/
Text
weldworld.ru
СЕРИЯ СПРАВОЧНИКОВ ДЛЯ МАСТЕРОВ И РАБОЧИХ
А. В. ЛАКЕДЕМОНСКИЙ И В. Е. ХРЯПИН
СПРАВОЧНИК
ПАЯЛЬЩИКА
Издание третье, переработанное и дополненное
ИЗДАТЕЛЬСТВО «МАШИНОСТРОЕНИЕ»
Л^осква 1967
УДК 62!. 791.3(083)
Справочник паяльщика. Лакедемонский А. В.,
Хряпин В. Е., М., «Машиностроение», 19(57 г.
Книга содержит общую классификацию, подроб-
ный перечень, характеристики, назначение и спо-
собы применения всех основных легкоплавких,
тугоплавких и специальных припоев, а также
флюсов, используемых в отечественной и зарубеж-
ной промышленности. В ней изложены технологи-
ческие приемы ручной, механизированной и авто-
матической пайки с различными способами нагрева.
В третьем издании справочника приведены до-
полнительные данные о специальных припоях и
способах пайки жаростойких и жаропрочных спла-
вов, полупроводниковых материалов, стекла, пласт-
масс и керамики.
Справочник предназначен для мастеров, техно-
логов и квалифицированных рабочих-паяльщиков
машиностроительных, приборостроительных и ра-
диотехнических предприятий, работников ремонт-
ных мастерских, кружков моделистов и радиолю-
бителей. Таблиц 323, иллюсграций 170, библиогра-
фий 91,
Редактор инж. Д, В, Баженов
56—67
ПРЕДИСЛОВИЕ К ТРЕТЬЕМУ ИЗДАНИЮ
Со времени выхода второго издания справочника разработано боль-
шое количество новых припоев, прогрессивных методов изготовления
паяных конструкций и современных механизированных паяльных уста-
новок. Применение в технике новых сплавов с особыми свойствами на
основе редких металлов послужило причиной развития новых методов
пайки. В связи с этим возникла необходимость выпуска нового издания
справочника.
В третье издание включены новые разделы: «Жаростойкие и жаро-
прочные припои», «Специальные способы пайки», «Технология пайки
легкоплавких металлов и изделий с металлическими покрытиями»,
«Соединение металла с неметаллическими материалами», «Примеры тех-
нологии пайки».
Остальные разделы заново переработаны и расширены. В них вклю-
чены новые неопубликованные материалы.
Для того чтобы включение новых материалов не вызвало увеличе-
ния объема, из справочника изъяты некоторые главы, известные чита-
телям из первого и второго изданий, например, «Основы теории пайки»,
«Технология производства припоев».
Все замечания и пожелания по справочнику просим направлять по
адресу: Москва, Б-66, 1-й Басманный пер., 3, изд-во «Машиностроение».
ОСНОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ
Gg — предел прочности при растяжении в кПмм2\
ит — предел текучести в кГ/мм2‘,
Ъср — предел прочности при срезе в кГЛилг;
6 — относительное удлинение в %;
-ф — относительное сужение после разрыва в %;
ак — ударная вязкость в кГ*м/см2\
НВ — твердость по Бринелю;
HRA, HRBi HRC — твердость по Роквеллу со шкалой Д, В и С;
HV — твердость по Виккерсу;
вес. % — весовой процент;
об. в — объемный вес;
об. % — объемный процент;
а -105 —, коэффициент линейного расширения;
% — удельная теплопроводность в кал/см -сек-град;
р — удельное электрическое сопротивление в
ом • мм2 /м\
Е — модуль нормальной упругости в
у — удельный вес в Г/см3.
ВВЕДЕНИЕ
При выборе технологии изготовления изделий из металлов и сплавов
стремятся найти наименее трудоемкий способ обработки, требующий
меньшего расхода металла. Изделия, сравнительно простые по конфи-
гурации, можно изготовить почти любым из известных способов; более
трудно получить изделие, если оно имеет сложную форму с большим
количеством внутренних полостей. Наиболее просто и дешево удается
изготовить сложные изделия, если их предварительно расчленить на
простейшие элементы, легко изготовляемые одним из известных спосо-
бов, а затем соединить в единый узел. Отдельные элементы можно
соединить в деталь различными способами, но более легко выполнить
это методом пайки.
