая к металлу, и не сдувались пламенем горелки при пайке. В порошкообразный флюс можно также обмакивать конец прутка припоя, нагретый выше температуры плавления флюса, который прочно пристает к прутку. Пасты и жидкие растворы наносят кистью или в них обмакивают припой. Можно изготовлять пасту из флюса с порошкообразным припоем и наносить ее на кромку перед пайкой.

Для пайки имеют важное значение подготовительные работы, часто определяющие качество соединения. Широко применяются три основные формы паяных соединений: нахлесточное, стыковое и соединение «в ус» (рис. 239). Наиболее распространенным является нахлесточное соединение, удобное для выполнения и весьма прочное. Увеличивая перекрытие нахлесточного соединения, можно повышать его прочность и в большинстве случаев достигнуть равнопрочности с основным металлом. Стыковое соединение имеет лучший внешний вид и при хороших припоях и правильном выполнении часто может обеспечить достаточную прочность (предел прочности может доходить до 40— 45 кГ/мм2). Стыковое соединение применяется в тех случаях, когда удвоение толщины металла нежелательно. Соединение в ус, требующее усложненной подготовки кромок, совмещает преимущества стыкового и нахлесточного соединений и обеспечивает хороший внешний вид и отсутствие выступающих кромок. Соединение в ус дает возможность достичь равнопрочности с целым сечением за счет увеличения рабочей площади соединения.

Существенное значение имеет величина зазора между соединяемыми кромками, которая должна быть малой как для улучшения всасывания жидкого припоя действием капиллярных сил, так и для увеличения прочности соединения. Для серебряных припоев рекомендуется зазор 0,05—0,15 мм; для пайки медью в защитном газе рекомендуются зазоры 0,1—0,2 мм. Строгие требования в отношении величины зазора заставляют производить достаточно чистую механическую обработку поверхностей, так как грубая обработка, например опиловка напильником или опескоструивание, может быть причиной чрезмерного расхода припоя в соединении и резкого падения его прочности.

Для хорошего смачивания припоем поверхность, подлежащая пайке, должна быть безукоризненно чистой. Обезжиривать можно горячей щелочью, трихлорэтиленом или четыреххлористым углеродом. Окислы удаляют травлением в кислотах с последующей тщательной промывкой и сушкой.

Механическую очистку производят протиркой ветошью, тонкой наждачной бумагой, шлифованием мелкозернистыми шлифовальными кругами, щетками и т. д. При сборке часто предварительно наносят флюс на кромки и размещают припой между кромками; в этом случае применяют припой в форме фольги или тонкого порошка, или же припой в виде проволоки или ленты, помещаемой около места пайки.

Собранные детали перед пайкой должны быть достаточно прочно скреплены проволочными связками, шпильками, точечной сваркой и т. д., с тем чтобы устранить возможность смещения деталей при нагреве и в процессе пайки. Поверхность изделий, которая не должна облуживаться, покрывают перед пайкой пастой из мела, глины, графита или их смесей, или смачивают раствором хромовой кислоты и тому подобными веществами, устраняющими прилипание припоя к поверхности изделия.

—

Пайку изделий твердыми припоями применяют в том случае, если неразъемные соединения должны обладать достаточной прочностью (временное сопротивление 15—20 кгс/мм2).

Твердые припои имеют температуру плавления выше 450 °С.

Для нагрева изделий при пайке твердыми припоями используют различные методы: газовым пламенем (горелкой), в печах, в соляных ваннах, токами высокой частоты, на электрических контактных машинах.

Реклама:

Читать далее:

Статьи по теме:

Пайка мягкими припоями — Пайка

Категория:

Пайка

Пайка мягкими припоями делится на кислотную и бескислотную. При кислотной пайке в качества 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.

Подготовив изделий к пайке. 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.

Механическую очистку поверхности изделий от окислов, ржавчины и окалины выполняют наждачной бумагой, напильниками, металлическими щетками, шлифовальными кругами, стальной или чугунной дробью.

Химическое обезжиривание в щелочных ваннах является наиболее простым и эффективным способом; заключается оно в обработке изделий в тонко размолотой венской извести, разведенной водой до кашицеобразного состояния, которую кистью наносят на изделие, тщательно протирают и смывают водой.

Обезжиривание в органических растворителях применяют для удаления толстого слоя масла с изделий со сложными поверхностями, с внутренними полостями и глубокими отверстиями. Для этого применяют ацетон, бензол, скипидар, бензин, метиловый, этиловый спирт и др.

Химическое травление применяют в тех случаях, когда имеющиеся на поверхности изделия пленки окислов и других соединений обезжириванием не удаляются и препятствуют образованию прочного соединения припоя с паяемым металлом. Травление осуществляют погружением изделий в растворы серной, соляной, фосфорной и других кислот.

Очистка с помощью ультразвука резко сокращает процесс очистки деталей от жировых загрязнений. Этот способ применяют в случаях, когда другие способы не обеспечивают нужную чистоту поверхности. В ультразвуковых ваннах в качестве очищающей среды используют органические растворители, щелочные растворы, горячую воду, мыльный раствор и др.

Подготовка паяльника заключается прежде всего в заправке его под углом 30 — 40° и очищении от следов окалины. Затем обушок паяльника нагревают, следя, чтобы его рабочая часть находилась в некоптящей зоне пламени и нагрев осуществлялся до определенных температур: 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 500 °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. Во время длительной пайки периодически очищают рабочую часть паяльника от окалины стальной щеткой и напильником.

Нагретый паяльник быстро снимают с огня, очищают от окалины погружением в хлористый цинк, затем набирают с прутка 1—2 капли припоя и двигают паяльником по куску нашатыря, пока конец паяльника не покроется ровным слоем припоя. Затем протравливают места пайки.

Паяльник накладывают на место спая, 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).

Рис. 1. Пайка мягкими припоями: а — заправка паяльника, б — нагрев обушка, в — очистка от окалины хлористым цинком, г — захват расплавленного припоя, д — облуживание на кусковом нашатыре, е — протравливание места паяния (нанесение флюса), ж — нанесение припоя (заполнение зазора)

Для предохранения соседних со швом участков детали от нагрева их покрывают мокрыми тряпками или погружают в воду. После охлаждения паяный шов очищают, промывают, протирают сухой ветошью.

Нагретый паяльник нельзя класть на стол или верстак: он быстро отдаст тепло и загрязнится. Паяльник кладут на подставку (рис. 2, а). Рабочее место паяльщика показано на рис. 2, б, в.

Рис. 2. Паяльник на подставке (а), рабочее место паяльщика (б, в)

Рис. 3. Приемы пайки: а — стыкового шва, б — нахлесточного шва, в — тонкой пластины с толстым нахлесточным швом, г — трубы

При массовом изготовлении деталей пайку осуществляют погружением в ванну с расплавленным припоем.

Прием пайки встык показан на рис. 3, а, внахлестку — на рис. 3, б, тонкой пластины с толстой внахлестку — на рис. 3, в, внутренних швов труб — на рис. 361, г и толстых проводов — на рис. 3, д.

Особенности пайки сосудов для хранения горючих жидкостей. Пайка сосудов (бочек, бидонов) для горючих жидкостей или газов во избежание взрыва требует особых мер предосторожности.

Прежде всего сосуды тщательно промывают. Перед пайкой их доверху наполняют водой и выдерживают некоторое время, чтобы пары остатков горючего вытеснились полностью. Слив воду, приступают к пайке.

Перед пайкой можно также бак пропарить или промыть горячей водой до исчезновения запаха горючего (лучше промыть 6%-ным раствором каустической соды). Непромытый сосуд к рабочему месту подносить нельзя, так как при работающей паяльной лампе малейшая неосторожность может повлечь за собой взрыв сосуда.

Когда пайка закончена и изделие полностью охладилось, со шва снимают излишек припоя, изделие промывают и высушивают в сушилке сухими опилками или сжатым воздухом.

Пайку труб выполняют в следующем порядке: очищают напильником или шабером место пайки, наносят кисточкой флюс на место спая, прикладывают нагретый и облуженный паяльник и пруток припоя к месту спая, расплавляют припой, равномерно и медленно непрерывно перемещают паяльник по линии шва, давая припою заполнить шов. После окончания пайки и полного остывания трубы удаляют флюс, промывают трубу с теплой воде.

Особенности пайки некоторых металлов и сплавов. Низкоуглеродистые стали хорошо подвергаются пайке как мягкими, так и твердыми припоями. В качестве мягких припоев применяют оловянно-свинцовые припои, а в качестве флюса — хлористый цинк или канифоль.

Высокоуглеродистые и инструментальные стали можно паять медно-цинковыми и серебряными припоями.

Пайку чугунных деталей выполняют латунными и серебряными припоями. Перед пайкой детали очищают от окислов, масла и обрабатываемую поверхность зачищают механическим способом. Затем в месте спая кислородно-ацетиленовым пламенем с избытком кислорода выжигают свободный графит, детали прогревают и очищают от окислов и покрывают бурой. Нагревание можно производить паяльной лампой, не допуская нагрева детали выше 900 °С.

После окончания пайки чугунные детали отжигают: нагревают до температуры 700 —750 °С, выдерживают при этой температуре в течение 20 — 25 мин, затем охлаждают на воздухе. Доброкачественный шов получается в том случае, когда поверхности спаиваемых деталей до пайки, покрывают медью.

П айка нержавеющих сталей сопряжена с некоторыми трудностями, так как вследствие химического воздействия кислорода на легирующие элементы при нагреве происходит окисление поверхности стали. В целях удаления окислов и дальнейшего предупреждения их образования применяют различные флюсы (например, буру). Нержавеющие стали паяют припоем ПСр45.

Медь и ее сплавы, хорошо паяются всеми способами.

Пайка алюминия является весьма трудной операцией. Это связано с тем, что алюминий очень быстро окисляется на воздухе, покрываясь очень тонкой пленкой окиси, которая трудно поддается пайке.

Окисную пленку удаляют в процессе пайки механическим, химическим или ультразвуковым способом. Перед пайкой поверхность изделия обезжиривают в бензине или горячем 10% -ном растворе каустической соды и протравливают в растворе кйслоты или зачищают. При механическом способе удаления окислов место шва нагревают до температуры плавления припоя, наносят расплавленный припой (цинк, олово или их сплавы) и шабером, щеткой под слоем припоя разрушают окисную пленку. Припой смачивает поверхность алюминия и образует после охлаждения шов.

Лучшие результаты пайки алюминия дает применение ультразвуковых паяльников, которые создают в расплавленном припое колебания ультразвуковой частоты (от 20 кГц до 1 ГГц), частички припоя увлекаются, ударяют о поверхность алюминии и разрушают окисную пленку. Для ультразвуковой пайки применяют припой на цинковой или оловянной основе с добавлением кадмия и алюминия.

