Пайка мягкими и твердыми припоями

Полуавтоматы для дуговой сварки и их основные узлы

Пайкой называется технологический процесс получения неразъемных соединений, выполняемый с применением припоя — проволоки из сплава, имеющего температуру плавления более низкую, чем температура плавления основного металла. В результате взаимодействия расплавленного при определенной температуре припоя с кромками основного металла и последующего остывания образуется спай. Кромки основного металла соединяются (спаиваются) вследствие эффекта смачивания их поверхностей, взаимного растворения и диффузии (проникновения) припоя и основного металла в зоне шва (спая). В связи с развитием современных ресурсосберегающих технологий процесс пайки находит широкое применение при изготовлении продукции машиностроения, приборостроения,

электротехнической и электронной промышленности. По сравнению с другими методами получения неразъемных соединений (в том числе и по сравнению со сваркой) пайка имеет ряд преимуществ: простота

выполнения операции, сохранение размеров и формы соединяемых деталей, сохранение неизменного химического состава и физико­механических свойств паяемых материалов. Кроме того, при пайке отпадает необходимость в последующей механической и термической

обработке, легче получаются соединения в труднодоступных местах и есть возможности для механизации и автоматизации процесса пайки. Процесс получения паяного соединения газопламенной горелкой состоит из нескольких стадий. Подготовка деталей перед пайкой аналогична подготовке под сварку. Перед предварительным нагревом для защиты металла от окисления на детали наносят флюс. При пайке применяют горелку, как правило, малой мощности. Состав пламени, присадочную проволоку и флюсы подбирают в зависимости от паяемого металла. Восстановительным пламенем производят пайку меди, бронз, латуни и различных сталей. Нейтральным пламенем паяют, как правило, сплавы цветных металлов специального назначения. Пламенем горелки осуществляют общий или местный нагрев до температуры пайки. Обычно температура пайки превышает температуру плавления припоя на 30—50 °С. Затем расплавляют припой, который смачивает соединяемые поверхности и заполняет зазор соединения. Исходя из условий образования соединения, припои должны удовлетворять следующим основным требованиям: иметь температуру плавления ниже температуры плавления паяемых материалов; хорошо смачивать поверхность соединяемых материалов, хорошо растекаться по ним и заполнять капиллярные зазоры; не вызывать в последующем химическую эрозию, не подвергаться старению; не изменять свои физико-механические свойства в процессе эксплуатации изделия. Припои классифицируют по следующим основным признакам: температуре плавления —

особолегкоплавкие до 145 °С, легкоплавкие до 450 °С, среднеплавкие до 1100 °С, высокоплавкие до 1850 °С, тугоплавкие свыше 1850 °С; способу образования — готовые, образующиеся в процессе пайки; химическому составу (основному компоненту) — оловянные, медные, никелевые, марганцевые, железные, титановые, серебряные, золотые и т. д.; способности к флюсованию — флюсуемые и самофлюсующиеся; виду полуфабриката — листовые, ленточные, проволочные, порошковые и др. Выбор марки припоя и метода нанесения определяется конструкцией и требованиями, предъявляемыми к соединению. В настоящее время разработано большое количество всевозможных припоев и флюсов. Различают два основных вида пайки: мягкими и твердыми припоями. Мягкие припои имеют невысокую механическую прочность и их плавление осуществляется при температуре до 400 °С. Прочность твердых припоев значительно выше, а температура плавления — свыше 550 °С. Пайку мягкими припоями применяют главным образом для получения плотного соединения деталей, не подверженных значительным нагрузкам. Широко известны припои оловянно-свинцовые (ПОС). Химический состав, температура плавления и примерное назначение некоторых мягких припоев приведены в табл. 82.

Таблица 82

Химический состав, температура плавления и примерное назначение некоторых мягких припоев

Марка	Химический ссстаз. %. псмассе	Темпера­ тура гиаз- ления. ;С	Примерное назначение
Sii	Sb	РЪ	Bi	Cd
ПОС90	S9-90	Не более 0.15	Осталь­ ное	Не более 0.1	—	222	Для пищевой про­мышленности и внут­ренних швов хозяйс­твенной посулы
ПОС40	39-40	1,5-2;0	Осталь­ ное	Не более 0.1	—	235	Для радиаторов, элек — тро — н радиоаппарату­ры. физико-техничес­ких приборов
nocis	17—IS	2.0-75	Осталь­ ное	Не более 0.1	—	277	Для изделий из цин­ка. оцинкованного железа. меди и ее сплавов, луження подтип Н ИЪ-ОБ
Легко­ плав­ кий став	13	—	27	50	10	70	Для пайки изделий нз легкоплавких метал­лов сплавов

