Соединение пайкой

Соединение образуется в результате химических связей материала деталей и присадочного материала, называемого припоем. Температура плавления припоя ниже температуры плавления материала соединяемых деталей, поэтому в процессе пайки детали остаются твердыми. При пайке расплавленный припой растекается по нагретым поверхностям стыка деталей. Поверхности деталей обезжиривают, очищают от окислов и прочих посторонних частиц для обеспечивания хорошей смачиваемости поверхностей припоем и заполнения зазора в стыке.

Уменьшение зазора в стыке деталей увеличивает прочность соединения. Это связано, во первых, с тем, что при малых зазорах проявляется эффект капиллярного течения, способствующий заполнению зазора расплавленным припоем; во-вторых, диффузионный процесс и процесс растворения материалов деталей и припоя может распространяться на всю толщу паяного шва (диффузионный слой и слой раствора прочнее самого припоя). Чрезмерно малые зазоры препятствуют течению припоя. При использовании тугоплавких припоев рекомендуется зазор 0,03 ÷ 0,15 мм, легкоплавких – 0,05 ÷ 0,2 мм.

Необходимость малых и равномерно распределенных зазоров является одним из недостатков пайки, особенно для крупногабаритных конструкций. По сравнению со сваркой пайка требует более точной механической обработки и сборки деталей перед пайкой.

Нагрев припоя и деталей при пайке осуществляют паяльником, газовой горелкой, ТВЧ, в термических печах, погружением в ванну с расплавленным припоем и пр.

Для уменьшения вредного влияния окисления поверхностей деталей применяют специальные флюсы (на основе буры, хлористого цинка, канифоли); паяют в среде нейтральных газов (аргона) или в вакууме.

В качестве припоев применяют как чистые металлы, так и сплавы. Чаще других применяют сплавы на основе олова, меди, серебра.

Расчет прочности паяных соединений аналогичен расчету сварных. Например, для стыковых соединений

(12.20)

для нахлесточных соединений

(12.21)

где и - допускаемые напряжения в паяном шве.

При соединении стальных деталей прочность материала деталей обычно выше прочности материала шва. Поэтому равнопрочность можно обеспечить только для нахлесточных соединений.. Значение нахлестки по условию равнопрочности

(12.21)

где - допускаемое напряжение для материала деталей.

Например, прочность соединений, паянных серебряным припоем ПСр45 следующий: