Технология пайки

Для пайки применяют различные типы соединений: нахлесточные, стыковые, тавровые, телескопические и др., но наиболее широко - нахле­сточные и телескопи­ческие. Прочность нахлесточного соединения зависит от величины нахлестки «а», равной в общем случае а = (3-5)S, где S - толщина соединяе­мого материала. Уве­личивая нахлестку, можно повысить прочность паяного соединения до вели­чины, близкой к прочности паяемого металла.

Технологический процесс пайки включает комплекс последовательно выполняемых операций, основными из которых являются следующие:

· подготовка поверхностей под пайку;

· сборка деталей;

· укладка припоя и, в ряде случаев, внесение флюса;

· пайка;

· обработка полученных узлов после пайки.

Подготовка поверхностей под пайку.

Качество подготовки поверхности под пайку во многом определяет уровень и стабильность свойств паяного соединения. Основные способы очистки поверхности показаны на рис.3.11.

В ряде случаев подготовка детали под пайку включает также нане­сение специальных технологических покрытий гальваническим или химическим способом, горячим лужением (погружением в расплав­ленный припой), с помощью ультразвука, плакированием, термовакуумным напылением. Указанные технологические покры­тия наносят с различными целями, а именно:

а) для улучшения смачиваемости паяемых материалов расплав­ленным припоем;

б) для защиты основного металла от испарения отдельных их
компонентов в процессе пайки;

в) для предотвращения взаимодействия припоя с основ-
ным металлом в случае, если оно приводит к образованию нежелательных хрупких структур;

г) в качестве припоя при контактно-реактивной пайке.

Сборка деталей.

Качество паяного шва, его внешний вид, соответ­ствие паяного узла размерам чертежа во многом зависят от качества сборки. При сборке, прежде всего, должны быть обеспечены необходи­мые зазоры под пайку. Например, при пайке низкоуглеродистых ста­лей припоями свинцово-оловянными припоями должны выдерживаться зазоры 0,05-0,5 мм; припоями на основе меди - 0,01-0,05мм.

Рис.3.14 Основные способы подготовки поверхности изделий под пайку

Детали во избежание смещения при пайке должны быть зафикси­рованы (плотной посадкой, обжатием, развальцовкой, прихваткой сваркой и пр.). Примеры фиксации деталей и укладки припоя показа­ны на рис.3.15 и на рис.3.16. При пайке сложных конструкций применя­ются специальные сборочные приспособления. Такие приспособле­ния должны обеспечивать:

- свободное расширение деталей при нагреве;

- минимальный отвод тепла от паяемого стыка;

- беспрепятственное формирование паяного шва.

Детали приспособления изготавливаются из материалов, не смачивающихся применяемым припоем (обычно используются графит, керамика, хромированная сталь).

Рис.3.15 Способы фиксации деталей перед пайкой

Укладка припоя.

Часто сборку паяемого узла (если пайка производится готовым припоем) совмещают с операцией нанесения припоя – например, уклад­ку его в виде дозированных заготовок из проволоки или фольги. При размещении припоя учитываюся такие условия, как распо­ложение изделия в печи или другом нагревательном устройстве, ре­жимы нагрева и охлаждения.

Рис.3.16 Примеры сбойки деталей и укладки припоя: 1 и 3 – детали, 2 – припой

Эффективность и экономичность производства паяных конструкций зависят от правильного дозирования припоя: при недостаточном количестве припоя зазоры не заполняются и соединение получается ненадежным; при избытке припоя имеют место натеки, наплывы, повышается расход припоя. Требуемое количество припоя Q (кг) рассчитывается по формуле

,

где - наибольший зазор в соединении при температуре пайки, м; h -высота либо ширина соединения, м; l - протяженность соединения, м; р - плотность припоя, кг/м3.

Здесь коэффициент 1,5 учитывает объем галтелей припоя и неиз­бежные технологические потери (угар, разбрызгивание).

При пайке стыковых соединений с прижимом, когда припой при­меняется в виде фольги

где Rmax - наибольшая высота микронеровностей паяемых поверхно­стей; F1+F2 - суммарное отклонение от плоскости первой и второй де­талей.

Нанесение флюса.

При флюсовой пайке требуется внесение в зону соединения флюса. Порошкообразный флюс для этого разводят дис­тиллированной водой до степени негустой пасты и наносят на детали, затем их подсушивают в термостате при температуре 70-80 °С в те­чение 30-60 мин. При газопламенной пайке флюс подается на паяе­мые поверхности непосредственно в процессе пайки на прутке разо­гретого припоя, при пайке паяльником - жалом паяльника или вместе с припоем. Иногда для оловянно-свинцовистых припоев, выполнен­ных в виде полых трубок, флюс (канифоль) помещают внутри этих трубок.

Собственно пайка.

Производится по определенным режимам. Под режимом пайки понимают совокупность параметров и условий, при которых осуществляется пайка; при этом параметрами являются температура пайки, время выдержки при этой температуре, скорость нагрева и охлаждения, а условиями - способ нагрева, при­пой, флюс и т. д.

Нагревается либо место соединения, либо все изделие (общий нагрев) до температур, превышающих температуру плавления припоя, как правило, на 50-100 °С с тем, чтобы гарантированно обеспечить расплавления припоя в пределах всей площади соединения (т.н. «технологический запас»).

Обработка после пайки включает удаление остатков флюса (при флюсовой пайке). Недос­таточно полно удаленные с поверхности изделий флюсы, помимо ухудшения внешнего вида, изменяют электропроводность изделия и, в некоторых случаях, вызывают коррозию. Спирто-канифолевые флю­сы, например, удаляют ацетоном, спиртом, бензином. Агрессивные кислотные флюсы тщательно промываются последовательно горячей и холодной водой с помощью волосяных щеток. Иногда требуется и нейтрализация слабыми растворами щелочей.

Дата добавления: 2014-11-20