При пайке железа мягким припоем применяют в качестве флюсов хлористый цинк ZnCI3 или хлористый аммоний Nh5C1 (нашатырь). Эти флюсы, как все хлориды, ускоряют последующее ржавление и поэтому после пайки поверхность необходимо тщательно промыть. Для пайки меди и латуни часто применяют канифоль, а для пайки легкоплавких сплавов и металлов — стеарин; они хорошо растворяют оксидные пленки. Пайка твердыми припоями дает возможность получить соединение, приближающееся по прочности к сварным, и поэтому широко применяется в производстве. Соединения могут быть внахлестку, встык или в «ус». Наиболее прочное соединение получается при пайке внахлестку. Подготовка кромок состоит в их точной подгонке, в обезжиривании горячей щелочью и в фиксации деталей, чтобы обеспечить заданный зазор. Чем меньше зазор, тем прочнее спай. Наиболее приемлемый и широко применяемый на практике зазор составляет 0,01—0,02 мм. Стальные детали обычно паяют электролитической медью. Кроме меди для пайки различных сталей и особенно сплавов цветных металлов применяют различные припои: медно-цинковые, медно-никелевые, серебряные, палладиевые, марганцевые, марганцово-никелевые, никелевые, германиевые, титановые, алюминиевые. Наиболее широко применяемые припои стандартизованы. Можно применять в качестве припоев латунь Л62 иЛ68, силумины и др. Наиболее известные в практике припои приведены в табл. 83.

Таблица 83

Химический состав, температура плавления и назначение некоторых твердых припоев

Маржа	Химический состав. иг массе	Темпера­тура плавле­ния. :С	Примерное назначение
Си	Zu	As	Si	AI
ПМЦЗб[11]	34—3S	Опаль­ ное	—	—	—	S25	Для панки изделий из латуни с содержа­нием ыедн не более 63%
ПМЦ48	46-50	Опаль­ ное	—	—	—	S65	Дія панки медных сплавов, содержащих более 6S % мели
ПСр45**	30(0.5)	Опаль­ ное	45(0.5)	—	—	720	То же. нто и ПМЦ4В, но прн более тонких работах, когда требу­ется высокая лнстоіа места спая
ПСр72	23(0.5)	Опаль­ ное	72(0.5)	—	—	7S0	Для панки провод­ников. когда место спая не должно резко уменьшать электро­проводность
AJI2 (силу­ мин)	—	—	—	10-13	S0-S7	577	Для панки алюмини­евых изделий

В качестве флюса при пайке твердыми припоями используют традиционную обезвоженную буру (Na2B207). Широко известны флюсы ПВ200, ПВ201, ПВ209, ПВ284; для пайки алюминия применяется флюс типа 34А на основе щелочных и щелочноземельных металлов.

Методы контроля качества сварных соединений могут быть разделены на две основные группы: методы контроля без разрушения образцов или изделий — неразрушающий контроль; методы контроля с разрушением образцов или производственных стыков …

Надежность эксплуатации сварных соединений зависит от их соответствия нормативно-технической документации, которая регламентирует конструктивные размеры и форму готовых сварных швов, прочность, пластичность, коррозионную стойкость и свойства сварных соединений. Сварные соединения, выполненные …

Для предупреждения пожаров необходимо соблюдать следующие противопожарные мероприятия. Постоянно следить за наличием и исправным состоянием противопожарных средств (огнетушителей, ящиков с сухим песком, лопат, пожарных рукавов, асбестовых покрывал и т. д.). …

Припои для пайки. | МеханикИнфо

Припои для пайки. Твердые и мягкие припои. 5.00/5 (100.00%) проголосовало 2

 

Припои — это сплавы способные соединять две разные металлические детали с помощью пайки. Это происходит в расплавленном состоянии, когда сплав припоя заполняет все зазоры между деталями и при остывании образуется твердое, прочное соединение.

Возможно вам будет интересная другая моя статья припой ПОС 40 Технические характеристики.

Таблица 1.

Основные применения припоев.

Марка припоя	Область применения
ПОС 90	Пайка и лужение приборов и аппаратов в медицинской промышленности, а также в пищевом хозяйстве.
ПОС 61М	Пайка и лужение радиоэлектронной техники, тонкой медной проволоки, фольги (толщина менее 0.2 мм).
ПОС 61	Пайка и лужение радиоаппаратуры, схем, где недопустим перегрев.
ПОС 40	Пайка и лужение электроаппаратуры и деталей из латуни, железа и оцинкованного железа с герметичными швами.
ПОС 30	Пайка и лужение деталей машиностроения
ПОС 10	Пайка и лужение электрических аппаратов, реле и контактных поверхностей.
Сурьмянистые
ПОССу 95-5	Пайка трубопроводов в электропромышленности, работающих при повышенных температурах.
ПОССу 40-2	Пайка и лужение тонколистовых упаковок, холодильников. Припой широкого применения.
ПОССу 30-2	Пайка и лужение в холодильном аппаратостроении, электроламповом производстве, автомобилестроении, для абразивной пайки.
ПОССу 8-3	Пайка и лужение в электроламповом производстве.
ПОССу 5-1	Пайка и лужение деталей, работающих при высоких температурах (трубчатые радиаторы).
ПОССу 4-6	Пайка и лужение деталей с клепанными и закатанными швами из меди и латуни. Пайка белой жести, шпатлевка кузовов автомобилей.
ПОССу 4-4 ПОССу 10-2 ПОССу 15-2 ПОССу 18-2 ПОССу 25-2	Пайка и лужение деталей в машиностроении
Малосурьмянистые
ПОССу 61-0,5	Пайка и лужение электроаппаратуры, пайки элементов печатных плат, обмоток электрических машин, оцинкованных радиодеталей при жестких требованиях к температуре.
ПОССу 50-0,5	Пайка и лужение авиационных радиаторов, для пайки пищевой посуды.
ПОССу 40-0,5	Пайка и лужение жести, обмоток электрических машин, для пайки монтажных элементов, моточных и кабельных изделий, радиаторных трубок, оцинкованных деталей холодильных агрегатов.
ПОССу 35-0,5	Пайка и лужение свинцовых кабельных оболочек электротехнических изделий неответственного назначения, тонколистовой упаковки.
ПОССу 30-0,5	Пайка и лужение радиаторов и оцинкованного листа.
ПОССу 25-0,5	Пайка и лужение радиаторов.
ПОССу 18-0,5	Пайка и лужение электроламп и трубок теплообменников.