При химическом способе окисная пленка разрушается активными флюсами. В качестве флюса применяют смесь из 10% фтористого натрия, 8% хлористого цинка, 32% хлористого лития и 50% хлористого калия. Место пайки и пруток припоя подогревают до температуры 300 — 400 °С. Припой погружают в порошкообразный флюс, а место пайки дополнительно подогревают до температуры несколько большей температуры плавления припоя. Проводя припоем с нажимом и быстро по подогреваемому шву, флюсом удаляют окисную пленку.

Припой плавится и заполняет шов. Для удаления остатков флюса изделие после пайки промывают.

—-

Мягкими припоями называются легкоплавкие припои с температурой плавления ниже 400 °С. Эти припои имеют малую механическую прочность: предел прочности при растяжении обычно не превышает 5—7 кГ/мм2. Пайку мягкими припоями можно применять почти для всех металлов в разнообразных сочетаниях, в том числе и для таких легкоплавких, как цинк, свинец, олово и их сплавы. Наиболее употребительные мягкие припои обычно содержат значительное количество олова.

Мягкие припои изготовляют в виде прутков, болванок, проволоки (обычно диаметром 3 мм), трубок, набитых флюсом (вес флюса составляет около 5% веса припоя), порошка и пасты из порошка припоя с флюсом. Поверхности спая должны быть хорошо очищены механическими и химическими средствами или предварительно облужены. Флюсы при пайке мягкими припоями, как правило, необходимы. Для флюсов применяются сравнительно слабо действующие на металл органические вещества или неорганические соединения, действующие сильнее и разъедающие металл. К первой группе веществ можно отнести канифоль, хорошо очищающую медь и латунь от окислов, и стеарин, особенно подходящий для пайки свинца и свинцовых сплавов.

Мягкая пайка производится паяльниками и газовыми горелками, погружением в ванны и т. д. Наиболее распространена пайка паяльниками. Рабочую часть паяльника изготовляют из меди; форма паяльника должна соответствовать форме соединения, а вес — размерам изделия и толщине металла, чтобы паяльник мог, не охлаждаясь значительно, нагреть кромки до необходимой температуры. Нагреваются паяльники на горнах, паяльных лампах и газовых горелках. Для непрерывной работы к паяльникам могут быть пристроены бензиновые или газовые горелки. Наиболее удобны в работе распространенные на производстве паяльники с электрическим нагревом, которые обеспечивают наивысшую производительность и наилучшие условия труда. Горелки для мягкой пайки работают на дешевых промышленных или природ-’ ных горючих газах, сжигаемых с воздухом.

Распространенным способом пайки является погружение деталей в металлические ванны с расплавленным припоем. Удобны котелки для расплавленного припоя с электрическим нагревом. Иногда, например для свинцовых труб и кабельных оболочек, производится пайка растиранием. Место пайки обливают расплавленным припоем и формуют в полурасплавленном состоянии растиранием ветошью или паклей. При мягкой пайке алюминия растирание в несколько иной форме применяется для разрушения пленки окиси алюминия, которую не могут растворить флюсы при низких температурах мягкой пайки. На нагретое до температуры пайки место наносят припой и растирают проволочной щеткой или скребком до облуживания поверхности, после чего добавляют необходимое количество припоя (технически чистый цинк или различные легкоплавкие сплавы цинка, олова, иногда с добавкой алюминия).

Прочность мягких припоев незначительна, поэтому соединения, подвергающиеся значительной нагрузке, рекомендуется до пайки прочно скреплять точечной сваркой, заклепками, развальцовкой, фальцовкой, шпильками и т. д., припой в этом случае служит преимущественно для уплотнения шва и придания ему герметичности.

—

Пайка как метод соединения металлов, является одним из самых распространенных и в то же время мало изученных производственных процессов.

Сведения по пайке большей частью отрывочны, необъективны и часто вводят в заблуждение. В настоящем руководстве Комитет пайки при Американском обществе сварщиков обобщил имеющиеся данные по мягкой пайке, стараясь дать их в ясной и сжатой форме.

Согласно определению Американского общества сварщиков, пайка представляет собой процесс соединения металлов нагревом с использованием присадочного металла (обычно цветного), температура плавления которого ниже, чем основного металла. Присадочный материал распределяется в зазоре между соответствующим образом подогнанными деталями noft действием капиллярных сил.

По температурному признаку пайку принято подразделять на мягкую (ниже 427 °С) и твердую (свыше 427 °С).

Твердая пайка была подробно рассмотрена в.«Руководстве по твердой пайке», выпущенном Американским обществом сварщиков

Материал в данном руководстве изложен в порядке, который, по мнению составителей, является наиболее удобным для понимания основных положений технологического процесса. Специалист в области пайки для получения ответов на интересующие его вопросы может обратиться к разделам о пайке соответствующих металлов и в случае необходимости может возвратиться к основным принцип&м пайки.

Выбор флюса, припоя и способа нагрева в значительной степени определяется свойствами металлов, подлежащих пайке. Паяемый металл обычно выбирают исходя из специальных требований: электропроводности, веса, коррозионной стойкости и т. д. Возможность легкой пайки металла, сплава или металла с каким-либо покрытием часто определяется активностью флюса, который может быть применен. Если металл паяется трудно, то следует применить более активный флюс или прибегнуть к специальным флюсам и припоям. Некоторые металлы настолько трудно паяются с применением любых флюсов, что целесообразно применить какой-нибудь другой способ соединения.

Приведенная ниже таблица дает представление о возможностях пайки металлов, сплавов и металлов с покрытиями с применением различных флюсов.

Большинство металлов паяется без затруднения, если технология правильна. Выбор припоя, флюса, способов очистки и нагрева определяется условиями работы изделия. Более полно технологический процесс пайки рассматривается в главах, посвященных соединению отдельных металлов.

Для того чтобы при использовании процессов, описанных в данном руководстве, получить качественное соединение, необходимо выполнять следующие требования.
1. Конструкция соединения. Соединение должно быть сконструировано в соответствии с требованиями пайки.
2. Очистка поверхности. Соединяемые поверхности должны быть тщательно очищены, чтобы припой мог омачивать основной металл.
3. Нанесение флюса. Флюс должен удалять оставшиеся следы окисной пленки и предотвращать образование новых окислов в процессе пайки.
4. Фиксация. В процессе нагрева и охлаждения должно сохраняться правильное относительное расположение деталей. С этой целью применяют специальные приспособления или зажимы, либо скрепляют отдельные детали обжатием, клепкой или другим способом.
5. Нагрев и введение припоя. Выбранный способ пайки должен обеспечивать необходимые температуру пайки, распределение тепла, скорости нагрева и охлаждения, соответствующие свойствам паяемого металла и требованиям, предъявляемым к готовому изделию.
6. Удаление остатков флюса. Если применяется некоррозионный флюс, то зачистка после пайки необязательна. Остатки коррозионного флюса необходимо удалять.

Пайка мягкими припоями — очень древний способ соединения металлов, но наряду с ними в последние годы в промышленности внедрены новые методы пайки, вследствие широкого распространения узлов из мелких деталей и возросших требований к их надежности.

В этой книге составители стремились дать самые последние и точные сведения, но вполне понятно, что для специалиста какой-либо узкой области руководство может служить только в качестве отправной точки для решения стоящих перед ним задач. Можно надеяться, что пользование данным руководством предупредит ненужные опыты и дорогостоящие ошибки.

—

Мягкие припои применяют в основном для пайки изделий, неиспытывающих больших механических перегрузок и воздействия высоких температур. Предел прочности паяных соединений, выполненных мягкими припоями, не превышает 7 кгс/мм2. К мягким припоям относят сплавы на основе олова и свинца и имеющие низкую температуру плавления (ниже 400—450 °С).

Для получения доброкачественного соединения при пайке мягкими припоями необходимо строго выполнить следующие операции:
— очистить поверхность деталей, подлежащих пайке, от грязи, жиров и окисных пленок;
— облудить участки пайки деталей одним из способов: погружением в расплавленный припой, электролитическим (гальваническим) или паяльником;
— собрать и зафиксировать спаиваемые детали;
— покрыть места пайки флюсом;
— нанести припой непосредственно в места соединения деталей и произвести пайку одним из способов;
— зачистить паяный шов механическим способом, промыть и просушить;
— произвести контроль паяного соединения.

Пайку мягкими припоями осуществляют различными способами: паяльником, паяльной лампой или горелкой, погружением деталей в ванну с расплавленным припоем.

Реклама:

Читать далее:

Статьи по теме:

как проводят лужение, паяют нержавейку и подбирают флюс для надежного соединения металлов

Пайка, как технология создания неразъёмных соединений металлических изделий имеет древнюю историю. И сегодня, несмотря на лидирующую позицию сварочных процессов, пайка стали, алюминия, меди, и многих других металлов и сплавов продолжает успешно применяться в различных отраслях техники.

Процесс пайки разных по составу металлических сплавов имеет свои особенности. Это связано с различной температурой плавления и химическим составом сплавов. К некоторым маркам стали пайка не применяется.

Сущность паяльной технологии

Пайкой называют соединение металлических деталей с помощью припоя, являющегося более легкоплавким металлом, который, будучи расплавленным, смачивает соединяемые поверхности.

Таким образом, процесс паяния связан с нагреванием и протекает при температуре, превышающей точку плавления припоя, но не достигающей температуры плавления соединяемого металла.

В процессе пайки соединяемые детали основного металла не изменяют форму, поскольку сами не подвергаются плавлению.

Прочность создаваемого соединения определяется механическими свойствами, которыми обладает припой для пайки. Когда стальные детали припаивают друг к другу, соединение всегда уступает по прочности основному материалу.

Главным препятствием для создания паяных соединений является окисел, образующийся на поверхности любого металла. Слой окисла не позволяет расплавленному припою равномерно смочить поверхность детали, поэтому металл должен предварительно зачищаться.

Для защиты поверхностей от окисления в процессе спаивания, применяются специальные вещества – флюсы. Для соединения разных материалов используются различные флюсы. Например, для того, чтобы спаять нержавейку, применяют буру. Флюсами для стали могут служить канифоль, паяльная кислота.

Основным процессом, сопровождающим создание паяного соединения, является нагрев заготовок. В зависимости от массы спаиваемых деталей и вида применяемого припоя, нагрев может осуществляться следующими способами:

• паяльником;
• газовой горелкой;
• высокочастотным индуктором;
• в специальных печах.

Например, проволоку небольшого диаметра можно легко прогреть обычным паяльником, при пайке стальных труб понадобится газовая горелка, а массивную заготовку придётся помещать в печь.

Низколегированной

Низколегированная углеродистая сталь относится к сплавам железа, наиболее легко подвергаемым процессу пайки.

Это объясняется тем, что на поверхности сталей данного типа образуется сравнительно непрочная плёнка окислов, легко устраняемая применением обычных флюсов.

Процесс пайки чёрных металлов может проходить при относительно низкой температуре, не превышающей 450 ℃ в случае применения мягких и легкоплавких свинцово-оловянных припоев.

