Паяние

Паяние бывает двух видов: твердыми припоями и мягкими припоями. Они различаются между собой прежде всего по температуре плавления. Мягкие припои плавятся при температуре до 300°, а твердые сплавы - при температуре свыше 550°. Кроме того, твердые припои обладают высокой механической прочностью (50 кг/мм2), близкой к прочности материала соединяемых деталей. Мягкие же припои имеют прочность всего 5-7 кг/мм2.

Мягкие припои состоят из легкоплавких металлов: олова, свинца, сурьмы, висмута и т. д. Обычно паяние мягкими припоями применяют для деталей, не требующих высокой прочности, или же когда изделия не нужно нагревать до высокой температуры.

Пайку мягкими припоями производят при помощи паяльника. По виду паяльники бывают нормальные (молотковые) и торцовые (прямые), по назначению - круглые, полукруглые, квадратные, круглые пустотелые (радиаторные ) и т. п.; по способу нагрева - простые, электрические, бензиновые и газовые. В колхозных мастерских обычно применяют только два вида паяльников: простые и электрические.

Простые паяльники наиболее удобны тем, что для их нагрева могут быть использованы горна, печи, паяльные лампы и даже просто костры. Электропаяльники применяются в основном для пайки мелких изделий. Паяльники, как правило, изготовляют из красной меди (обладающей большей теплоемкостью и теплопроводностью) весом 0,2-1 кг. Чем толще соединяемый паянием материал, тем тяжелее должен быть паяльник.

Изделия паяют только после тщательной их подготовки, которая заключается в плотном прилегании соединяемых деталей, тщательной очистке их поверхностей от окислов, окалины, жировых пятен и грязи. Очищают обычно механическим путем, напильниками, шаберами, металлическими щетками. Чтобы снять пленку окиси и предохранить очищенный металл от окисления в процессе паяния, применяют флюсы (хлористый цинк, соляную кислоту, хлористый аммоний, буру, канифоль, парафин и др.).

Обычно при паянии применяют травленную соляную кислоту. Травлением называют растворение кусочков цинка в кислоте. При паянии цинка и оцинкованного железа в качестве флюса берут водный раствор нетравленной соляной кислоты.

Процесс собственно пайки заключается в следующем: паяльник, нагретый до 400°, очищают напильником от окалины, опускают во флюс для снятия окиси и облуживают припоем. Затем, захватив на кончик паяльника капли расплавленного припоя, его переносят на подготовленное место пайки и прогревают до тех пор, пока припой не соединится с металлом. Передвигая паяльник, постепенно пропаивают весь шов или подготовленный к пайке участок.

При пайке длинных швов, чтобы припаянные части не отделялись одна от другой, их вслед за паяльником прижимают каким-либо стержнем. Для пайки деталей в соединениях, подверженных большим нагрузкам и нагреву, а также при стыковых соединениях применяют способы пайки твердыми медноцинковым и серебряным припоями.

Буквы в марке припоя обозначают: П-припой, МЦ- медноцинковый, а цифра - процент меди. В качестве медноцинковых припоев могут быть использованы стандартные сорта латуни марки Л-62, Л-68 в виде лент или проволоки.

Медноцинковые припои не пригодны для пайки изделий, подвергающихся высоким внутренним давлениям. Это объясняется тем, что медноцинковые припои теряют цинк до затвердения, поэтому в шве образуются поры. При высоких внутренних давлениях в качестве припоя применяют чистую (красную) медь. Красная медь - лучший припой для прочного соединения стальных изделий. Для пайки более тонких деталей, требующих особой чистоты шва или работающих в среде, способствующей усилению коррозии, применяют серебряные припои.

Подготовка деталей к соединению твердыми припоями заключается в следующем: соединяемые поверхности подгоняют так, чтобы они прилегали друг к другу без видимого зазора. Затем соединенные детали прочно стягивают проволокой и посыпают флюсом. На верх флюса кладут или насыпают мелкий припой и снова посыпают флюсом. В некоторых случаях флюс смачивают водой, доводя его до состояния густоты пасты. При пайке твердыми припоями в качестве флюса применяют буру.

Подготовленную к пайке деталь закладывают в горн и нагревают до тех пор, пока припой не станет течь, после этого деталь вынимают из горна. Крупные соединяемые паянием детали не вынимают из горна, а прекращают дутье и разгребают жар. Делается это для того, чтобы избежать вредного влияния внутренних напряжений при резкой смене температуры.

Напайка резцов. Составные резцы изготовляют напайкой на державку из обычной стали, пластинки-из быстрорежущей стали. В качестве припоя применяют сварочный порошок, состоящий из 60% ферросилиция и 40% обезвоженной буры. Ферросилиций измельчают до тонкого порошка в металлической ступке и просеивают через самое мелкое сито, также измельчают и буру, предварительно обезводив ее нагреванием до плавления. Полученные порошки ферросилиция и буры смешивают между собой в указанной выше пропорции. В дальнейшем пайку проводят так же, как и пайку чистой медью. Ферросилиций следует применять с содержанием кремния 40-50%. При большем содержании кремния к порошку нужно прибавить немного стальных опилок. Вместо ферросилиция можно применить ферромарганец. При напайке стали ЭЙ 184 и других, имеющих пониженную температуру закалки, рекомендуется применять сварочный порошок из 72% ферромарганца, 20% стекла и 8% буры. Напайка пластинок из твердых сплавов производится медью или припоем МЦ-52. Пайка чугуна производится так же, как и пайка стали, только припои применяются других составов.