Обозначение припоев.

 

ПОС-40 – припой оловянно-свинцовый с содержанием Олова (Sn) 39-41 %, Свинца (Pb) 59-61 %.

ПОССу 40-2 – припой оловянно-свинцовый с добавлением в сплав сурьмы (Sb) 1.5-2.0 %. Такие сплавы называют «сурьмянистые».

ПОССу 40-0,5 – припой оловянно-свинцовый с добавлением в сплав сурьмы (Sb) 0.05-0.5 %. Такие сплавы называют «малосурьмянистые».

 

С добавлением в сплав олово-свинец присадки сурьмы (Sb), увеличивается прочность припоя. Висмут (Bi) понижает температуру плавления припоя.

Ниже Вы можете ознакомиться с таблицей массовой долей примесей, содержащихся в разных припоях.

 

Таблица 2.

Таблица примесей в оловянно-свинцовых припоях по ГОСТ 21931-76.

Марка припоя	Не более %
	Сурьма (Sb)	Медь (Cu)	Висмут (Bi)	Мышьяк (As)	Железо (Fe)	Никель (Ni)	Сера (S)	Цинк (Zn)	Алюминий (Al)	Свинец (Pb)
Бессурьмянистые
ПОС 90	0,10	0,05	0,1	0,01	0,02	0,02	0,02	0,002	0,002	—
ПОС 63	0,05	0,05		0,02
ПОС 61	0,10	0,05	0,20	0,02
ПОС 40	0,10	0,05		0,02
ПОС 30	0,10	0,05		0,02
ПОС 10	0,10	0,05		0,02
ПОС 61М	0,20	—		0,01
ПОСК 50-18	0,20	0,08		0,03
ПОСК 2-18	0,05	0,05		0,01
Сурьмянистые
ПОСу 95-5	—	0,05	0,1	0,04	0,02	0,02	0,02	0,002	0,002	0,07
ПОССу 40-2		0,08	0,2	0,02		0,08				—
ПОССу 35-2		0,08		0,02
ПОССу 30-2		0,08		0,02
ПОССу 25-2		0,08		0,02
ПОССу 18-2		0,08		0,02
ПОССу 15-2		0,08		0,02
ПОССу 10-2		0,08		0,02
ПОССу 8-3		0,1		0,05
ПОССу 5-1		0,08		0,02
ПОССу 4-6		0,1		0,05
ПОССу 4-4		0,1		0,05
Малосурьмянистые
ПОССу 61-0,5	—	0,05	0,20	0,02	0,02	0,02	0,02	0,02	0,02	—
ПОССу 50-0,5		0,05	0,10	0,02
ПОССу 40-0,5		0,05	0,20	0,02
ПОССу 35-0,5		0,05		0,02
ПОССу 30-0,5		0,05		0,02
ПОССу 25-0,5		0,05		0,02
ПОССу 18-0,5		0,05		0,02

 

Припои для пайки. Твердые и мягкие припои.

 

Припои бывают двух видов: твердый и мягкий. У мягкого припоя температура плавления до 400 ºС, а у твердого температура плавления выше 400 ºС.

Какие же отличаются у этих припоев кроме температурных режимов?

По физическому характеру твердые припои ничем не отличаются от мягких. Различия есть по химическому составу, прочности соединения и термоустойчивости.

По прочности соединения мягкие припои уступают твердым. Твердые припои выдерживают более высокие нагрузки чем мягкие. Прочность при растяжении твердых припоев составляет 100-500 МПа, а у мягких – 16-100 МПа. В свою очередь мягкие припои отличаются простотой процесса пайки. Для их разогрева подойдут обычные, удобные паяльники, с температурой плавления от 183 °C, чем не могут похвастаться твердые припои. Из-за своих высоких температур плавления приходится использовать более дорогие и неудобные паяльники. Чем больше содержание олова в мягкой смеси, тем меньше температура плавления припоя.

ПОС 90 — от 183°C до 220°C

ПОС 61 — от 183°C до 190°C

ПОС 40 — от 183°C до 238°C

ПОС 10 — от 268°C до 299°C

К мягким припоям относят:

Сурьмянистые припои (ПОССу) – используют для пайки оцинкованных изделий;

Оловянно-свинцово-кадмиевые (ПОСК) – используют для пайки чувствительных к перегреву деталей;

Оловянно-цинковые (ОЦ) – используют для пайки алюминия:

Бессвинцовые – обладает высокой электропроводностью и используют для пайки радиоэлектронной аппаратуры.

 

Твердые припои используют для пайки металлорежущих инструментов, систем трубопроводов, работающих под высоким давлением, в автомобилестроении, судостроении, тонкостенных деталей и т.д. Твердые припои играют огромную роль в промышленности. Без них был бы невозможен мелкий ремонт или изготовление различных металлических деталей.

