6.6 Пайка материалов.

Пайка - это процесс соединения металлов, находящихся в твердом состоянии, путем введения между ними расплавленного припоя, более легкоплавкого, чем соединяемые металлы.

В месте спайки происходит взаимное растворение и диффузия припоя и нагретого основного металла. Это явление возможно лишь при смачивании припоем основного металла, что требует правильного припоя для пайки определенных металлов.

По характеру соединения различают:

1) диффузионную;

2) контактно-реактивную;

3) реактивно-флюсовую;

4) сварку-пайку.

При диффузионной пайке соединение образуется за счет взаимных диффузий припоя и основного материала (процесс длительный).

При контактно-реактивной пайке образуется сплав припоя с основным металлом.

При реактивно-флюсовой пайке припой образуется за счет реакции между основным материалом и флюсом, в котором восстанавливается чистый металл. Например, при пайке алюминия с применением флюса, содержащего хлористый цинк, происходит реакция: 3ZnCl + 2Al = 2AlCl + 3Zn. Восстановленный цинк служит припоем.

При сварке-пайке соединяют разнородные металлы с применением местного нагрева до температуры выше точки плавления одного из них, который выполняет роль припоя.

Прочность припаянных соединений зависит от правильности выбора припоя, флюса, температурного нагрева, режима пайки.

Припой должен хорошо растворять основной металл, обладать высоким коэффициентом диффузии в соединяемые металлы, хорошей смачиваемой способностью.

Виды припоев:

- легкоплавкие (на основе олова, свинца, цинка, Тпл меньше 450°С);

- среднеплавкие (медные и медно-цинковые);

- тугоплавкие (медно-никеливые, железно-медные).

Припои изготавливают в виде проволоки, прутка, полосы, порошка.

Для улучшения процесса пайки применяют флюсы. Флюс должен улучшить смачиваемость металла, но не должен химически взаимодействовать с припоем.

Пайкой соединяют стали всех марок, цветные металлы и сплавы, чугун, твердые сплавы. Прочность паяных соединений ниже сварных.

В зависимости от способа нагрева, различают пайку: в печах, индукционную, погружением в ванну, пайку газопламенной горелкой или паяльником.

В печи припой заранее закладывают в место будущего шва (процесс длительностью в несколько часов).

При индукционной пайке соединяемые металлы помещают в индуктор, через который пропускают ток высокой частоты (для каждого типа деталей свой индуктор).

Погружением в ванну с расплавленными солями KCl и NaCl (нагретую до 700…800°С). Поверхности, не подлежащие пайке, защищают графито-известковой облицовкой.

При пайке паяльником припой расплавляют при помощи нагретого медного паяльника. Припой может осуществляться и с наложением ультразвуковых колебаний, что обеспечивает более прочные соединения.

Тугоплавкие металлы нагревают плазменной струей и подвергают пайке газовой горелкой, расплавляя припой, заранее уложенный в шов соединенных частей.

ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЯ

1. Дать определение сварки.

2. Сущность электродуговой сварки и ее виды.

3. Какова температура дуги при сварке?

4. Назначение шлака и защитного газа при электродуговой сварке.

5. Диапазон диаметров электродов, применяемых при сварке.

6. Достоинства и недостатки сварки под флюсом.

7. Какие газы используются при сварке в среде защитных газов?

8. Достоинства и недостатки сварки в среде защитных газов.

9. Сущность плазменной сварки.

10. Какова температура плазменной струи горелки?

11. Достоинства и недостатки плазменной сварки.

12. Сущность шлаковой сварки.

13. За счет чего осуществляется равномерный прогрев по всему сварочному пространству?

14. Почему литая структура шва имеет крупное зерно?

15. Сущность контактной сварки и ее виды.

16. Какие швы можно получить шовной сваркой?

17. Сущность электронно-лучевой сварки.

18. Какие работы выполнить на стенде электронно-лучевой сварки?

19. Сущность ультразвуковой сварки.

20. Какие минимальные параметры листов можно сваривать ультразвуком?

21. Сущность холодной и диффузионной сварки.

22. Сущность сварки трением и взрывом.

23. Сущность процесса пайки.

24. Виды пайки по характеру соединения и способам нагрева.

25. По каким признакам подбирается припой? Виды припоев.

26. Назначение флюсов при пайке.