Для получения паяного соединения, обладающего большей твёрдостью и механической прочностью, следует применять более твёрдые тугоплавкие припои, например на основе меди. Такая пайка осуществляется при температуре до 750 ℃.

Конструктивной

Этот вид сталей характеризуется наличием хрома, применяемого в качестве легирующей добавки. Благодаря хрому сталь приобретает необходимые механические характеристики.

Однако наличие этого легирующего компонента существенно затрудняет процесс пайки, так как на поверхности конструкционных сталей образуется довольно прочная и с трудом разрушаемая плёнка окисла.

Припаять сталь с добавкой хрома можно, применяя активный флюс, содержащий кислоты. Кроме этого, для получения качественного результата, используются специальные приспособления, создающие защитную атмосферу в зоне осуществления пайки.

Кроме этого, стальную поверхность, подготовленную для пайки, покрывают слоем порошка, содержащего металлические компоненты. Этот защитный слой предотвращает окисление стальной поверхности и выгорание легирующих элементов в процессе нагревания.

Паяное соединение легированных сталей производится с применением твёрдых припоев, содержащих медь, серебро или никель.

Инструментальной

Инструментальная сталь отличается очень высокой твёрдостью. Однако виды инструментальной стали, не имеющие в своём составе вольфрама, изменяют свои механические свойства при нагревании до 200 ℃ и более, значительно теряя при этом прочность.

Такие виды стали не подлежат пайке. Для устранения этого недостатка инструментальные стали, подлежащие нагреву в процессе эксплуатации, производятся с вольфрамовыми добавками. Такая сталь может подвергаться нагреву до 600 ℃, не утрачивая при этом ценных механических свойств.

Спаять инструментальную сталь можно припоем на основе никеля или ферросплавов. Нагревание заготовок обычно производят индукционным способом. При этом применяются флюсы, содержащие бор и фтор.

Последовательность операций

Процесс пайки стальных деталей начинается с тщательной очистки заготовок от грязи, ржавчины и следов масел. Для этого пользуются шлифовальной шкуркой, напильником, стальной щёткой. Ржавые детали можно обработать преобразователем ржавчины на основе ортофосфорной кислоты. Жировые загрязнения удаляются растворителем или щелочным раствором.

После очистки и обезжиривания, на поверхность деталей наносится слой флюса. Если в качестве припоя служит олово, детали предварительно лудят. Лужение представляет собой равномерное смачивание поверхности расплавленным оловом.

После этого, детали собирают и надёжно фиксируют в том положении, в котором они должны находиться после соединения.

Далее, детали нагреваются подходящим способом. Нагрев производится до температуры, несколько превышающей температуру плавления применяемого припоя, который должен быть помещён в область соединения.

При расплавлении он затекает в зазор между деталями, образуя соединение. После остывания и кристаллизации припоя, шов зачищают, следы флюса удаляют.

Пайка нержавейки твердыми припоями — выбор флюса для пайки

На сегодняшний день, пайка нержавейки твердыми припоями используется в тех областях, где требуется достигнуть максимально прочного соединения, не прибегая к сварке. Данный метод соединения относится к промежуточному положению между сваркой и низкотемпературной пайкой. В отличие от использования мягких припоев, твердые потом могут использоваться в условиях высокотемпературной эксплуатации. Процесс спаивания не влияет на структуру металла, что не приводит к их деформации и разупрочнению. Активно все это используется при изготовлении металлорежущих инструментов, как резцы с твердосплавными пластинами и прочие. Благодаря такой спайке получается высокая прочность соединения и нет негативного воздействия на геометрию и прочность пластин, к которым припаиваются детали.

Пайка нержавейки твердыми припоями

Твердая пайка нержавейки применяется также при ремонте и изготовлении сосудов из нержавеющей стали, соединения труб, которые могут служить для проводки воды или охладительных систем. Особенно активно она используется там, где затруднительна сварка. Ее можно встретить при ремонте автомобильных двигателей, радиаторов и трансмиссии. Благодаря высокому качеству соединения выдерживают даже упругие деформации и значительны нагрузки. Для многих вариантов ремонта, этот процесс не имеет альтернативы. Технология контролируется по ГОСТ 1499-54.

Преимущества пайки нержавейки твердыми припоями

• Пайка нержавейки твердыми припоями является самой качественной из всех возможных вариантов;
• Такой метод используется в промышленности для ответственных соединений, работающих в сложных условиях;
• Соединение может применяться даже в местах с высокой температурой;
• Детали стойки к различного рода нагрузкам;
• Процесс пайки происходит относительно быстро и не требует большого количества подготовительных процедур;
• Ею намного легче ремонтировать детали в станкостроительной сфере;
• Во время обработки температура является не столь высокой, чтобы деформировать металл заготовок, как это случается при сварке.

Недостатки пайки нержавейки твердыми припоями

• Если сравнивать с использованием других припоев, то процесс получается более трудоемким;
• Твердые сплавы нередко оказываются более дорогостоящими, как и себестоимость пайки, за счет того, что используется больше ресурсов;
• Далеко не каждый инструмент может дать ту температуру, которая требуется для этого процесса, поэтому, в домашних условиях он оказывается трудноосуществимым.

Подготовка оборудования и материалов

Перед тем как паять нержавейку твердым припоем, следует заняться подготовкой. Для проведения пайки нужно подобрать правильную горелку, которая бы смогла выдать требуемую температуру и обладала достаточной шириной пламени, чтобы равномерно обрабатывать поверхность.

Выбор горелки для пайки припоями

Следует сделать так, чтобы под рукой всегда находился флюс и припой, чтобы вовремя сделать все нужные процедуры. Перед работой нужно подготовить все под заданный режим работы и проверить работоспособность инструментов.

Отличия высокотемпературной пайки от низкотемпературной

При высокотемпературном спаивании используется нагрев при помощи горелки, тогда как в ином случае применяется электрический нагрев.

Высокотемпературная пайка нержавейки

Также различается температура плавления самого припоя. В первом случае она намного более высокая, что также влияет и на качество соединения, так как оно становится значительно выше. Низкотемпературная пайка, впоследствии, выдерживает меньшие температурные режимы воздействия. Высокотемпературная может вызывать структурные изменения в металле, если температура его плавления близка к той, которая используется при обработке. Для них также используется оборудование различной мощности.

Выбор твердого припоя

Медно-цинковый припой представлен в серии ПМЦ с различным содержанием меди. Его часто используют вместе с дополнительным легированием, чтобы снизить сильную отдачу при вибрации.

Медно-цинковый припой

Медно-фосфорный представлен в серии ПМФ с различным содержанием фосфора, в зависимости от цифры модели.  У него хорошая устойчивость к коррозии и высокая текучесть. Иногда его могут использовать для замены серебряного припоя.

Медно-фосфорный припой

Медно-циноквые обладают высокими технологическими свойствам. При добавлении олова температура плавления снижается, так что он относится к универсальным припоям.

«Обратите внимание!

Для каждой процедуры выбор материала может отличаться, что зависит от свойств деталей.»

Выбор флюса

Пайка нержавеющей стали твердыми припоями требует тщательного подбора флюса. Одним из лучших вариантов для данного металла состоит на 70% из буры, на 20% из борной кислоты и на 10% из фтористого кальция.

Технология пайки нержавейки твердым припоем

1. Зачистить механическим способом стыковые части деталей.
2. Зафиксировать заготовки в неподвижном положении.
3. Зону, где будет происходить спайка, нужно промазать флюсом.
4. Горелка зажигается и устанавливается на нужный режим.
5. Постепенно прогревается зона спайки, пока не изменится цвет металла.
6. К детали подается припой, который может быть сразу покрыт флюсом.
7. Осуществляется постепенное запаивание поверхности, передвигая расходный материал вдоль линии спайки.

«Важно!

Пламя горелки не должно содержать в себе слишком много кислорода, так как он окисляет поверхность заготовок и делает соединение менее надежным.»

Контроль качества шва

Существует несколько способов проверить, насколько хорошо все спаялось. Для этого используют такие методы как:

• Параметрический;
• Трансформаторный;
• Люминесцентный;
• Цветной;
• Оптический;
• Визуальный.

Меры безопасности

Даже когда происходит пайка пищевой нержавейки твердыми припоями в домашних условиях, то следует придерживаться правил безопасности. Во-первых, для пищевой нержавейки припой не должен содержать цинк или свинец. Также не стоит забывать о высоких температурах, с которыми идет работа и брать все незащищенными руками раньше времени остывания. Баллон с газом должен находиться на достаточном расстоянии от открытого огня горелки.

Почему пайка может не получиться?

Основными причинами неудач являются:

• Недостаточно хорошая зачистка перед самим процессом;
• Плохой разогрев заготовки, так что припой не смог нормально сцепиться с металлом;
• Был неправильно подобран припой для такого соединения;
• Было использовано недостаточное количество флюса, так что материал не начал плавиться, как того требовала технология;
• После спайки, когда все еще не остыло, было механическое воздействие со сдвигом детали.

Пайка твёрдыми припоями. Часть 1. О пайке.

Пайка твёрдыми припоями. Часть 2. Оборудование и материалы.

Пайка твёрдыми припоями. Часть 3. Практика.

Пайка твердыми припоями

В технологии конструкционных материалов пайку классифицируют двумя видами, различая низко- и высокотемпературные типы. Надо заметить, что это деление — весьма условное, ведь принципы и физика процесса в обоих случаях одинаковые. И состоят они в том, что неразъемное соединение двух, обычно металлических, деталей происходит при посредстве третьего материала, температура плавления которого меньше, чем у соединяемых с его помощью. Этот, третий материал, и называют припоем.

Тем не менее, различия в специфике низкотемпературной и высокотемпературной пайки всё же имеются. Пограничным признаком, разделяющим указанные типы, считают температуру нагрева припоя в 450°C. Именно этот фактор определяет и степень применимости, и спектр пригодных материалов, и технологию самого процесса с соответствующим инструментарием. В итоге, все эти факторы определяют те или иные прочностные показатели изготавливаемого соединения.

Отличия высокотемпературной пайки от низкотемпературной

При всей схожести процесса, происходящего как при низкотемпературной, так и при высокотемпературной пайках, для полноты представления о применимости этих методов, следует заостриться и на их различиях.

Первое, и оно же главное – это прочность. Ведь мы же неразъёмно соединяем детали? Должно быть прочно — и точка! Поэтому сразу отметим, что твердый, более тугоплавкий припой, применяемый при высокотемпературной пайке, даёт и более прочное соединение. Другой немаловажной характеристикой в ряде случаев будет термоустойчивость паянного шва. Здесь снова пальма первенства за высокотемпературным методом, где именно высокая температура плавления применяемых для него твёрдых припоев даёт преимущество относительно припоев мягких, начинающих течь при гораздо меньшем нагреве.

Казалось бы, сплошные плюсы в пользу высокотемпературного метода. Но не все так однозначно, когда начинают играть роль физико-химические свойства материалов или массогабаритные факторы паяемых деталей. В частности, локальный перегрев в зоне пайки вызывает структурные деформации у некоторых металлов, например, чугуна. Процессы нагрева и остывания могут образовывать у него местные площадки закаливания в теле у шва, зауглероженные и, как следствие, повышенно хрупкие.