Твердые припои подойдут для пайки медных, латунных, нержавеющих сплавов.

К твердым припоям относят:

Медно-цинковые (ПМЦ) – используются для пайки деталей с высокими внутренними давлениями. Ими паяют медь, латунь, бронзу.

Серебряные (ПСр) – данные припои подойдут для пайки черных и цветных металлов.

Медно-фосфорные (ПМФ) – используют для пайки деталей из меди и ее сплавов. Пайка такими припоями возможна без использования флюсов.

Таблица 3.

Физико-механические свойства припоев.

Маркаприпоя	t, оС		P, г/см3	ρ, Ом мм2/м	λ, ккал/см с град	σ, кгс/мм2	Относительное удлинение, %	КС, кгс/см2	Твердость по Бриннелю
	Солидус	Ликвидус
ПОС 90	183	220	7,6	0,120	0,130	4,9	40	4,2	15,4
ПОС 61	183	190	8,5	0,139	0,120	4,3	46	3,9	14,0
ПОС 40	183	238	9,3	0,159	0,100	3,9	52	4,0	12,5
ПОС 10	268	299	10,8	0,200	0,084	3,2	44	3,2	12,5
ПОС 61М	183	192	8,5	0,143	0,117	4,5	40	1,1	14,9
ПОСК 50-18	142	145	8,8	0,133	0,130	4,0	40	4,9	14,0
ПОССу 61-0,5	183	189	8,5	0,140	0,120	4,5	35	3,7	13,5
ПОССу 50-0,5	183	216	8,9	0,149	0,112	3,8	62	4,4	13,2
ПОССу 40-0,5	183	235	9,3	0,169	0,100	4,0	50	4,0	13,0
ПОССу 35-0,5	183	245	9,5	0,172	0,100	3,8	47	3,9	13,3
ПОССу 30-0,5	183	255	8,7	0,179	0,090	3,6	45	3,9	13,2
ПОССу 25-0,5	183	266	10,0	0,182	0,090	3,6	45	3,9	13,6
ПОССу 18-0,5	183	277	10,2	0,198	0,084	3,6	50	3,6	—
ПОСу 95-5	234	240	7,3	0,145	0,110	4,0	46	5,5	18,0
ПОССу 40-2	185	229	9,2	0,172	0,100	4,3	48	2,8	14,2
ПОССу 35-2	185	243	9,4	0,179	0,090	4,0	40	2,6	—
ПОССу 30-2	185	250	9,6	0,182	0,090	4,0	40	2,5	—
ПОССу 25-2	185	260	9,8	0,185	0,090	3,8	35	2,4	—
ПОССу 18-2	186	270	10,1	0,206	0,081	3,6	35	1,9	11,7
ПОССу 15-2	184	275	10,3	0,208	0,080	3,6	35	1,9	12,0
ПОССу 10-2	268	285	10,7	0,208	0,080	3,5	30	1,9	10,8
ПОССу 8-3	240	290	10,5	0,207	0,081	4,0	43	1.7	12,8
ПОССу 5-1	275	308	11,2	0,200	0,084	3,3	40	2,8	10,7
ПОССу 4-6	244	270	10,7	0,208	0,080	6,5	15	0,8	17,3

t – Температура плавления, ^оС;

P — Плотность, г/см³;

ρ — Удельное электросопротивление Ом мм²/м;

λ — Теплопроводность, ккал/см с град;

σ — Временное сопротивление разрыву, кгс/мм²;

КС — Ударная вязкость, кгс/см².

 

Пайка мягкими припоями — Пайка

Пайка мягкими припоями

Категория:

Пайка

Пайка мягкими припоями

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:

Пайка с помощью паяльника

Статьи по теме:

Пайка мягкая и твердая

Мягкой пайкой принято называть уникальный металлургический способ качественного соединения деталей, основанный на применении припоя с температурой плавления ниже 450°С. 

Припои — это специальные изделия, представленные, как правило, в виде прутков, проволок, полос, колец, листов, зерен, спиралей, дисков и пр., которые впоследствии укладываются в места соединений. К числу мягких или так называемых низкотемпературных относятся припои на основе кадмия, индия, висмута, свинца, олова, цинка, а также оловянно–свинцовые припои.

Особенности пайки мягкими припоями

Пайка медных труб при помощи мягких припоев осуществляется за счет применения капиллярного эффекта, который представляет собой тесное взаимодействие составляющих атомов либо молекул твердого предмета и используемой жидкости на линии границы этих двух сред. Смачиванием называют процесс, который способствует повышению силы притяжения между молекулами расплавленного припоя и молекулами меди. При этом данное притяжение будет превышать притяжение между молекулами внутри самого припоя, как результат жидкость начнет прилипать к твердой поверхности.

А вот пайка мягкими припоями может качественно осуществляться только в том случае, когда припой обладает высокими капиллярными свойствами, т.е. отлично справляется с заполнением зазоров между соединяемыми материалами;  хорошо смачивает поверхность, контактирующую в ходе пайки.

Главные преимущества:

• высокая надежность соединений;
• высокая прочность паяных соединений;
• герметичность соединений.

Пайка твердыми припоями. Разновидности припоев

Зачастую, чистая электролитическая медь используется при необходимости пайке стали. Осуществляется данная процедура в печи с защитной средой. Медно–цинковые припои характеризуются более низкими механическими свойствами, чем объясняется их достаточно широкое распространение. Свое активное применение находит и латунь.

Следует отметить, что медно–фосфористые припои довольно часто используются в качестве эффективных заменителей серебряных и мягких припоев. Однако применяют их исключительно для пайки медных и латунных деталей, не работающих на удар, изгиб, вибрацию.

Специалисты электротехнического завода «МиассЭлектроАппарат» производят разные виды работ, в том числе твердые и мягкие пайки и гарантируют высокое  качество совершаемых работ.

Припой — Википедия

Катушка оловянно-свинцового припоя

Припо́й — материал^[1], применяемый при пайке для соединения заготовок и имеющий температуру плавления ниже, чем соединяемые металлы. Применяют сплавы на основе олова, свинца, кадмия, меди, никеля, серебра и другие.

Существуют неметаллические припои^[2].

Срок службы паяного соединения зависит от правильности технологии пайки и параметров окружающей среды в эксплуатации.

Припои выпускаются в виде гранул, прутков, проволоки, порошка, фольги, паст и закладных деталей.

Пайку осуществляют или с целью создания механически прочного (иногда герметичного) шва, или для получения электрического контакта с малым переходным сопротивлением. При пайке мест соединения припой нагревают свыше температуры его плавления. Так как припой имеет температуру плавления ниже, чем температура плавления соединяемого металла (или металлов), из которых изготовлены соединяемые детали, то он плавится, в то время как металл деталей остаётся твёрдым. На границе соприкосновения расплавленного припоя и твёрдого металла происходят различные физико-химические процессы. Припой смачивает металл, растекается по нему и заполняет зазоры между соединяемыми деталями. При этом компоненты припоя диффундируют в основной металл, основной металл растворяется в припое, в результате чего образуется промежуточная прослойка, которая после застывания соединяет детали в одно целое.

Выбирают припой с учётом физико-химических свойств соединяемых металлов (например, по температуре плавления), требуемой механической прочности спая, его коррозионной устойчивости и стоимости. При пайке токоведущих частей необходимо учитывать удельную проводимость припоя.

Жидкотекучесть низкотемпературных припоев даёт возможность паять изделия сложной формы.

Припои принято делить на две группы:

• мягкие;
• твёрдые.

К мягким относятся припои с температурой плавления до 300 °C, к твёрдым — свыше 300 °C. Кроме того, припои существенно различаются по механической прочности. Мягкие припои имеют предел прочности при растяжении 16—100 МПа, а твёрдые — 100—500 МПа.

К мягким припоям относятся оловянно-свинцовые сплавы (ПОС) с содержанием олова от 10 (ПОС-10) до 90 % (ПОС-90), остальное — свинец. Электропроводность этих припоев составляет 9—15 % электропроводности чистой меди. Плавление этих припоев начинается при температуре 183 °C (температура плавления эвтектики системы олово-свинец) и заканчивается при следующих температурах плавления ликвидуса:

Диаграмма состояния сплава олово-свинец

ПОС-15 — 280 °C.

ПОС-25 — 260 °C.

ПОС-33 — 247 °C.

ПОС-40 — 238 °C^[3]

ПОС-61 — 183 °C^[3]

ПОС-90 — 220 °C^[3]

Припои ПОС-61 и ПОС-63 плавятся при постоянной температуре 183 °C, так как их состав практически совпадает с составом эвтектики олово-свинец состоящей из 61,9 % олова по массе с температурой плавления 183,3 °C.

Кроме этих составов в качестве мягких припоев используются также:

• сурьмянистые припои (ПОССу), применяемые при пайке оцинкованных и цинковых изделий и повышенных требованиях к прочности паяного соединения,
• оловянно-свинцово-кадмиевые (ПОСК) для пайки деталей, чувствительных к перегреву и пайки выводов к конденсаторам и пьезокерамике,
• оловянно-цинковые (ОЦ) для пайки алюминия,
• бессвинцовые припои, содержащие наряду с оловом медь, серебро, висмут и др. металлы.

Твёрдые припои[править | править код]

Наиболее распространёнными твёрдыми припоями являются медно-цинковые (ПМЦ) и серебряные (ПСр) с различными добавками:

Припой марка	Состав	Температура плавления, °С	Плотность, г/см3
Медно-цинковый ПМЦ-36	36 % Сu; 64 % Zn	825—950	7,7
Медно-цинковый ПМЦ-54	54 % Cu; 46 % Zn	860—970	8,3
Серебряный ПСр-15	15 % Ag; остальное Сu и Zn	635—810	8,3
Серебряный ПСр-45	45 % Ag; остальное Сu и Zn	665—725	9,1
Медно-титановый ПМТ-45	49—52 % Сu; 1—3 % Fе; 0,7—0,1 % Si; 45—49,3 % Ti	955	6,02

Температуры плавления припоев марок ПСр и ПМЦ:

ПСр-10 — 830 °С.
ПСр-12 — 785 °С.
ПСр-25 — 765 °С.
ПСр-45 — 720 °С.
ПСр-65 — 740 °С.
ПСр-70 — 780 °С.
ПМЦ-36 — 825 °С.
ПМЦ-42 — 833 °С.
ПМЦ-51 — 870 °С

Широко применяются медно-фосфористые припои. К медно-фосфористым припоям относятся сплавы меди, олова с добавками фосфора. Такие припои применяются при пайке меди, медных сплавов, серебра, чугуна, твердых сплавов.

Температуры плавления медно-фосфористых припоев:

П81 — 660 °С
П14 — 680 °С
МФ7 — 820 °С
П47 — 810 °С

Серебряные припои[править | править код]

Серебряные припои имеют температуру плавления от 183 до 1133 °С и представляют собой сплавы серебро-свинец-олово; серебро-свинец; серебро-медь; серебро-медь-цинк; серебро-медь-цинк-кадмий; и т. д.

Серебряные припои имеют достаточно широкую область применения:

• лужение и пайка меди, медно-никелевых сплавов, никеля, ковара, нейзильбера, латуней и бронз;
• пайка железоникелевых сплавов с посеребренными деталями из стали;
• пайка стали с медью, никелем, медными и медно-никелевыми сплавами;
• пайка меди с никелированным вольфрамом;
• пайка титана и титановых сплавов с нержавеющей сталью;
• пайка меди и медных сплавов с жаропрочными сплавами и нержавеющими сталями;
• пайка меди и латуни с коваром, никелем, с нержавеющими сталями и жаропрочными сплавами, пайка свинцово-оловянистых бронз;
• пайка и лужение меди, никеля, медных и медно-никелевых сплавов с посеребренной керамикой, пайка посеребренных деталей;
• пайка меди и никеля со стеклоэмалью и керамикой;
• пайка и лужение ювелирных изделий;
• пайка меди с бронзой, меди с медью, бронзы с бронзой;
• пайка меди, медных сплавов и сталей по свежеосаждённому медному гальваническому покрытию толщиной не менее 10 мкм;
• пайка и лужение цветных металлов и сталей;
• пайка и лужение серебряных деталей.

В связи с повышением внимания общества к вопросам экологии теперь при выборе припоев более серьёзно учитывают токсичность его компонентов. В электротехнике и электронике (особенно в бытовой) всё чаще используют бессвинцовые припои.

Уход от свинцовосодержащих припоев также обусловлен негативным влиянием свинца на прочность соединения с контактами, покрытыми золотом.^[4]

Развитие автоматизированной технологии для изготовления электронных плат обусловило появление нового типа припоев: так называемых паяльных паст, пригодных как для обычной, так и трафаретной пайки элементов электронных схем. Паяльные пасты представляют собою дисперсную смесь, в которой дисперсной фазой являются микро- и наноразмерные частицы припоя, иногда твёрдых компонентов флюса, а диспергирующей средой являются жидкие компоненты флюса и летучие органические растворители.

Не относящиеся к собственно припоям особые виды металлических сплавов применяются в электровакуумной технике для электрических вводов, вплавляемых в стекло и работающих при сравнительно низких температурах, когда использование здесь тугоплавких, но относительно дорогих металлов (вольфрам, молибден, платина) не требуется. Для этих материалов особую важность имеет температурный коэффициент линейного расширения (αl{\displaystyle \alpha _{l}}), который для получения вакуум-плотного ввода должен как можно точнее согласовываться с αl{\displaystyle \alpha _{l}} стекла. Например, ковар (марка сплава 29НК), применяемый для изготовления электрических выводов через стеклянные колбы различных газонаполненных и электровакуумных электронных приборов и осветительных ламп имеет примерный состав: Ni — 29 %, Со — 18 %, Fе — остальное; его удельное сопротивление около 0,49 мкОм·м, а αl{\displaystyle \alpha _{l}} около 4…5·10⁻⁶ К⁻¹.

• Припои // Товарный словарь / И. А. Пугачёв (главный редактор). — М.: Государственное издательство торговой литературы, 1959. — Т. VII. — Стб. 379—381

1. Гуляев А. П. Металловедение. М.: «Металлургия» 1986 г. 544 с.

Пайка твердыми припоями — Пайка

Пайка твердыми припоями

Категория:

Пайка

Пайка твердыми припоями

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;
— не допускаются ручные операции, при которых возможно непосредственное соприкосновение кожи работающего (промывка, притирка изделий, розлив и др.) с дихлорэтаном (огнеопасная ядовитая жидкость) или содержащими его смесями;
— при нагреве паяльника соблюдать общие правила безопасного обращения с источником нагрева;
— при работе с паяльными лампами: проверить исправность лампы, горючее наливать в лампу не более 75% емкости; недопустимо доливать или наливать горючее в не-остывшую лампу; керосиновую лампу заправлять только керосином; работать электрическим паяльником, ручка которого должна быть сухой и не проводящей тока.

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.

Рис. 2. Формы паяных соединений: 1 — нахлесточное; 2 — стыковое; з — «в ус»

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:

Клеевые соединения

Статьи по теме:

Припой для пайки: виды, марки, характеристики

Процесс ремонта электроники, произведение работ в радиотехнике происходит с помощью паяльника. Качественная работа служит основанием для долговечного соединения деталей. Работа происходит паяльником, надежное соединения производится не только качественным инструментом, но и флюсом, припоем. Основной припоя является сплав металлов легкосплавного типа, которые расплавляется по достижению определенной температуры. Наиболее подходящим вариантом считается олово в чистом виде, однако материал очень дорогой.

Припой для пайки

Какие бывают припои

Существует большое количество материалов для пайки, основное разделение происходит на мягкие и твердые. Монтаж радиоаппаратуры происходит при помощи легкоплавкого, его температура плавления колеблется от 300 до 450 °C. По прочности мягкие виды припоев не уступают при пайке другим, используются при сборке практически всех электронных изделий.

Процесс пайки основывается на сплаве олова и свинца определенным стандартом, количеством.

Некоторые тугоплавкие припои имеют легирующие стали, что по позволяет реализовать некоторые параметры при соединении. Примеси используются для достижения определенных характеристик, антикоррозийных свойств, уровней прочности. Припой для пайки используется в большинстве случаев марки ПОС, что означает оловянно – свинцовые припои. Число указывает на процентное содержание составом олова.

Оловяно-свинцовый припой

Если происходит ситуация, когда припои и флюсы применяемые при пайке неизвестного происхождения, отличить можно по следующим физиологическим свойствам:

• Температура плавления свинцово – оловянных припоев варьируется в пределах от 183 до 265 °C.
• Яркий металлический отблеск выдает высокое содержание олова, предположительно марка ПОС-61 и выше.
• Большое содержание свинца выдается тусклым серым оттенком, матовой поверхностью.
• Большое количество свинца повышает пластичность проволоки, изделие диаметром 6 мм можно легко согнуть руками, а более качественное не гнаться.

Различные виды припоя производятся изготовителями при некоторых факторах. Большинством современных материалов пайки применяется допуск флюса от 1 до 3%, что значительно улучшает условия работы. Нет необходимости подносить жало паяльного инструмента к флюсу каждый раз, если он содержится сердцевиной припоя. Разновидностью свинцово – оловянных изделия является припой марки ПОССу. Обозначение предполагает добавление сурьмы, применяется в различных производствах, подходит к применению с оловянными деталями.

Припой Sn63Pb37

Наиболее распространенным при спайке и лужении медных, бронзовых деталей, через которые проходит течение тока, является припой третник. Температура плавления данной разновидности составляет 190 °C, получается герметичный шов. Зарубежным аналогом считается Sn63Pb37, где соответствующее названию содержание олова к свинцу.

Низкотемпературные припои

Легкоплавкие припои имеют температуру перехода к жидкому состоянию до 450 °C. Применяются радиотехническими соединениями, при спайке проводов, других работах. Основные составляющие таких изделий пайки имеют сплавы олова, свинца, кадмия или висмута. В процессе обезжиривания, лужения технических плат имеют место сплавы Вуда или Розе. Такие вещества переходят в жидкое состояние уже на отметке 70 °C.

Низкотемпературный припой

Металлы имеют различную температуру плавления, важно ознакомиться с составом припоя перед покупкой.

1. Олово представляет собой легкоплавкий металл, который растворяется серной или соляной кислотой. Плавится металл на отметке 232 °C, воздействие стандартных комнатных температур не влияет на него, однако при отметке -50 °С разрушается составная кристаллическая решетка.
2. Свинец является популярным ввиду своей легкоплавкости, хорошо поддается обработке. Окисляется только поверхность, на которую происходит воздействие окружающего воздуха.
3. Кадмий используется в антикоррозийных целях при пайке изделием из олова и свинца. Сам материал токсичен, плавится при отметке 321 °С.
4. Висмут добавляется в состав ввиду растворимости серной кислотой, азотной средой.

Наиболее удобная форма выпуска для пайки радиодеталей – проволока диаметром 2-2,5 см. Составом современных изделий является канифоль, которая выступает ролью флюса.

Марки мягких припоев для пайки паяльником

Мягкие припои применяются совместно с электрическим паяльником и флюсом. Входящее в состав олово является экологически чистым продуктом, может применяться к соединению элементов пищевой промышленности. Наиболее распространенным является изделие пайки третник, получивший свое название из-за содержания трети свинца составом. Мягкие припои подразделяются на разновидности в соответствии с назначением, температурой плавки.

Припой ПОСВ-33

Низкоплавкие припои используются для пайки чувствительных к перегреву деталей, таких как предохранители, транзисторы. В состав входят свинец, олово, висмут и кадмий, последний материал токсичен, применяется не во всех сферах деятельности. Плавление изделий Вуда начинается с самой низшей температуры – 69 °C.

Отечественные марки продуктов имеют маркировку ПОС, с добавлением некоторых веществ наименование изменяется. К примеру, ПОСВ – 33 имеет равные части свинца, олова и меди, применяется к латунным, медным деталям, требующим герметичного шва.

Основные технические характеристики мягких припоев для пайки
электрическим паяльником

Технические характеристики материалов, применяемых к пайке, разделяются на некоторые параметры:

• проводимость или удельное электрическое сопротивление составляет 0,1 ом на метр. Припой оловянно – свинцового типа проводит электрический ток на порядок хуже, чем алюминий или медь;
• прочность при растяжении измеряется кг/мм, низкотемпературные припои не включают в себя данный параметр, т.к. не рассчитаны на нагрузку. Параметр зависит от количества олова, чем его больше, тем выше число. К примеру, припой марки ПОС – 61 имеет прочность 4,3 кг на мм, а ПОС – 90 4,9 кг/мм.
• температура плавления зависит от назначения, составных частей.