Приготовляют припои сплавлением входящих в их состав отдельных металлов. При этом первым расплавляют наиболее тугоплавкий металл, а затем к нему добавляют металлы, имеющие более низкую температуру плавления. После того как все входящие в состав металлы будут засыпаны в тигель и расплавлены, их хорошо перемешивают и из полученной смеси отливают палочки, пластинки или растирают смесь до мелких зерен.

Целый ряд материалов (кобальт, титан, тантал, стекло, керамика и др.) невозможно паять вследствие того, что их нельзя предварительно покрыть слоем полуды, так как они не смачиваются припоем. Однако в некоторых особых случаях пайку таких материалов все же производят. Для этого круг наждачного точила подогревают паяльной лампой и к вращающемуся кругу на короткое время прижимают пруток припоя, который плавится и тонким слоем покрывает круг. Затем берут подлежащую пайке деталь и прижимают ее к покрытому припоем кругу. Развиваемое при этом тепло снова расплавляет припой, который и пристает к шлифуемой поверхности подлежащего к пайке неспаиваемого материала. После этого пайку производят обычным путем.

Большие трудности представляет пайка алюминия, поэтому ее следует производить с особой тщательностью. Алюминий паяют тремя способами. При первом способе пайку ведут специальными припоями. Паяние припоями АВИА СССР ? 2 и Snl Бюро стандартов США ведут следующим образом. Детали чистят напильником или шабером и затем промывают в бензине и нагревают пламенем паяльной лампы. Когда введенная в пламя палочка припоя начнет течь, алюминиевую поверхность вновь чистят скребком, не отнимая пламени. После того как на деталь натечет достаточно припоя, пламя удаляют, а под припоем снова чистят скребком поверхность детали, чтобы удалить с нее окислый слой.

Пайку алюминия и его сплавов припоями АВИА СССР ? 1 и ВИАМ ? 1 производят при помощи флюсов следующего состава (%): хлористый калий 45, хлористый натрий 30, хлористый литий 15, фтористый калий 7, кислый сернокислый натрий 3. Паяние ведут паяльником из мягкой стали, нагревают паяльник до 500-550°. Флюс наносят только на место, предназначенное для пайки, так как он сильно действует на алюминий и вызывает коррозию. Нагретым паяльником захватывают припой и ставят на место пайки, а когда деталь прогреется до 300-310°, то есть до начала выделения белых паров из алюминиевого флюса, паяльник двигают по месту пайки. После пайки остывшую деталь в месте шва промывают чистой водой и насухо вытирают.

Пайку алюминия и его сплавов железистым припоем производят так же, как пайку железа, и обычными мягкими припоями. В качестве флюса применяют хлористый цинк.

Лужение - покрытие поверхности различного рода металлических изделий тонким слоем олова. Нанесенный слой олова называется полудой. Применяется лужение для защиты металлических изделий от окисления. В условиях колхозов и совхозов лужению подвергают посуду, предназначенную для варки пищи, хранения пищевых продуктов, а также тару для сбора, хранения и транспортировки молочных продуктов. Лужению подвергаются изделия из железа, меди и латуни.

Обычно лужение производят двумя способами: электролитическим и горячим. В данной работе рассматривается только второй способ, так как первый способ лужения применяют лишь в промышленных предприятиях. Основным материалом для полуды служат олово и его сплавы. Сплав олова со свинцом и цинком применяют для полуды металлических изделий, чтобы предохранить их от ржавчины. Чтобы получить красивую белую блестящую поверхность, изделия лудят сплавом олова и висмута. Такие сплавы применяют для художественных изделий. Металлическую посуду и тару, предназначенные для варки пищи и хранения молочных и других продуктов, лудят чистым оловом марки 0,1 и 0,2.

Изделия, подлежащие полуде, предварительно протравливают раствором серной кислоты или соляной кислотой. Для приготовления обезжиривающих ванн пользуются каустической содой (едкий натрий) сорта В или Г или плавиковой кислотой. В качестве флюса при лужении применяют хлористый алюминий (нашатырь), хлористый цинк и соляную кислоту.

При лужении используют те же инструменты, что и при пайке (шаберы, напильники, клещи и т. д.), кроме того, применяют волосяные кисти для смазки изделия кислотой.

Лужение начинают с подготовки изделия. От этой операции в основном зависит качество лужения, чем лучше изделие будет подготовлено к лужению, тем лучше ляжет полуда. Обычно подготовку начинают с обезжиривания изделия проваркой его в течение 20-30 минут в 10-процентном растворе каустической соды. Обезжиренное изделие промывают чистой водой, сушат, а затем травят 30-процентным водным раствором серной кислоты. Для ускорения травления изделие подогревают до 50-60°. После травления кислотой изделие промывают и очищают мокрым песком, наждачной бумагой или металлическими скребками. Очищенное изделие промывают горячей водой и сушат.

Предварительно подготовленное изделие смазывают флюсом (соляная кислота, травленная цинком), кладут на горно и нагревают настолько, чтобы соляная кислота, которой смазано изделие, закипела. После этого вводят олово, которое, соприкасаясь с горячей поверхностью, плавится и растекается. В этот момент изделие посыпают порошком обезвоженного и хорошо просушенного нашатыря и растирают паклей жидкое олово, распределяя его ровным тонким слоем по всей поверхности изделия. Когда полуженное изделие остынет, полуду протирают мокрым песком, хорошо промывают и сушат.

Новости светотехники