Ещё одна неоднозначность кроется в том, что для расплавления твёрдых припоев при высокотемпературной пайке, происходящей при 1000°C, требования к источникам нагрева (и технологические, и конструкционные) не позволят использовать такой доступный и удобный инструмент, как паяльник. Кто сам занимался пайкой в повседневной жизни, наверняка знает, что температура жала обычных моделей не превышает 500°C. Подытоживая сказанное, видим, что результат сравнения высокотемпературной и низкотемпературной паек так расставляет приоритеты, что повышенная прочность и термоустойчивость соединения — это преимущество высокотемпературной пайки. Сложность же технологического процесса и специфические требования к оборудованию будут его недостатками.

Применение пайки твердыми припоями

На шкале термических неразъемных соединений конструкционных материалов, где самой простой и распространённой является низкотемпературная пайка, а самой прочностной, но и самой технологически сложной – сварка, пайка твёрдыми припоями займет как раз промежуточное положение. Да, она более сложна, чем пайка припоями мягкими, но зато и прочней, и не боится работы в условиях повышенных температур. Да, она не так надёжна, как сварка, но и сохраняет строение структуры спаиваемых металлов, они не деформируются, и не разупрочняются, и не меняют своих свойств.

Классической и распространённой областью применения пайки твёрдыми припоями является изготовление металлорежущего инструмента с режущей кромкой из твердосплавного материала. Пластины из вольфрамового, титанового и т.п. сплавов интегрируются в основное тело резца или сверла как раз таким способом. И при этом припаивание дает приемлемую прочность и отсутствие негативного влияния на конструкционные свойства материалов и геометрию изделий. Еще одной сферой широкого применения высокотемпературной пайки не без основания называют ремонт гидравлических систем, их трубопроводов в автомобилях: радиаторов, патрубков системы охлаждения, гидравлики. Словом, в авторемонте эта технология применима, когда нежелательно или невозможно применять сварку.

Любые тонкостенные детали, особенно если их режим работы подразумевает упругие деформации и серьезные нагрузки, будут несомненной областью применения высокотемпературной пайки в случае необходимости такого ремонта.

Медные, латунные бытовые изделия или их детали, от раритетного дровяного самовара до магистрали современной сплит-системы и холодильника в случае ремонта не обойдутся без высокотемпературной пайки. Мягкий припой, в силу своей неспособности выдержать высокую температуру нагревания, температурные и вибрационные деформации тут совершенно не применим.

Читайте продолжение во второй части статьи.

Инструкция по пайке сталей. Пайка высокотемпературными припоями узлов агрегатов

Назначение

Инструкция является руководством по пайке сталей: конструкционных, коррозионностойких (нержавеющих) и жаропрочных высокотемпературными твердыми серебрянными припоями ПСр40; ПСр МИН63; ПСр21,5; и медными припоями ВПР1; ВПР4 и их импортными аналогами газовыми горелками, а также в камерных печах и печах с вакуумной средой.

Оборудование и материалы

2.1 Горелка газовая ГОСТ 1077-79
2.2 Электропечь камерная с температурой до 1300 градусов
2.3 Вакуумная печка типа СНВ
2.4 Необходимые приспособления для установки и фиксации деталей
2.5 Ацетон ГОСТ 2603-79
2.6 Аргон чистый класса «А» ГОСТ 10157-79
2.7 Пинцет

ТВЕРДЫЕ ПРИПОИ И ФЛЮСУЮЩИЕ ВЕЩЕСТВА

3.1 Для пайки применять припои, указанные в табл.

3.2 Термообработка припоя производится в случае целесообразности, если припой недостаточно пластичен.
3.3 Для пайки применять перечисленные виды флюсов:
• ПВ200 для пайки припоями ПСр21,5 и ВПР1;
• ПВ201 для ПСр40 и ПСрМИН63;
• Калий тетрафторборат (КВF2) ГОСТ 9532-75 для пайки ПСр21,5 и ВПР1 в нейтральной среде.

Читайте статью «Как приготовить флюс своими руками»

4 ПОДГОТОВКА ПОВЕРХНОСТИ ДЕТАЛЕЙ И ПРИПОЯ

4.1 Размер зазоров должен быть, как правило, от 0,7 до 0,15мм для соединений типа «телескоп» и до 0,2 мм для других соединений (нахлесточных, стыковых, тавровых) Допускается уменьшение зазора в соединении типа «телескоп», если это вызвано особенностями конструкции узла.
4.2 Поверхности, подлежащие пайке, должны быть доведены до шероховатости не ниже 2,5.
4.3 На цементированных изделиях, после снятия медного покрытия, поверхности под пайку должны быть зачищены механически до чистого металла.
4.4 Наличие фаски в месте формирования галтели при печной пайке необходимо исключить. Кромки разделки в которой размещается паяемая деталь, должны притупляться радиусом ±0,1 мм.
4.5 Присутствие цветов побежалости и коррозии на паяемых поверхностях узлов после мех. обработки не допускается
4.6 Детали, поступающие на пайку, должны быть промыты.
4.7 Непосредственно перед пайкой обезжирить детали, входящие в узел и припой в ацетоне или другом растворителе и посушить на воздухе 10-15 мин. Сборку после данной процедуры проводить пинцетом или пользоваться х/б перчатками.

5 ПОДГОТОВКА ОБОРУДОВАНИЯ И ОСНАСТКИ

5.1 При пайке в камерной печи в аргоне внутренняя поверхность контейнера должна быть очищена от грязи и очищена путем промывки ацетоном или др. растворителем.
5.2 Вакуумная печь перед загрузкой узлов под пайку должна быть очищена от грязи и масла согласно руководству по эксплуатации.
5.3 Оснастка должна быть перед пайкой промыта в ацетоне или др. растворителе. В случае наличия рыхлых окисных пленок допускается обдувка оснастки электрокорундом или гидрохонингом.
5.4 При пайке в нейтральной среде перед запуском аргона в печь систему трубопроводов продуть аргоном. Смена баллонов в процессе пайки запрещается.

6 СБОРКА

6.1 Сборку узлов производить в приспособлениях обеспечивающих требуемое положение деталей и исключающих напряжения в зоне пайки.
6.2 Фиксацию припоя производить на машинах контактной сварки при помощи сварочного пистолета или сварочных клещей.

7 ПАЙКА

а) Пайка газовой горелкой
7.1 Развести флюс в Н2О или в спирте до пастообразного состояния, затем покрыть соединяемые поверхности.
7.2 Припой покрыть флюсом, разведенным в Н2О или в спирте и обсыпать порошком флюса
В процессе нагрева необходимо наблюдать за тем, чтобы поверхность металла у места зазора не оголялась от флюса и, при необходимости, делать подсыпку порошка флюса.
7.3 Нагреть паяемый участок до температуры, указанной в таблице выше. Температура при пайке контролируется зрительно по началу плавления припоя.
Нагрев зоны соединения производить равномерно по всей длине соединения, не допуская перегрева. При пайке деталей с разной толщиной стенок прогревать сначала более массивные детали.
7.4 Не допускать контакта флюса с пламенем более 4-5 минут из-за возможности потери им флюсующих свойств. Оптимальное время нагрева флюса при пайке в газовом пламени 20-60 сек.

7.5 В процессе пайки до полного охлаждения узел подвергать механическому воздействию воспрещается.

7.6 При необходимости для предохранения внутренней поверхности труб от чрезмерного окисления, на внутреннюю поверхность трубы нанести флюс или пропускать внутрь аргон.

При пайке трубу в зоне соединения располагать, по возможности, вертикально. Арматура должна находиться снизу.

7.7 Нагартованные детали из стали типа 12Х18Н9Т перед пайкой подвергать отжигу (детали из труб после гибки)

7.8 Подгибка трубопроводов после пайки не рекомендуется и совершенно не разрешается на расстоянии меньшем 20 мм от места пайки. Наплывы припоя на ниппеле разрешается запиливать.

б) Пайка в камерной печи

7.9 Производить в герметичных контейнерах со стальным колпаком-экраном в атмосфере аргона.

7.10 Флюсы 200, 201, 209 разводятся в воде до пастообразного состояния и наносятся тонким слоем, затем просушиваются в течение 10-15 мин. Порошок тетрафторбората калия засыпается в контейнер. Количество флюса, температура, время выдержки, расход аргона, скорость нагрева и охлаждения оговаривается в технологии.

7.12 Контроль температуры производить термопарой, вводимой внутрь контейнера.

Горячий спай термопары должен быть помещен, по возможности, как можно ближе к поверхности паяемого изделия.

7.13 Детали охлаждать под потоком аргона до комнатной температуры. Допускается обдув контейнера сжатым воздухом с целью уменьшения времени охлаждения.

в) Пайка в вакуумной печи

7.14 Производить преимущественной в среде аргона.

7.15 Собранный узел в приспособлении поместить на поддон печи, закрыв его колпаком-экраном из стали типа 12Х18Н10Т.

7.16 Пайка в среде аргона выполняется по следующей схеме:

• Продуть систему трубопроводов до вакуумного крана аргоном
• Откачать из печи воздух до остаточного давления, указанного в технологии. Разрешается промывка камеры аргоном, заключающаяся в следующем: откачка до 10-3мм рт. ст., заполнение газом и снова откачка до требуемого разряжения.
• Подать в камеру печи газообразный аргон. Подачу вести непрерывно в течение 8-10 мин.
• Включить нагрев и произвести пайку.

7.18 Контроль температуры выполняют при помощи термопары с записью на самописце. Горячий спай термопары должен быть помещен как можно ближе к поверхности паяемого узла. Допускается замер температуры в камере при условии учета экспериментально определенной разницы температур на поверхности изделия и в камере.

8 УДАЛЕНИЕ ОСТАТКОВ ФЛЮСА

В горячей, затем в холодной проточной воде с последующей обдувкой гидрохонингом.

9 КОНТРОЛЬ ШВОВ

9.1  Контроль состояния узлов должен проводиться на всех этапах тех.процесса подготовки поверхностей, сборки и пайки, введения флюса и припоя, устранения остатков флюса после пайки.

9.2 Применяемые материалы должны быть  ГОСТированны или иметь ТУ. Следить за сроком годности флюса.

9.3 Применять следующие виды контроля:

а) внешний осмотр;

б) рентгенографический анализ;

в) проверка узлов на прочность и герметичность;

г) металлография;

9.4 Внешнему осмотру подвергать 100% узлов с помощью увеличительного стекла 4-7 кратного увеличения.

 Осматривать нужно паяный шов и зону, примыкающего к нему основного металла на расстоянии не менее 10 мм.

9.5 Шов должен быть чистым, без пористости, раковин, свищей, непропаев, посторонних включений, остатков флюсов и т.д. при условии, что припой заполнил зазор и образовал галтель.

10 ИСПРАВЛЕНИЕ ДЕФЕКТОВ

10.1 Недопустимые непропаи, поры, раковины и др. дефекты устранять подпайкой не более 2-х раз тем же припоем, которым проводилась пайка или с более низкой температурой плавления.

определение пайки по The Free Dictionary

припой

для пайки металлов вместе
Не путать с: скоба — зажим; опора для части тела; устройство, которое держит что-то прямо — поджарить, а затем медленно приготовить

Оскорбленные, сбитые с толку и неправильно используемые слова Мэри Эмбри Авторские права © 2007, 2013 Мэри Эмбри

пайка ¹

(brāz) tr.v. паяные , пайки , пайки

1. Сделать из латуни или украсить ею.

2. Сделать твердым, как латунь.

---

[Среднеанглийский brasen, от древнеанглийского brasian, от bræs, латунь .]

---

brasen ²

(brāz) tr.v. припой , припой , припой

Для пайки (двух металлических частей) вместе с использованием твердого припоя с высокой температурой плавления.

---

[Вероятно, от французского braser, от старофранцузского, для сжигания , от brese, горячего угля , германского происхождения ; см. bhreu- в индоевропейских корнях.]

---

бразьер н.

Словарь английского языка American Heritage®, пятое издание. Авторское право © 2016 Издательская компания Houghton Mifflin Harcourt. Опубликовано Houghton Mifflin Harcourt Publishing Company. Все права защищены.

припой

(breɪz) vb ( tr )

1. (металлургия) для украшения, изготовления или изготовления латуни

2. для изготовления как латунь, твердость

[Древнеанглийский bræsen , из bræs латунь]

---

пайка

(breɪz) vb

(General Engineering) ( tr ) для соединения (двух металлических поверхностей) путем сплавления слоя латуни или тугоплавкий припой между ними

n

(General Engineering) тугоплавкий припой или сплав, используемый при пайке

[C16: от древнефранцузского: гореть, германского происхождения; см. тушеный]

brazer n

Словарь английского языка Коллинза — полный и несокращенный, 12-е издание, 2014 г. © HarperCollins Publishers 1991, 1994, 1998, 2000, 2003, 2006, 2007, 2009, 2011, 2014

braze ¹

(breɪz)

v.т. пайка, пайка • ing.

1. из латуни.

2. для покрытия или украшения из латуни или как бы из нее.

3. сделать латунным.

[до 1000; Среднеанглийский brasen, староанглийский bræsian; см. Латунь]

пайка ²

(brez)

v.t. пайка, пайка • ing.

для соединения (металлических предметов) при высоких температурах с применением любого из различных цветных припоев.

[1575–85; латунь, аналог тушить угли; см. тушеный]

паяль, п.

Random House Словарь колледжа Кернермана Вебстера © 2010 K Dictionaries Ltd. Авторские права 2005, 1997, 1991 принадлежат компании Random House, Inc. Все права защищены.

паять

Past причастие: паяных
герундия: пайки твердым припоем

ImperativePresentPreteritePresent ContinuousPresent PerfectPast ContinuousPast PerfectFutureFuture PerfectFuture ContinuousPresent Идеальный ContinuousFuture Идеальный ContinuousPast Идеальный ContinuousConditionalPast Условный

Present
I паять
вы лютоспавание
он / она / оно паяет
мы паяем
вы паяете
паяете

Preterite
I он / она / оно паяли
паяли
паяли
паяли

9

Настоящее время Непрерывное
Я паяю
вы паяете
он / она / она пайка
пайка
пайка
пайка

паяли
паяли
паяли
паяли
паяли
паяли

Я паял ты паял он / она паял мы паяли ты паял Past Perfect Я паял вы паяли он / она / она паяли мы паяли вы паяли они паяли припаяю

Future
он / она / она будет паять
паять
паять
паять

Future Perfect
паяется
паяется
паяется
паяется
паяется

я буду паять

ты будешь паять

он / она / это будет пайка

мы будем паять

вы будете пайкой

они будут пайкой

Present Perfect Continuous
я паял
он / она / она паяли
мы паяли
вы паяли
паяли

Future Perfect Непрерывный паяли

паяли
он / она / она паяли
мы паяли
вы паяли
они будут пайка

9017 4 Я паял

Past Perfect Непрерывная
ты паял
он / она / она паял
мы паяли
ты паял
они паяли

Условно
Я бы припаял
вы бы припаяли
он / она / она припаял бы
мы бы припаяли
							бы припаял

вы бы припаяли

Прошлый условный
Я бы припаял
вы бы припаяли
он / она припаял бы
они бы припаяли

Collins English Verb Tables © Harpe rCollins Publishers 2011

Статья о пайке из The Free Dictionary

Пайка

Метод соединения металлов и других материалов с применением тепла и припоя.Используемые присадочные металлы имеют температуру плавления выше 840 ° F (450 ° C), но ниже температуры плавления соединяемых металлов или материалов. Они протекают капиллярно в зазор между основными металлами или материалами и соединяются между собой, создавая между ними металлургическую связь на молекулярном уровне. Процесс похож на пайку, но отличается тем, что присадочный металл более прочен и имеет более высокую температуру плавления.

При правильной конструкции паяное соединение обеспечивает очень высокую степень эксплуатационной надежности при сосредоточенных напряжениях, вибрации и температурных нагрузках.Можно сказать, что при правильно спроектированной пайке любой отказ произойдет в основном металле, а не в соединении. Необходимо учитывать множество переменных дизайна. Во-первых, это механическая конфигурация соединяемых деталей и сама область соединения. Все пайки можно разделить на две категории: соединение внахлест или стык. Другие являются адаптациями этих двух.

При проектировании следует учитывать обоснованный выбор основного и присадочного металла.В дополнение к основным механическим требованиям, основные металлы, используемые в пайке, должны сохранять целостность своих физических свойств в течение всего нагрева цикла пайки. Невозможно найти универсальный присадочный металл, удовлетворяющий всем требованиям к конструкции, но существует множество типов, начиная от чистых металлов, таких как медь, золото или серебро, до сложных сплавов алюминия, золота, никеля, магния, кобальта, серебра и палладия. .

Существует 11 основных процессов пайки. При пайке горелкой нагревание передается пламенем от горелки какого-либо типа непосредственно к основному металлу.Обычно используется минеральный флюс. Паяльный присадочный металл может быть предварительно помещен в соединение или подан лицевой стороной в соединение. При индукционной пайке температура припоя достигается в паяемых частях путем помещения их в источник высокочастотного переменного тока или рядом с ним. Обычно используются флюс и наплавленный металл. При контактной пайке используются электроды, которые расположены так, что соединение образует часть электрической цепи. Тепло вырабатывается сопротивлением деталей прохождению электрического тока.При пайке погружением припой присадочный металл предварительно помещается в стык или в нем, а сборка погружается в ванну с расплавом соли или флюса до достижения температуры пайки. В одном из вариантов этого процесса сборку подвергают предварительному флюсу и погружают в ванну с расплавленным припоем. Инфракрасная пайка — это процесс, при котором кварцевые лампы высокой интенсивности направляются на соединяемые металлы.

Пайка в печи — широко используемый метод, особенно полезный, когда паяемые детали подвергаются механической обработке или формованию до их окончательных размеров или представляют собой сложную сборку, которая уже была слегка соединена или закреплена.Атмосфера в паяльной печи обычно регулируется, что обеспечивает большую гибкость. Важным преимуществом является то, что потенциальное искажение металла, вызванное нагревом и охлаждением, можно прогнозировать и контролировать, тем самым минимизируя или устраняя его. Кроме того, в процессе пайки печи упрощается автоматизация.

Диффузионная пайка, в отличие от пайки в печи, определяется не методом нагрева, а, скорее, степенью взаимного растворения металла-наполнителя и диффузии с основным металлом в результате используемой температуры и временного интервала нагрева.При диффузионной пайке температура, время, в некоторых случаях давление и выбор основных и присадочных материалов регулируются таким образом, что присадочный металл частично или полностью диффундирует в основной металл. В этом случае свойства соединения очень близки к свойствам основного металла.

Другие, менее используемые процессы включают дуговую пайку, блочную пайку, пайку потоком и двойную углеродную дуговую пайку.

Краткая инженерная энциклопедия Макгроу-Хилла. © 2002 McGraw-Hill Companies, Inc.

Основы пайки | Lucas Milhaupt

Процесс пайки Шаг 6: Очистка паяного соединения

После пайки сборки ее необходимо очистить.И очистка обычно представляет собой двухэтапную операцию. Первое — удаление остатков флюса. Во-вторых, травление для удаления оксидной окалины, образовавшейся в процессе пайки.

Удаление флюса

Удаление флюса — простая, но важная операция. (Остатки флюса являются химически коррозионными и, если их не удалить, могут ослабить определенные соединения.) Поскольку большинство флюсов для пайки растворимы в воде, самый простой способ их удалить — закалить сборку в горячей воде (120 ° F / 50 ° C или выше). ). Лучше всего погрузить их, пока они еще горячие, просто убедившись, что присадочный металл полностью затвердел перед закалкой.Стеклоподобные остатки флюса обычно трескаются и отслаиваются. Если они немного упрямы, слегка почистите их металлической щеткой, пока узел все еще находится в горячей воде.

В зависимости от вашего процесса пайки вам может потребоваться очистка стыка после пайки для удаления остаточного флюса. Этот шаг может иметь решающее значение, поскольку большинство флюсов являются коррозионными, например коррозия на изображенной линии охлаждения.

Причины удаления флюса

Давайте рассмотрим пять причин, по которым важно удаление флюса после пайки:

1. Невозможно проверить соединение, покрытое флюсом.
2. Флюс может действовать как связующий агент и может удерживать соединение вместе без успешной пайки. Это соединение выйдет из строя во время эксплуатации.
3. При работе под давлением флюс может скрывать отверстия в паяном соединении, даже если он выдерживает испытание давлением. Соединение протекает вскоре после ввода в эксплуатацию.
4. Флюс гигроскопичен, поэтому остаточный флюс притягивает доступную воду из окружающей среды. Это приводит к коррозии.
5. Краска и другие покрытия не прилипают к участкам, покрытым остаточным флюсом.

Методы удаления флюса

После пайки флюс образует твердую стеклянную поверхность, которую трудно удалить. Какой метод очистки лучше? Удалить лишний флюс можно разными способами; наиболее рентабельные подходы связаны с водой.

Промышленные стандарты флюсов ориентированы на флюсы на водной основе. Согласно AMS 3410 и AMS 3411 все флюсы, соответствующие этим спецификациям, должны быть растворимы в воде при температуре 175 ° F / 79 ° C или ниже после пайки. Поэтому флюсы для пайки обычно предназначены для растворения в воде.

Наиболее распространенными методами удаления флюса после пайки являются:

Замачивание / смачивание

Используйте горячую воду с перемешиванием в емкости для выдерживания, чтобы удалить излишки флюса сразу после операции пайки, а затем высушите сборку. Если замачивание невозможно, используйте металлическую щетку вместе с пульверизатором или влажным полотенцем. При использовании любой ванны для замачивания периодически меняйте раствор, чтобы избежать его насыщения.