Флюс для пайки паяльником

Вспомогательное вещество, которое способствует растеканию материалов пайки по поверхности спаиваемых деталей — флюс. Качественное соединение создают припои и флюсы, без одной из составляющих пайка невозможна. Распространенным видом флюса является канифоль, производимая из твердых пород хвойных деревьев. Размягчение происходит при 50 °С, а при достижении температуры 250 °C, процесс переходит в кипение состава.

Флюс для пайки алюминия

За счет гидролизами, предусмотренной при изготовлении канифоли, материал не устойчив к воздействию атмосферной среды. После пайки необходимо удалить остатки флюса, т.к. соединение может подвергаться процессу окисления. Впитывая влагу из атмосферы, канифоль может нарушить работу радиотехнических составляющих.

Популярные флюсы для пайки электрическим паяльником

Пайка металлических соединений происходит с применением различных веществ. Флюсы делятся на три основные категории, отличающиеся областью применения, способом приготовления. Процесс подготовки элементов к работе может быть разным, после пайки необходимо удалять остатки описанным инструкцией способом.

1. Не активные канифольные флюсы применяются при пайке меди, других разновидностей мягких металлов. Существует светлая канифоль, которая готова к применению и не включает дополнительные вещества. Спирто – канифольный раствор производится из составляющих концентрацией 1 к 5. Используется при спайке в труднодоступных местах, производится в виде порошка, перед применением необходимо смешать со спиртом. Глицерино – канифольные материалы используется, когда необходимо герметичное соединение.
2. Активные флюсы подходят для пайки драгоценных и цветных металлов, включают хлористый цинк, спирт или вазелин. Последний параметр отличается составной частью, при использовании жидким или пастообразным состоянием. Флюс пастой работать удобнее, возможно наносить прямо на изделие необходимым количеством.
3. Кислотно активный флюс подразделяется на хлористо – цинковый, ортофосфорную кислоту. Исполняется в виде жидких растворов или пасты, с применением канифоли, хлористого цинка, спирта или вазелина.

Ортофосфорная кислота

Ортофосфорная кислота состоит из воды, этилового спирта и самой кислоты плотностью 1,7. Применяется при спайке нержавеющих материалов, меди, серебра. Флюсы на спиртовой основе требуется хранить в герметичной упаковке. Удобная тара для хранения – баночка из-под лака для ногтей, кисточка не реагирует на активную среду, а крышка позволяет плотно закрыть емкость, избегая испарения составляющих.

Паяльные пасты тиноль для пайки

Из предлагаемых веществ имеются паяльные пасты, которые выпускаются с флюсом смешанным видом. Применяется при монтаже бескорпусных элементов, труднодоступных местах. Нанесение происходит специальной лопаткой, затем прогрев электрическим инструментом. Результатом можно наблюдать надежное, качественное соединение, активно используется начинающими мастерами при отсутствии подобающего опыта.

Паста тиноль

Возможно приготовить сплав для пайки своими руками, для этого понадобится припой, требуемый элементом. Напильником со средней зернистостью измельчается олово для пайки в виде проволоки до состояния металлической крошки. К составу прибавляется флюс, выбранный из вышеперечисленных в жидким состоянии, после этого элементы смешиваются. Изготавливать состав требуется в небольшой емкости, срок хранения ограничен 6 месяцами, после этого происходит окисление металла кислотной средой.

Использование сплавов оловянно свинцовой группы

Процесс пайки представляет собой соединение нескольких металлизированных частей между собой. Температура воздействия при этом не превышает критический порог, при котором происходит разрушение деталей или плат. Основными задачами использования изделий пайки, является обеспечение максимально ровной температурной вязкости, при которой происходит равномерное растекание по поверхности.

Олово для пайки применяется достаточно часто, материал служит составляющей наибольшего количества припоев. В чистом виде металл очень дорог, применяется для спайки важных изделий, элементов. Разделяются по категориям с применением свинца и без него.

Свинцовые припои

Различные материалы для пайки применяются с использованием свинца. Материал отличается легкоплавкостью, мягок и легко поддается обработке. Легко растворяется в щелочной среде, кислотных примесях.

Свинцовый припой

Наиболее популярными в использовании считаются изделия с маркировкой ПОС. Процентное содержание элементов позволяет работать с разными средами и материалами. Отличаются температурными показателями и другими параметрами, которые важны для надежного соединения. К свинцовым соединениям добавляются цинк, висмут или сурьма, которые обеспечивают защиту от окисления и других разрушающих факторов.

Как выбрать припой

Основной задачей перед мастером стоит создание качественного, надежного крепления, которое прослужит продолжительное время. Выбор припоя происходит по следующим параметрам:

• Материалы, которые подвергаются обработке. Необходимо точно ознакомиться с характеристиками материалов, подвергаемых спайке. Существует температурный порог плавления хрупких элементов, транзисторов, конденсаторов и т.д. Радиолюбителями применяются легкоплавкие вещества.
• Состав припоя подбирается по параметрам толщины, назначения изделия. При спайке проводов, других крупных элементов, возможно применение тугоплавких элементов.
• Некоторые случаи требуют выбора оптимальной токопроводности. Сопротивление олова меньше, чем свинца, на высокочастотных платах используется более дорогие марки припоя.

В любой ситуации, необходимо щепетильно относиться к соответствию параметров пайки и изделия. Для спайки используются качественные изделия, цена на них не высока, а выбор на рынке огромен.