Легкоплавкие припои (мягкие)

ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ РЕСПУБЛИКИ КРЫМ «БЕЛОГОРСКИЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ТЕХНИКУМ»

 

Методические указания

По выполнению практической работы №9

Пайка и лужение

                                      

Профессия: 35.01.13 «Тракторист-машинист сельскохозяйственного производства»

 

2020 г.

 

Паяние металлов

Цель работы: изучить и освоить методы паяния металлов и сплавов, ознакомиться с материалами, применяемыми при паянии, приобрести навыки работы с паяльником.

Оборудование, материалы и инструменты:

1. Паяльники.

2. Подставки для паяльников

3. Комплект составных частей для сборки деталей.

4. Наждачная шкурка.

5. Набор припоев.

6. Набор флюсов (бура, канифоль, и др.)

7. 10%-ный раствор едкого натра.

8. Ацетон.

9. Бензин.

10. Кислота.

11. Вода.

12. Защитные очки.

Теоретическое введение

Паянием называют способ соединения друг с другом двух или нескольких металлических или металлизованных деталей посредством связующего металла или сплава (припоя), температура плавления которого ниже температуры плавления спаиваемых частей.

К преимуществам пайки относятся: незначительный нагрев соединяющихся частей, что сохраняет структуру и механические свойства металла; сохранения размеров и форм детали; прочность соединения.

Современные способы позволяют паять углеродистые, легированные и нержавеющие стали, цветные металлы и их сплавы.

Процесс паяния заключается в следующем. В зазор между нагретыми соединяемыми металлами вводят жидкий расплавленный припой, который при охлаждении затвердевает и прочно соединяет спаиваемые части.

Способы удаления окисной пленки

Прочность паянного соединения зависит от взаимодействия основного металла с расплавом припоя. При пайке существенное значение имеют смачиваемость основного металла жидким припоем, их взаимная растворимость и диффузия. Поэтому соприкасающиеся поверхности перед спаиванием очищают от грязи, жира и окисной пленки. Чтобы удалить окисную пленку, образующуюся при паянии на металле, и создать необходимые условия для смачивания металла припоем, применяют специальные химические вещества, называемые флюсами, а также газовые среды и физико-механические способы.

Флюсовая пайка является наиболее распространенным процессом. Флюс не только удаляет окисную пленку, но и защищает металл от окисления.

Применяется несколько видов флюсов, различающиеся по составу и по своим кислотным свойствам. В таблице 5.1. даны некоторые виды флюсов наиболее часто применяемых для пайки металлов.

Газовые среды применяют для защиты поверхности металла и припоя от окисления в процессе пайки. Обычно это инертные газы. Для удаления окисной пленки применяют активные газы - водород; и окись углерода.

При физико-механическом способе окисные пленки удаляются механическим воздействием и ультразвуком.

Таблица 1.

Основные характеристики флюсов для пайки

Флюс	Компоненты флюса	Содержание, % (по массе)	Температура пайки, ºС	Назначение флюса
Бура   Борная кислота	Тетраборнокислый натрий Борная кислота	100   100	800-1150   800-1150	Для пайки углеродистых сталей, чугунов, меди и её сплавов медноцинковыми и серебряными припоями.
№ 200	Борная кислота Тетраборнокислый натрий Фтористый кальций	68-72 19-21   8-10	850-1150	Для пайки легированных сталей
№ 201	Борная кислота Тетраборнокислый натрий Фтористый кальций Лигатура (48%Al, 48% Cu, 4%Mg)	79-81 13-15   5-6   0,4-0,6	850-1150	Для пайки легированных сталей
Паяльная кислота	Хлористый цинк Вода	25 75	290-350	Для пайки сталей, меди и её сплавов низкотемпературными припоями
	Хлористый цинк Аммоний Вода	18 6 76	180-320
	Хлористый цинк Соляная кислота Вода	25 25 50	180-320	Для пайки нержавеющих сталей
Канифоль	Канифоль	100	150-300	Для пайки меди и её сплавов
КЭ	Канифоль Спирт этиловый	25 75	150-300	Для пайки меди и её сплавов
ЛК-2	Канифоль Хлористый цинк Хлористый аммоний Спирт этиловый	28 3 1   68	280-300	Для пайки меди и её сплавов, оцинкованного железа и никеля
34А	Хлористый калий Хлористый литий Фтористый натрий Хлористый цинк	54-56 29-35 9-11 8-12	420-620	Для пайки алюминия и его сплавов
№ 5	Карналлит плавленый Криолит Окись цинка	89   8 3	420-620	Для пайки магниевых сплавов

 

Припои.

В качестве припоев для пайки используют чистые металлы и сплавы. Припои должны отвечать следующим основным требованиям: иметь температуру плавления ниже температуры плавления паяемых металлов; хорошо смачивать основной металл и заполнять соединительные зазоры; обеспечивать получение прочных и коррозионностойких паяемых соединений; иметь близкий с паяемым металлом коэффициент теплового расширения; по возможности не содержать дефицитных компонентов; иметь простую технологию пайки. В зависимости от температуры плавления все припои подразделяются на легкоплавкие (с температурой плавления до 400°С) и тугоплавкие (с температурой плавления выше 400°С).

Легкоплавкие припои (мягкие).

Из числа легкоплавких припоев наиболее широко распространены оловянно-свинцовые, состоящие из свинца и олова, взятых в различных соотношениях. Иногда кроме них в припои вводят висмут и кадмий для понижения температуры плавления или сурьму, увеличивающую прочность шва.

В таблице 5.2. приведены данные различных марок оловянно-свинцовых припоев, применяемых на приборостроительных заводах. Эти припои имеют низкую температуру плавления и незначительную прочность. В приборостроении паяние мягкими припоями применяется при электромонтажных, работах для соединения проводов с выводами электроэлементов и для других подобных соединений. Не следует применять мягкие припои для соединения деталей, несущих нагрузку, или подвергающихся действию сил ускорения, возникающих при ударах или вибрации, или работающих при температуре выше 100°С Можно допустить соединение деталей мягким припоем лишь в отдельных случаях, когда механические усилия, действующие на место спая, малы, а площадь соприкосновения деталей, связываемая припо­ем, достаточно велика. Во всех случаях паяния мягким припоем для ускорения процесса и получения более надежного соединения соприкасающиеся поверхности спаиваемых деталей предварительно лудят.

Лужением называют процесс покрытия поверхности металлов тонким слоем припоя (оловом).

Паяние алюминия и его сплавов возможно лишь при условии удаления пленки окислов в процессе паяния. К недостаткам мягких припоев для паяния алюминия следует отнести незначительную механическую прочность соединения и плохую сопротивляемость коррозионным разрушениям. Более надежные тугоплавкие припои на алюминиевой основе, содержащие кремний, цинк и медь. Температура плавления таких припоев лежит в пределах 520-650°С.