Закалка

Этот процесс вызывает термический удар, который снимает остаточный флюс.При закалке паяной детали в горячей воде следите за тем, чтобы не повредить паяное соединение. Закаливайте только после того, как припой затвердеет, чтобы избежать трещин или грубых паяных соединений. Обратите внимание, что закалка может повлиять на механические свойства основного материала. Не закаливайте материалы с большой разницей в коэффициентах теплового расширения, чтобы избежать трещин в основных материалах и разрывов в припое.

Вы также можете использовать более сложные методы удаления флюса — резервуар для ультразвуковой очистки, чтобы ускорить действие горячей воды или острого пара.Дополнительные методы очистки включают:

• Очистка паровой фурмы — в этом процессе используется перегретый пар под давлением для растворения и удаления остатков флюса.
• Химическая очистка — Вы можете использовать кислотный или щелочной раствор, как правило, с коротким временем выдержки, чтобы избежать порчи основных материалов. Для химического замачивания следите за уровнем pH, чтобы определить, когда следует менять раствор.
• Механическая очистка — Удалите остатки паяных соединений проволочной щеткой или пескоструйной очисткой.Имейте в виду, что мягкие металлы, в том числе алюминий, требуют особой осторожности, так как они уязвимы для встраивания частиц.

Всегда следите за тем, чтобы ваш метод очистки соответствовал свойствам основного металла. Некоторые группы металлов достигают желаемого эффекта после специальной обработки после очистки. Например, детали из нержавеющей стали и алюминия могут получить выгоду от химического погружения для повышения устойчивости поверхности к коррозии.

Проблемы с удалением флюса возникают только тогда, когда вы не использовали его в достаточном количестве для начала или если во время процесса пайки вы перегрели детали.Затем флюс полностью насыщается оксидами, обычно становясь зеленым или черным. В этом случае флюс необходимо удалить слабым раствором кислоты. Ванна с 25% соляной кислотой (нагретая до 140–160 ° F / 60–70 ° C) обычно растворяет самые стойкие остатки флюса. Просто встряхните паяный узел в этом растворе от 30 секунд до 2 минут. Не нужно чистить щеткой. Однако следует предостеречь: кислотные растворы сильнодействующие, поэтому при закалке горячих паяных сборок в кислотной ванне обязательно используйте защитную маску и перчатки.

После того, как вы избавились от флюса, используйте травильный раствор, чтобы удалить любые оксиды, которые остались на участках, которые не были защищены флюсом во время процесса пайки. Лучше всего использовать рассол, рекомендованный производителем припоев, которые вы используете. По возможности следует избегать сильно окисляющих травильных растворов, таких как яркие капли, содержащие азотную кислоту, поскольку они разрушают серебряный присадочный металл. Если вы сочтете необходимым их использовать, сделайте время для маринования очень коротким.

Рекомендуемые травильные растворы для удаления оксидов после пайки

Заявка	Состав	Комментарии
Удаление оксидов из меди, латуни, бронзы, нейзильбера и других медных сплавов с высоким содержанием меди.	От 10 до 25% горячей серной кислоты с добавлением 5-10% дихромата калия.	Травление можно проводить одновременно с удалением флюса.Подходит для углеродистой стали, но если травление загрязнено медью, медь отслоится на стали, и ее придется удалять механически. Этот серный травитель удалит пятна меди или оксида меди с медных сплавов. Это окисляющий рассол, обесцвечивающий металлический наполнитель из серебра, делая его тускло-серым.
Удаление оксидов с чугуна и стали.	50% раствор соляной кислоты, используемый в холодном или теплом виде. Можно использовать более разбавленную кислоту (10-25%) при более высоких температурах (140-160 ° F / 60-70 ° C.)	Смесь 1 части соляной кислоты на 2 части воды может использоваться для монеля и других сплавов с высоким содержанием никеля. Раствор для травления следует нагреть примерно до 180 ° F / 80 ° C. Для яркой отделки необходима механическая обработка. Этот рассол с HCl не похож на яркие пятна на цветных металлах.
Удаление оксидов с нержавеющих сталей и сплавов, содержащих хром.	20% серная кислота, 20% соляная кислота, 60% воды, используется при 170-180 ° F (75-80 ° C.)	После этого маринада следует погружение в 10% азот и затем промывание чистой водой.
	20% соляная кислота, 10% азотная кислота, 70% воды, используется при температуре около 150 ° F (65 ° C)	Этот травитель более агрессивен, чем указанная выше серно-соляная смесь, и травит как сталь, так и присадочный металл.

Примечание: Рекомендованные выше огурцы будут работать с любым из стандартных серебряных присадочных металлов, и никаких специальных инструкций для отдельных присадочных металлов не требуется.Присадочные металлы фос-медь и серебро-фос-медь различаются, и то только при использовании с медью без флюса. В этом случае твердый шлак из фосфата меди образуется в виде небольших шариков на поверхности металла. Длительное травление в серной кислоте удалит этот шлак, но более эффективно короткое травление в 50% соляной кислоте в течение нескольких минут. Когда паяный шов должен быть покрыт металлизацией или лужением, удаление шлака абсолютно необходимо. Поэтому для работ, на которые необходимо нанести покрытие, рекомендуется заключительная механическая очистка.

Проверка паяных соединений после очистки

В зависимости от вашего процесса пайки вам может потребоваться очистка стыка после пайки для удаления остаточного флюса. Этот шаг важен по нескольким причинам; включая коррозионную природу большинства флюсов и возможность того, что избыток флюса может способствовать разрушению соединений. Наиболее распространенные методы очистки включают замачивание / смачивание водой и закалку.

Обрывы во время совместной проверки

Проверка готовых соединений может быть заключительным этапом процесса пайки, но процедуры проверки должны быть включены в этап проектирования.Ваша методология будет зависеть от требований к приложению, услуге и конечному пользователю, а также нормативных кодексов и стандартов.

Определите критерии приемки для любой неоднородности с учетом формы, ориентации, местоположения (на поверхности или под поверхностью) и отношения к другим неоднородностям. Обязательно укажите пределы приемки с точки зрения минимальных требований.

Общие дефекты сплошности паяных соединений, выявленные неразрушающим контролем, включают:

• Пустоты или пористость — неполный поток припоя, который может снизить прочность соединения и привести к утечке, часто вызываемой неправильной очисткой, неправильным зазором стыка, недостаточным количеством присадочного металла, захваченным газом или тепловым расширением.
• Захват флюса — из-за недостаточного количества вентиляционных отверстий в конструкции соединения, предотвращающий поток присадочного металла и снижающий прочность соединения, а также срок службы
• Прерывистые галтели — участки на поверхности стыка, где галтели прерываются, обычно обнаруживаются при визуальном осмотре
• Эрозия основного металла (или легирование) — когда присадочный металл сплавляется с основным металлом во время пайки — перемещение сплава от галтеля может вызвать эрозию и снизить прочность соединения
• Неудовлетворительное состояние или внешний вид поверхности — чрезмерное количество присадочного металла или шероховатые поверхности — могут выступать в качестве участков коррозии и концентраторов напряжений, что также мешает дальнейшим испытаниям
• Трещины — снижение прочности и срока службы соединения — также могут быть вызваны охрупчиванием жидким металлом.

Методы контроля паяных швов: методы неразрушающего контроля

Неразрушающие методы контроля качества и соответствия спецификации включают:

Визуальный осмотр — с увеличением или без него — для оценки пустот, пористости, поверхностных трещин, размера и формы галтели, прерывистых галтелей плюс эрозия основного металла (не внутренние проблемы, такие как пористость и отсутствие заполнения)

Испытание на герметичность — для определения газо- или жидкостной непроницаемости припоя.Испытания давлением (или пузырьковой утечкой) включают подачу воздуха под давлением, превышающим рабочее. Вакуумные испытания полезны для холодильного оборудования и обнаружения мельчайших утечек с использованием масс-спектрометра и атмосферы гелия.

Радиографическое обследование — полезно для обнаружения внутренних дефектов, больших трещин и пустот в пайке, если толщина и коэффициенты поглощения рентгеновских лучей позволяют определить границы припоя, присадочного металла — невозможно проверить надлежащую металлургическую связь (на фото справа)

Контрольные испытания — воздействие на паяное соединение единовременной нагрузки, превышающей эксплуатационный уровень, применяемый гидростатическими методами, нагрузкой на растяжение или испытанием центрифугированием

Ультразвуковое обследование — сравнительный метод оценки качества соединения в иммерсионном или контрактном режиме — включает отражение звуковых волн от поверхностей с использованием преобразователя для излучения импульса и приема эхо-сигналов (изображение справа)

Пенетрантная проверка — красители и флуоресцентные пенетранты могут обнаруживать трещины, открытые на поверхности стыков — не подходят для проверки галтели, где всегда присутствует некоторая пористость

Испытание на акустическую эмиссию — оценка степени неоднородности — с использованием предпосылки, что акустические сигналы претерпевают изменение частоты или амплитуды при прохождении через неоднородности

Исследование теплопередачи — обнаруживает изменения скорости теплопередачи из-за неоднородностей или непаянных участков — изображения показывают спаянные области как светлые пятна, а пустоты как темные пятна

Методы исследования паяных соединений: методы разрушающего контроля

Существует также несколько методов разрушающих и механических испытаний, часто используемых при выборочных испытаниях или испытаниях партий:

Испытание на отслаивание — полезно для оценки соединений внахлест и контроля качества производства на общее качество соединения плюс наличие пустот и включений флюса — когда один элемент остается жестким, а другой отделяется от стыка

Металлографическое исследование — проверка общего качества соединений с обнаружением пористости, плохой текучести присадочного металла, эрозии основного металла и неправильной посадки

Испытания на растяжение и сдвиг — определяет прочность соединения при растяжении или сдвиге, используемую во время аттестации или разработки, а не производства

Испытание на усталость — испытание основного металла и паяного соединения — трудоемкий и дорогостоящий метод

Испытание на ударную вязкость — определение основных свойств паяных соединений, обычно используемых в лабораторных условиях

Испытание на кручение — используется на паяных соединениях при контроле качества производства — например, шпильки или винты, припаянные к толстым профилям

Неудачная проверка пайки

Размер, сложность и серьезность заявки определяют лучший метод проверки, и может потребоваться несколько методов.Если вы не можете разработать точный и надежный метод проверки критически важного паяного соединения, подумайте о пересмотре конструкции соединения, чтобы обеспечить адекватный контроль.

Проверка готовых соединений может быть заключительным этапом процесса пайки, но процедуры проверки должны быть включены в этап проектирования. Могут использоваться как неразрушающие, так и разрушающие методы, в зависимости от приложения, обслуживания и требований конечного пользователя, а также нормативных кодексов и стандартов.

После удаления флюса и оксидов из паяного узла дальнейшие операции чистовой обработки требуются редко.Сборка готова к использованию или к нанесению гальванического покрытия. В тех немногих случаях, когда вам требуется сверхчистая поверхность, вы можете получить ее, отполировав узел мелкой наждачной бумагой. Если сборки будут храниться для использования в более позднее время, нанесите на них легкое антикоррозийное защитное покрытие, добавив водорастворимое масло в воду для окончательной промывки.

Посмотрите это видео, чтобы узнать, как правильно чистить стыки.

Что такое пайка? (с иллюстрациями)

Пайка — это процесс соединения двух частей основного металла, когда расплавленный металлический наполнитель — припой — протекает через соединение и охлаждается, образуя прочное соединение.Подобно пайке, пайка создает чрезвычайно прочное соединение, обычно более прочное, чем сами детали из основного металла, без плавления или деформации компонентов. Два разных металла или неблагородные металлы, такие как серебро и бронза, идеально подходят для пайки. Этот метод можно использовать для создания невидимого скрепления, эластичного в широком диапазоне температур и выдерживающего толчки и скручивающие движения.

Наполнитель расплавляется между двумя частями в процессе пайки.

Фигуры

Процесс пайки такой же, как и пайка, хотя металлы и температура различаются. Трубы, стержни, плоские металлические детали или любые другие формы металлов можно паять, если детали аккуратно прилегают друг к другу без больших зазоров.Пайка позволяет обрабатывать более необычные конфигурации с линейными соединениями, тогда как большая часть сварки выполняется для точечной сварки более простых форм.

Медные трубы необходимо плавить пайкой или плавкой.

Подготовка металлов

Перед тем, как приступить к пайке, необходимо очистить всю соединяемую область, иначе расплавленная паяльная смесь будет слипаться, а не течь, создавая непоследовательное соединение.Затем поверхность промывают и наносят расплавленный флюс. Флюс удаляет оксиды, предотвращает дополнительное окисление во время пайки и сглаживает поверхность, так что припой равномерно течет по стыку.

Сварочная маска защищает глаза и лицо сварщика во время пайки.

Горелки

В горелке для этого процесса используется такое топливо, как ацетилен и водород, для создания чрезвычайно высокой температуры, часто от 800 ° до 2000 ° по Фаренгейту (от 430 ° до 1100 ° Цельсия).Температура должна быть достаточно низкой, чтобы основные металлы не плавились, но достаточно высокой, чтобы расплавить припой. В горелках есть чувствительные элементы управления для достижения нужной температуры в зависимости от соответствующих точек плавления.

Применение пайки

Для завершения соединения применяется припой.Пайка, как и припой, поставляется в виде стержня, диска или проволоки, в зависимости от предпочтений пользователя или формы соединения. После того, как основные металлы около стыка нагреются горелкой, на горячие детали наносится припой, так что припой плавится и обтекает стык. Это означает, что он проникает в сустав и проникает в каждую щель. Если процесс был выполнен правильно, связь будет очень прочной после того, как она остынет и затвердеет.

Преимущества

Этот процесс имеет много преимуществ перед точечной сваркой или пайкой.Например, паяное соединение является гладким и законченным, создавая воздухонепроницаемое и водонепроницаемое соединение для труб, которое можно легко покрыть металлизацией, чтобы шов исчез. Он также проводит электричество, как и базовые сплавы. Только пайка может соединять разнородные металлы с разной температурой плавления, такие как бронза, сталь, алюминий, кованое железо и медь.

Пайка часто выполняется с помощью ацетиленовой горелки.

6 шагов к успешной пайке

Паяное соединение в принципе может «сделать себя» — капиллярное действие, в большей степени, чем навыки оператора, обеспечивает распределение присадочного металла в соединении.

Настоящее мастерство заключается в проектировании и конструировании соединения, но даже правильно спроектированное соединение может плохо закончиться, если вы не будете следовать надлежащим процедурам пайки. Эти процедуры сводятся к шести основным шагам.Несмотря на то, что они, как правило, просты в исполнении, их нельзя пропускать.

Шаг 1: Обеспечьте хорошую посадку и надлежащие зазоры.

Пайка использует капиллярное действие для распределения расплавленного присадочного металла между поверхностями основных металлов. Поэтому при пайке сохраняйте зазор между основными металлами, чтобы капиллярное действие работало наиболее эффективно. Практически во всех случаях это означает тесный зазор. Оптимальный зазор или зазор стыка для большинства присадочных металлов составляет 0,0015 дюйма, но типичные зазоры находятся в диапазоне от 0.От 001 до 0,005 дюйма

При повседневной пайке зазоры не обязательно должны быть слишком точными, чтобы получить достаточно прочное соединение. Капиллярное действие действует в диапазоне зазоров, поэтому у вас есть определенная свобода действий. В повседневной практике простая скользящая посадка обычно обеспечивает адекватное паяное соединение между двумя трубчатыми деталями. Имейте в виду, что обычно с увеличением зазора прочность соединения уменьшается. Капиллярное действие прекращается примерно на 0,012 дюйма. Если вы соединяете две плоские части, вы можете положить одну на другую.Контакт металл-металл — это весь зазор, который вам обычно понадобится, потому что средняя чистовая обработка металлов обеспечивает достаточную шероховатость поверхности для создания капиллярных путей для потока расплавленного присадочного металла. С другой стороны, хорошо отполированные поверхности, как правило, ограничивают поток присадочного металла.

При планировании зазоров между швами помните, что паяные соединения выполняются при температуре пайки, а не при комнатной температуре. Учитывайте коэффициент теплового расширения соединяемых металлов, особенно в трубчатых узлах, в которых соединяются разнородные металлы.

Какой допуск вы должны сделать для расширения и сжатия, зависит от природы и размеров соединяемых металлов и конфигурации стыка. Несмотря на то, что для определения точных допусков зазора для каждой ситуации используются многие переменные, помните о следующем принципе: разные металлы расширяются с разной скоростью при нагревании.

Для получения дополнительной информации о настройке посетите сайт www.lucasmilhaupt.com.

Шаг 2: Очистите металлы.

Капиллярное действие правильно работает только с чистыми металлическими поверхностями.Если они покрыты маслом, жиром, ржавчиной, окалиной или грязью, вы должны удалить эти загрязнения, иначе они образуют барьер между поверхностями основного металла и припоями.

Очистка металлических деталей редко бывает сложной, но вы должны делать это в правильной последовательности. Сначала следует удалить масло и жир, потому что кислотный травильный раствор, предназначенный для удаления ржавчины и накипи, не подойдет для жирной поверхности. Начните с избавления от масла и жира. В большинстве случаев это можно сделать либо путем погружения деталей в подходящий обезжиривающий растворитель, либо путем обезжиривания паром, либо путем щелочной или водной очистки.Если металлические поверхности покрыты оксидом или окалиной, вы можете удалить эти загрязнения химическим или механическим способом. Для химического удаления используйте обработку кислотным рассолом. Убедитесь, что химические вещества совместимы с очищаемыми основными металлами и что в щелях или глухих отверстиях не осталось следов кислоты. Механическое удаление требует абразивной очистки.

В частности, при ремонтной пайке, когда детали могут быть очень грязными или сильно заржавевшими, вы можете ускорить процесс очистки с помощью наждачной ткани, шлифовального круга, напильника или абразивоструйной очистки с последующей промывкой.После того, как детали будут тщательно очищены, нанесите флюс и припойте их как можно скорее, чтобы уменьшить вероятность повторного загрязнения поверхностей заводской пылью или телесными маслами, отложившимися в процессе работы.

Имейте в виду, что некоторые чистящие средства оставляют остатки и оседают на поверхности, делая ее несмачиваемой.

Шаг 3: Флюсируйте детали.

Флюс — это химическое соединение, наносимое на стыковые поверхности перед пайкой. Его использование, за некоторыми исключениями, необходимо в процессе пайки при атмосферном давлении.Это связано с тем, что нагрев поверхности металла ускоряет образование оксида в результате химической реакции между горячим металлом и кислородом в воздухе. Если вы не предотвратите образование этих оксидов, они будут препятствовать смачиванию припоя и его сцеплению с поверхностями.

Покрытие из флюса на стыке защищает поверхности от воздуха, предотвращая образование оксидов. Он также растворяет и поглощает любые оксиды, которые образуются во время нагрева или не были полностью удалены в процессе очистки.

Вы можете нанести флюс на соединение любым способом, если вы полностью покрываете поверхности соединения. Обычно флюс делают в виде пасты, поэтому удобнее всего наносить его кистью. Но по мере увеличения объемов производства может быть более эффективным нанесение флюса окунанием: дозирование предварительно отмеренного слоя высоковязкого флюса из пистолета-аппликатора.

Как правило, флюс наносится непосредственно перед пайкой, если это возможно, чтобы у него было наименьшее количество времени для высыхания, отслаивания или сбивания деталей при обращении с ними.Выберите флюс, составленный для конкретных металлов, температур и условий вашей пайки.

Шаг 4: Соберите для пайки.

После того, как детали будут очищены и обработаны флюсом, удерживайте их в положении для пайки. Убедитесь, что они остаются в правильном положении во время циклов нагрева и охлаждения, чтобы капиллярное действие могло выполнять свою работу. Если форма и вес частей позволяют, самый простой способ удержать их вместе — это сила тяжести.

Вы также можете помочь гравитации, добавив дополнительный вес, если вы не добавите слишком много.Если вы добавите слишком большой вес, ваши зазоры могут не сохраниться, и припой может быть вытеснен из области соединения. Также помните, что увеличение веса деталей увеличивает их массу, а это увеличивает время, необходимое для нагрева деталей до температуры пайки.

Шаг 5: Припаяйте сборку.

Фактическая пайка включает в себя нагрев узла до температуры пайки и пропускание присадочного металла через соединение. При нагревании сборки до температуры пайки убедитесь, что вы не нагреете ее до точки плавления основных материалов.

Во-первых, процесс нагрева: при пайке широко нагревают основные металлы. Если вы паяете небольшой узел, можно нагреть всю сборку до температуры текучести припоя. Если вы паяете большой узел, нагрейте широкую область вокруг стыка. Ручная горелка чаще всего используется для пайки одного узла. Различные виды топлива — природный газ, ацетилен, пропан, пропилен — можно сжигать либо с кислородом, либо с воздухом. Имейте в виду, что оба металла в сборке должны нагреваться как можно более равномерно, чтобы они одновременно достигли температуры пайки.Держите горелку постоянно в движении и не нагревайте зону пайки напрямую.

Во избежание неравномерного нагрева следите за флюсом. Если его внешний вид меняется равномерно, детали нагреваются равномерно.

После того, как вы нагреете сборку до температуры пайки, можно приступить к нанесению присадочного металла. При ручной пайке осторожно прижмите стержень или проволоку к месту соединения. Нагретый узел расплавит часть присадочного металла, который мгновенно вытянется капиллярным действием по всей площади стыка.Вы можете добавить немного флюса на конец стержня присадочного металла — примерно от 2 до 3 дюймов — чтобы улучшить поток. Вы можете добавить флюс кистью или окунув стержень во флюс. На более крупных деталях, которым требуется более продолжительное время нагрева, или если флюс стал насыщенным оксидом, добавление свежего флюса на присадочный металл поможет улучшить текучесть и проникновение присадочного металла в область соединения.

Будьте осторожны: расплавленный припой имеет тенденцию течь в области с более высокой температурой. В нагретом узле внешние поверхности основного металла могут быть немного горячее, чем внутренние стыковые поверхности.Позаботьтесь о том, чтобы присадочный металл прилегал непосредственно к стыку. Если вы отложите его подальше от стыка, он будет иметь тенденцию опускаться на горячие поверхности, а не течь в стык. Также лучше всего нагреть сторону сборки, противоположную точке подачи присадочного металла. Присадочный металл будет иметь тенденцию следовать за наиболее интенсивным нагревом.

Шаг 6: Очистите паяное соединение.

После пайки сборки очистите ее. Поскольку большинство флюсов для пайки являются коррозионными, очистка необходима.Очистка обычно выполняется в два этапа:

1. Удалите остатки флюса.
2. Удалите оксидную окалину, образовавшуюся в процессе пайки, травлением.

Поскольку большинство флюсов для пайки растворимы в воде, вы можете удалить остатки, закалив узел в горячей воде (120 градусов F или более). Погрузите сборку, пока она еще горячая, но перед закалкой убедитесь, что присадочный металл полностью затвердел. Стекловидные остатки флюса обычно трескаются и отслаиваются.Если они немного упрямы, слегка почистите их металлической щеткой, пока узел все еще находится в горячей воде.

У вас могут возникнуть проблемы с удалением флюса, если вы изначально не использовали его в достаточном количестве или если вы перегрели детали во время пайки. Затем флюс полностью насыщается оксидами, обычно становясь зеленым или черным. В этом случае флюс необходимо удалить слабым раствором кислоты.

После того, как вы избавились от флюса, используйте травильный раствор, чтобы удалить любые оксиды, которые остались на участках, которые не были защищены флюсом во время процесса пайки.Как правило, лучший рассол порекомендует производитель припоев, которые вы используете.

Гэри ДеВрис — аналитик рынка, а Крид Дарлинг — инженер по пайке в компании Lucas-Milhaupt Inc., 5656 S. Pennsylvania Ave., Cudahy, WI 53110, 414-769-6000, факс 414-769-1093, www.lucasmilhaupt .com.

Сантехника: TechCorner — Пайка и объяснение пайки

В течение многих лет двумя наиболее распространенными методами соединения медных трубок и фитингов были пайка и пайка.Эти проверенные и проверенные методы во многом схожи, но есть также несколько отличий, которые их отличают. В этом документе объясняются сходства и подчеркиваются различия между двумя процессами соединения, чтобы помочь определить, какой метод соединения наиболее желателен.

Обзор

Наиболее распространенный метод соединения медных трубок — это использование фитингов из меди или медного сплава, в которые вставляются секции трубки и закрепляются с помощью присадочного металла с использованием процесса пайки или пайки.Этот тип соединения известен как капиллярное соединение или соединение внахлест, поскольку гнездо фитинга перекрывает конец трубки, и между трубкой и фитингом образуется пространство. Это пространство называется капиллярным. Поверхности фитинга и трубки, которые перекрываются для образования соединения, известны как стыковые поверхности. Затем трубка и фитинг прочно соединяются с помощью присадочного металла, который плавится в капиллярном пространстве и прилипает к этим поверхностям.

Рисунок 1. Соединение внахлест — трубчатые детали

Наполнитель — это металлический сплав, температура плавления которого ниже температуры плавления трубки или фитинга.Температура плавления медного (Cu) сплава UNS C12200 составляет 1 981 ° F / 1082 ° C. Таким образом, присадочные металлы для пайки и пайки труб и фитингов из меди и медных сплавов должны иметь температуру плавления ниже этой температуры.

Основное различие между пайкой и пайкой — это температура, необходимая для плавления присадочного металла. Американское сварочное общество (AWS) определило эту температуру как 842ºF / 450ºC, но часто округляется до 840ºF. Если присадочный металл плавится ниже 840 ° F, выполняется пайка.Выше этой температуры идет пайка.

Припой для присадочного металла

Основным элементом, используемым в припоях, является олово (Sn), потому что олово имеет сродство с медью и стремится прилипать к трубке и фитингу из медного сплава. Однако использование чистого олова (Sn) приведет к очень слабому соединению, и, как и с любым чистым металлом, будет очень трудно работать. Поэтому в сплав с оловом добавляют другие элементы, чтобы обеспечить прочность и облегчить использование присадочного металла.До 1986 года наиболее распространенным присадочным металлом, используемым для соединения труб и фитингов из медного сплава, был припой 50/50, который на 50% состоял из олова (Sn) и на 50% из свинца (Pb). В связи с национальными требованиями, изложенными в Законе о безопасной питьевой воде, свинцовые припои были запрещены для использования в системах питьевой воды. С запретом на использование припоя 50/50 (Sn / Pb) было разработано много новых и более прочных бессвинцовых сплавов, которые сегодня широко используются во всех областях пайки. Они состоят из сплавов, которые по-прежнему состоят в основном из олова с добавлением различных комбинаций других элементов, таких как никель, висмут, сурьма, серебро и даже медь.

Присадочные металлы: припои

Паяные соединения обычно используются для повышения прочности соединений или сопротивления усталости. Для этого необходимо использовать более прочные присадочные металлы, чем те, которые в основном состоят из олова. Однако такая повышенная прочность обычно достигается за счет присадочных металлов, изготовленных из материалов, плавящихся при более высоких температурах. Температура пайки большинства припоев, используемых для соединения систем медных трубопроводов (сплавы BCuP и BAg, см. Ниже), составляет примерно от 1150 ° F / 621 ° C до 1550 ° F / 843 ° C.

Наиболее часто используемые типы присадочного металла для пайки, используемые для соединения медных труб и фитингов, делятся на две отдельные категории:

• Сплав BCuP (произносится как b-чашка) — где B обозначает пайку, Cu — химический символ меди, а P — химический символ фосфора. Следовательно, припой BCuP — это в первую очередь медно-фосфорный припой, который может содержать от 0% до 30% серебра (Ag).
• BAg Alloy (произносится как мешок) — где B означает пайку, а Ag — химический символ серебра.В то время как в сплавах BAg присутствуют и другие элементы, помимо серебра, большинство сплавов BAg могут содержать от 24% до 93% серебра.

Совместные требования и сильные стороны

Независимо от того, является ли используемый процесс соединения пайкой или пайкой, существуют определенные основные этапы, которые необходимо выполнять для стабильного получения прочных соединений. Эти основные шаги описаны в стандарте по установке (ASTM B828). Этот стандарт и его процедуры касаются подготовки концов, очистки и правильного применения нагрева и присадочного металла.Более подробно они описаны в Руководстве CDA по медным трубам.

Независимо от того, используется ли процесс соединения пайки или пайки, трубка должна быть полностью вставлена ​​в фитинг до задней части чашки фитинга.

Рисунок 2. Деталь Трубное соединение

Глубина нахлеста или глубина гнезда в фитингах внахлест или капиллярных соединениях указана в производственных стандартах ASME / ANSI B16.18 и B16.22 для фитингов под давлением. Это важный параметр, потому что в идеале присадочный металл должен быть расплавлен в капиллярном пространстве, чтобы он полностью стекал к задней части чашки фитинга и полностью перекрывал (заполнял) пространство между трубкой и фитингом.Хотя требуется 100% -ное проникновение и заполнение фитинга капиллярного пространства, заполнение 70% паяного соединения (или не более 30% пустот) считается удовлетворительным для получения соединений, которые могут выдерживать максимальные рекомендуемые давления для паяных медных трубок и фитингов. системы.

Основное различие между паяными и паяными соединениями заключается в количестве стыков внахлест или заполнении, необходимом для развития полной прочности соединения. В паяном соединении все еще настоятельно рекомендуется полностью вставить трубку в заднюю часть чашки фитинга; однако полное заполнение этой соединительной щели по всей длине не обязательно для достижения полной прочности соединения.Согласно Американскому сварочному обществу (AWS), предполагается, что припой проникает в капиллярное пространство, по крайней мере, в три раза больше толщины самого тонкого соединяемого компонента, которым обычно является труба. Это известно в отрасли как правило AWS 3-T.

Из-за повышенной прочности припоев, даже такое довольно небольшое проникновение наполнителя приведет к получению правильно изготовленного паяного соединения, более прочного, чем сама труба или фитинг. Однако, в отличие от паяного соединения, где колпачок или галтель обеспечивает минимальную дополнительную прочность, паяное соединение должно быть выполнено таким образом, чтобы между трубкой и фитингом на торце фитинга был обеспечен хорошо развитый галтель или «колпачок» из присадочного металла. .Это галтели, или колпачок, как его часто называют в торговле, позволяет распределять напряжения, возникающие внутри соединения (в результате теплового расширения, давления или других циклических реакций, таких как вибрация или термическая усталость), по поверхности галтеля. В паяном соединении, изготовленном без хорошо развитой вогнутой кромки, все напряжения будут сосредоточены в острой точке контакта между трубкой, припоем (присадочным металлом) и фитингом, что может привести к развитию трещины под напряжением в трубке. в таком случае.Создание галтели при изготовлении паяного соединения значительно снижает эту возможность.

Рис. 3. Пояснение правила AWS 3-T

Помимо прочности присадочного металла в соединении, при выборе использования паяных или паяных соединений необходимо также учитывать общую прочность соединения или узла (трубы, фитинга и соединения) после операции соединения. Как уже говорилось, по определению температура, определяющая разницу между пайкой и пайкой меди, составляет приблизительно 840 ° F / 449 ° C.Эта температура намного важнее, чем просто произвольный порог определения. Это важно, потому что 700 ° F / 371 ° C — это температура, при которой медь начинает отжиг, или переход от твердого состояния (жесткий) к состоянию после отжига (мягкий). С этим изменением характера происходит внутренняя потеря прочности — медь с твердым отпуском прочнее, чем медь с отожженным отпуском. Общий объем происходящего отжига и, следовательно, потеря прочности определяется температурой и временем, в течение которого материал находится при этой температуре.Чем выше температура, тем меньше времени требуется для перехода от жесткого к мягкому.

Поскольку температура пайки должна превышать точку плавления припоев, от 1150 ° F / 621 ° C до 1550 ° F / 843 ° C, процесс создания паяного соединения вызывает отжиг или размягчение основных металлов, что приводит к снижение общей прочности сборки. Хотя паяное соединение явно прочнее, чем паяное соединение, номинальное внутреннее рабочее давление, то есть допустимое рабочее давление системы в режиме 24/7, ниже для отожженной трубы (см.

No related posts.