Пайка материалов. Получение неразъемных соединений склеиванием.

Пайкой называют процесс соединения деталей посредством припоя – сплава, который смачивает поверхности деталей и, затвердевая, связывает их. Припой прочно соединяется с поверхностью изделия только тогда, когда хорошо смачивает их. Это будет, когда поверхности очищены от загрязнений. Для удаления пленок окислов и предотвращения их образования при припайке используют паяльные флюсы. Современная пайка – это группа технологических процессов, позволяющая соединить практически любые металлические сплавы и во многих случаях получать соединения, равнопрочные с основным металлом.

Современные процессы пайки подразделяют по температуре припоя на две группы: пайка низкотемпературными припоями (Т_пл до 450 ^оС) и высокотемпературными припоями (Тпл>450 С). К низкотемпературным относятся оловянно-свинцовые (ПОС 61, ПОС 10, ПОС 90 (61, 10, 90 – содержание олова в процентах), припои на основе висмута, индия, олова, цинка, свинца. К высокотемпературным - медные, медно-цинковые, медно-никелевые, с благородными металлами (серебром, золотом, платиной). Припои изготавливают в виде прутков, листов, проволок, полос, спиралей, дисков, колец, зерен, которые укладывают в место соединения.

Нагрев при пайке осуществляется разными способами – пайка в печах, индукционная, сопротивлением, погружением в расплавы солей или припоев паяльниками рис. 12.4., паяльными лампами, газовыми горелками и т.д.

При пайке применяются флюсы для защиты места спая от окисления при нагреве сборочной единицы, обеспечения лучшей смачиваемости места спая расплавленным металлом и растворения металлических окислов. Температура плавления флюса должна быть ниже температуры плавления припоя. Флюсы могут быть твердые, пастообразные и жидкие. Для пайки наиболее применимы флюсы: бура, плавиковый шпат, борная кислота, канифоль, хлористый цинк, фтористый калий.

Решающее влияние на прочность паяного соединения оказывает зазор между спаиваемыми деталями. Чем меньше зазор, тем выше прочность. Номинальным зазором при капиллярной пайке считается зазор 0,05 – 0,2мм.

Технология пайки паяльником заключается в следующем. Поверхности тщательно подготавливаются, нагретый паяльник (450-500 ^оС) погружается в порошок нашатыря, канифоли или хлористого цинка для очистки от окалины. Очищенным паяльником захватывают припой и переносят его на место пайки. Затем паяльник с прилипшими к нему каплями припоя подносят к месту соединения, предварительно покрытому флюсом. Припой при нагреве места пайки заполняет зазор скрепляемых деталей.

Основными дефектами сварных и паяных соединений являются: непровары, пережег металла, наплывы металла, несимметричность швов, наличие пор, трещины, включение шлака и др.

Рис. 12.4. а – паяльник с плоским лезвием; б – паяльник с острым лезвием; в - ем; паяльник бензиновый; г – паяльник электрический

Преимущества пайки:

1. Можно соединять плохо сваривающиеся сплавы, металл и стекло, металл и керамику.

2. За один производственный цикл (нагрев) получить протяженное соединение.

3. Кромки деталей не оплавляются, что позволяет выдерживать точность размеров.

4. Соединения можно распаивать (демонтаж).

В практике ремонтного производства большое распространение получил способ склеивания деталей. Причем новые качества клеев позволили склеивать металлы, пластмассы, силикатные материалы в различных сочетаниях. Прочность клеевых соединений в ряде случаев в 2 раза превышает прочность заклепочных соединений и в 2-5 раз сварочные соединения. К одним из универсальных клеев относятся карбинольный клей, исходным продуктом которого является димитилвинилэтинилкарбинол. Этот клей приготавливается из карбинольного сиропа или карбинола с примесью катализатора (перекись бензола или крепкая азотная кислота) и наполнителя (гипс, мел, алебастр, чугунная, алюминиевая пыль, железный порошок). Данный клей обладает следующими механическими свойствами: s_в.сж.=1000-1400 кг/см², s_{в. разр.}=170 кг/см², НВ=18-20 кг/мм². В настоящее время широко применяются новые марки клеев. В нашей автотехнике клеи применяются для приклеивания тормозных колодок, накладок сцепления и др. деталей.

Преподаватель отвечает на вопросы по материалам лекции и объявляет задание на самоподготовку: повторить материалы лекции и самостоятельно проработать вопрос: Основы технологии получения клееных соединений.