Реферат: Пайка и сварка
При пайке трением слой окиси на А1 разрушается механическим путем. При этом нельзя применять паяльную жидкость или нашатырь! Спаиваемый металл нагревают до плавления на его поверхности припоя, в которую последний втирают щетками, шабрами или шероховатыми пластинками. Залуженная таким образом поверхность алюминия припаивается затем обычным способом. Однако при таком способе припой никогда не затекает в швы, которые не были залужены. Для очистки поверхностей можно также пользоваться вращающимися инструментами с острыми гранями или щеточками; их вводят вместе со спаиваемыми деталями в расплавленное олово, в котором и происходит залуживание зачищенных поверхностей. Для этого имеются некоторые приспособления, похожие на маленькие электрические паяльники, например, для залуживания алюминиевых проволок.
При реактивном способе пайки применяется флюс, содержащий хлористый цинк. Около 280°С начинается реакция с образованием дыма; соли проникают в оксидный слой и разрывают его. На чистой поверхности металла осаждается Zn, что предотвращает ее от нового окисления. После этого пайка производится с применением мягких алюминиевых припоев и заканчивается тщательным смыванием остатков солей.
При новом способе пайки пользуются ультразвуковым пистолетом, который с помощью излучаемых им колебаний разрушает пленку окиси на поверхности алюминия, что обеспечивает хорошее прилипание к нему мягкого припоя. Паять алюминий этим способом можно, выдерживая спаиваемую деталь в оловянной ванне при 250° С, в которую одновременно погружен и ультразвуковой пистолет; точно так же можно, подогревая деталь на горячей пластине, расплавить несколько шариков олопа на спаиваемой поверхности, которые затем с помощью ультразвукового пистолета распределяются на ней тонким слоем. После залуживания алюминия его паяют так же, как и все другие металлы. Слой полуды, который при этом способе получается на поверхности алюминия, пристает к ней настолько прочно, что его не удается снять ни в холодном, ни в горячем состоянии.
В качестве припоя следует применять чистое олово без флюса.
3) Чугун, вследствие высокого содержания в нем углерода, непосредственно не поддается залуживанию. Поэтому необходимо предварительно удалять углерод из поверхностного слоя чугуна.
Это достигается путем основательного травления, за которым следует очистка песком. Такую процедуру повторяют еще раз, затем чугун следует просушить. После этой предварительной обработки чугун можно лудить обычными приемами.
4) Нержавеющая сталь хорошо паяется обычными оловянными припоями, однако при залуживании требует специального флюса, значительно более активного, чем обычный. Можно применять один из следующих флюсов:
Соляную кислоту, насыщенную кусками цинка до прекращения выделения пузырьков водорода.
Жидкость с добавлением 25% чистой соляной кислоты.
Жидкость с добавлением 10% уксусной кислоты.
10—20% раствор ортофосфорной кислоты в воде.
Жидкость и 2—5% плавиковую кислоту, в особенности дли сталей, содержащих молибден, титан или ниобий.
После залуживания место спая тщательно промывают; окончательную спайку производят, применяя флюс, не вызывающий коррозии. Нержавеющие стали в месте спая могут стать хрупкими, если его температура превышала 260е С. Поэтому не следует спай перегревать.
5) Платина легко образует с расплавленным припоем серый хрупкий сплав. Поэтому температура пайки ни в коем случае не должна быть выше и продолжительность нагрева больше, чем это безусловно необходимо для пайки. Целесообразно применять наиболее низкоплавкий припой и маленький паяльник.
6) Свинец и олово паяются низкоплавкими эвтектическими специальными припоями. Как олово, так и свинец можно и непосредственно, без припоя, приплавить, т. е. сварить.
7) Тантал непосредственно не поддается пайке. Но его можно предварительно покрыть слоем меди и затем паять.
8) Магний и электрон не поддаются пайке мягким припоем. Эти металлы не удается паять таким припоем даже с помощью ультразвука.
9) Вольфрам и молибден не поддаются пайке мягким припоем.
10) Некоторые сплавы, которые сами по себе совсем или почти совсем не поддаются пайке, все же возможно покрывать легко растекающимся слоем полуды, если на этих металлах предварительно отложить гальванический слой меди.
б) Пайка твердым припоем дает соединение двух металлических деталей с ограниченной возможностью их разъединения. Температуры плавления твердых припоев, обычно лежащие выше 600° С, должны быть всегда по крайней мере на 50° С ниже температуры плавления наиболее легкоплавкого из спаиваемых металлов. При твердой пайке, кроме твердого припоя, необходимо, как правило, применять флюс и соответствующий источник тепла; последним в основном и определяется выбор подходящего способа пайки.
В качестве флюса при пайке твердым припоем применяется большинстве случаев кашицеобразная смесь буры и воды. Кроме буры в продаже имеются для всех специальных случаев особые флюсы. Детали, предназначенные для пайки, следует возможно более тщательно очистить, обезжирить и плотно прижать друг к другу. Пайку сплавов благородных металлов и в особенности изделий, плакированных благородными металлами, следует производить в атмосфере защитного газа, предохраняя им всю нагреваемую поверхность от образования окалины.
1) Общие технические указания. Прежде всего необходима тщательная очистка швов от жира, для того чтобы они могли быть равномерно смочены припоем. После этого наносится флюс, и соединяемые части располагаются так, чтобы их взаимное расположение сохранилось при пайке; для этого применяются щипцы, наложение тяжестей или другие крепления. Необходимо предотвратить нежелательный отвод тепла! Флюс надо наносить в холодном состоянии. Нецелесообразно паяльник сначала нагревать, а лишь затем окунать его в флюс. Но нагревание флюса до 90°С, несомненно, повышает его смачивающую способность.
Надо упомянуть, что в продаже имеются также газообразные флюсы. По патентованному методу газ, питающий горелку, пропускают через жидкость, в которой он обогащается парами флюса. Таким образом, в ряде случаев смачивание швов флюсом становится лишним; кроме того, не радо удалять остатки флюса после пайки.
Затем следует нагреть большую площадь около места спая горелкой, но не конусной частью пламени, а его передней широкой частью. Нагревать место спая следует до той температуры, при которой положенные на него кусочки припоя начинают легко плавиться и могут заполнить весь шов. Припой кладут с некоторым избытком, так, чтобы новые полости, образующиеся при остывании, также могли заполняться припоем. Шов должен быть возможно более узким, во всяком случае меньше 0,5 мм; оптимальные значения: 0,01—0,2 мм. Если применяется предохранительная газовая печь, то припой быстро всасывается в шов и уплотняет его, что обеспечивает большую прочность, чем при обычной пайке с флюсом.
После охлаждения остатки флюса удаляют осторожным постукиванием или травлением 10% азотной кислотой, а затем промывают горячей водой. Если необходимо абсолютно полное удаление остатков флюса, то можно воспользоваться имеющимися в продаже растворами, изменение цвета которых указывает на наличие остатков флюса. Флюс ил буры выделяет в вакууме большое количество газа!
2) Твердые припои. Известны три группы таких припоев: латунный припой с температурой плавления от 800 до 900°С, серебряный и серебряно-кадмиевый припой с температурами плавления от 600 до 850°С; кроме того, в особых случаях применяют чистые металлы, такие, как серебро, медь и 24-каратное золото.
Если на одной и той же детали необходимо провести последовательно несколько паек твердым припоем, то, применяя один и тот же припой, можно было бы повредить прежние пайки. Поэтому в таких случаях следует применять два или три припоя, температуры плавления которых различаются примерно на 30° С: «первый припой», «второй припой», «третий припой».
Новую группу припоев составляют так называемые припои с низкой температурой плавления и присадки, понижающие точку плавления. С помощью этих припоев становится возможным производить очень прочную и изящную спайку материалов при температурах значительно ниже их температуры плавления. Так, имеются паяльные палочки для алюминия, которые обеспечивают прочное соединение уже при 420° С, т. е. на 250° С ниже температуры плавления алюминия.
Таким приемом, применяя особый припой, можно паять оцинкованные детали без разрушения слоя цинка. При этом достигается прочность до 50 кГ/см2 . Медь, латунь, бронзу, нержавеющую сталь, никель, серебро и золото можно паять этим способом при 496° С, применяя специальный сплав. Имеются различные типы специальных припоев, которые служат для получения больших прочностей при повышенных температурах или устойчивости против коррозии в морской воде и горячих парах, для пайки в защитном газе и для применения в высоковакуумных приборах с прогревающимися местами спая.