Пайкой называют процесс создания неразъемного соединения раз-
личных материалов без их расплавления, заполнением зазора между
ними промежуточным металлом или сплавом в жидком состоянии.
Этот промежуточный металл или сплав, способный смачивать детали
и образовывать после кристаллизации паяное соединение, называют
припоем.
Процесс образования паяного шва состоит из нескольких стадий:
прогрев металла паяемого шва до температуры, близкой к темпера-
туре плавления припоя; расплавление припоя; растекание жидкого
припоя по поверхности твердого металла и заполнение паяемого шва;
растворение паяемого металла в жидком припое и взаимная диффузия
металлов; охлаждение и кристаллизация припоя в паяном шве. Прак-
тически различные стадии паяния перекрывают одна другую и сопро-
вождаются побочными процессами.
Для того чтобы возникло сцепление между частями паяного изделия,
необходимо прежде всего, чтобы атомы припоя вступили в непосред-
ственный контакт с поверхностными атомами твердого металла, т. е.
чтобы произошло смачивание. Показателем качества смачивания служит
величина краевого угла смачивания (табл. 1).
Смачивание является обоюдным свойством паяемого материала
и припоя- Следовательно, один и тот же жидкий металл (припой) может
при прочих равных условиях по-разному смачивать и растекаться по
поверхности двух разных твердых металлов.
Смачивание твердого металла припоем сопровождается растворением
паяемого металла в припое (диффузией атомов твердого металла в рас-
плав), атомной диффузией составляющих припоя в твердый металл
и реакцией (реактивной диффузией) между припоем и твердым метал-
лом с образованием на границе между ними интерметаллических со-
единений.
Кинетика перечисленных выше процессов определяется природой
твердого металла и припоя, температурой пайки, длительностью взаи-
модействия припоя с твердым металлом и характером диаграмм состоя-
ния систем элементов, входящих в состав твердого сплава и припоя.
Рис. 1. Классификация методов пайки
Без постоянного подогрева
— —
| С непрерывным подогревом —4—— Паяльник
| С электронагревом —
| Дуговые
Специальные г
Нагрев паяльными лампами —
— Газовое пламя
Нагрев газом —
Нагрев бензином или керосином —
Нагрев ацетиленом
Контактный —
— Электроток —1—
Индукционный —
| Дуговой —
Керамический блок —
В расплавленный припой — — —
Расплав
1 В расплавленную соль
—
| Заливка изделия расплавленным припоем
В горячее масло 1
| С предварительным флюсованием ——
Печь
| В контролируемой атмосфере
| В вакууме
—
| Ультразвуковой — Специальные способы
Реактивно-флюсовой —
Контактно-реактивный н
| С механическим удалением окисной пленки ;
| С нагревом излучением кварцевых ламп
| Экзотермический —
L
Б И ПЭ 1/ПЭП э HIOOHfiOdn ХЭЕГПЯЛхЛ и ‘ХЭЕТТтЛ1ГЛ ЭН *0!ГИ9Е(1п ЛЕЯ *ЭЯ$ЕЦ
И(1н ^ИНЭЯИХГЭОЭ ХИЯЭЭЬИЬТГВХЭМдэХИй КО1ГЭ ОЛОЙНОИСЛффиЯ ЭИНЕЯО£ЕдрО
михе э иевяэ я *оюгэ ЛкоииоиЕЛффиЯ он иекяэ вэзэшяеяоеЕдро эин
-этил deed хэеяяепя иясАдхЕН аинажсигидц и ияиАдх чнэьо винэнигэоэ
аияэаншгк'ехэндахни ииелффиЯ иди вэаиТпсяАяЕдро omehvq *иквав1гпэ
BwAstf АЯжэн ехмвхноя иЯвйклги кииаьикаял хэьэ ее иинэни#эоо ихэон
-ъодп сяинашняои я ихээяиди хажом хкенАтга хндоюяап а висАффи'п'
•Ahos oiAHtfoxadan хэАеедро хи чхзонпАяоноэ и
'ияхашад иолээнии'штхэидя xeireA хияээьидхэмоах а хежэц- эн nwoxe
эийкяХеняэ -ЕТГЕЕХЭМ ОЛОЯЭЭЬИЕТГВХЭИдяИЕОН ИАБЪИГПГеХЭИдЯ ВЭИПИТП
-огеэвяидпоэ ЛЯжам хепниедх ей иеняэ и охь ‘Avodndu аж Ах хаами и
кэияхэиайогсиеея гачимохеэкэи вэхаеяиьэиоаро аятп kthibeh я heboj
•хеяхэтад химааьшпгЕХЭидя я яоиохв кинэжошэиэед Birtf энндэх
-яедех ‘яоиэдюхне хиичтгояээн юп/вдоп виикохээед еп *э *х ‘аияхэиэИ
-ОКИЕЕЯ эояэаьихалдэнв ХЭЕЯИПЕОЯ имин Ляжэм хндохоя иди ‘ВИПВОХЭ
oed еп етнгехэтс oxotfdaax и вояиди яомохе хтчнхэонхдэаои винэжщгрэ
oHhoxexootf и оутиЯохроап аяш монвен н исвяз винэяоняинеоа bith1
•коаидц
винЕяаКдаахЕб охонтгоп airaou чэитгинедхоз искяэ эникохежэм иин
-вяиъЕ1чэ иди эишяинсоа ирохн ‘омиЯохроап им и еи иоинаяхзаьем вииэь
-Airon вь-’П’ ‘эияхэуэйомнВЕЯ эоюаьихэхйэне отгяинеон еяе1Шэ охомииж
имепохе имин э вэими^тгезЕЯидиоэ и ихэонхдэяои нояээъшпгехэм
yotfdaax игоеиохе Лйжэгс охь *wox о LaAaxanirdiatfitao винвяиьвмэ эиъиквц
л-эАахзхЛэхо ап и воин виз 081 ✓ zzzzy^zzz// •
ЭИНВИИЬВИЭ ЭОХОй’П 6ZI-I6
эинея -ньтдаэ эопяь.'эхис1оя1О1гяой'х 06—Ofr
аинедиьенэ aamodox Sfr—1
аинеимнякэ эошгоц 0
винвпиьекэ еахэаьея еянэ\10 Qoc/г я ни пая -иьекз itojA цоаэвЛх uouudLi пиния dAxHO)j
wjA oJoosBdM аниншгээ он винэдиьшчэ вахээнем здиэод * j
При разработке технологии пайки следует подбирать такие условия
процесса, которые обеспечивают хорошее смачивание твердого металла
припоем и, по возможности, предотвращают образование диффузион-
ного слоя интерметаллических соединений.
1800
1700
1600
1500
Железные
1ЫЮ
1300
Медно-никелевые
Ш
1100
Ш
Медиа- фосфорные
Платиновые
Кобальтовые
Титановые
Серебряные
Модно- цинковые
Алюминиевые
магниевые
Оловянные сцинком
Оловянно-свинцовые
100
Таллиевые
О
Цирконовые
Марганцевые
Никелевые
Свинцово - оловянные
с серебром
Многокомпонентные на
свинцово- оловянной
основе
висмутовые
Рис. 2. Классификация припоев по температуре плавления
С палладием
Золотые
ООО
ЬОО
300
Кадмиевые /
Цинковые
Индиевые
Паяние завоевало прочное место в производстве. Методом пайки изго-
товляют не только отдельные детали, но и целые комплексные узлы,
не только мельчайшие детали приборов, но и сложные изделия сравни-
тельно больших размеров. Нет ни одной отрасли промышленности,
где бы не применялась пайка. Способы пайки весьма многочисленны
и многообразны (рис. 1).
Качество, прочность и эксплуатационная надежность паяного соеди-
нения в первую очередь зависят от правильного выбора припоя. Не все
металлы и сплавы могут выполнять роль припоев. Припои должны
обладать рядом свойств, без которых невозможно получить надежного
паяного соединения:
температура плавления припоя обязательно должна быть ниже тем-
пературы плавления паяемых материалов;
расплавленный припой (в присутствии защитной среды, флюса или
в вакууме) должен хорошо смачивать паяемый материал и легко расте-
каться по его поверхности;
прочность, пластичность и герметичность припоя должны быть
достаточно высокими;
в паре с паяемыми материалами припой не должен образовывать
коррозионно-нестойкие пары;
коэффициенты термического расширения припоя и паяемого мате-
риала не должны резко отличаться:
припои, применяемые для паяния радиоэлектронных и токопрово-
дящих изделий, должны иметь высокую электропроводность;
металлы, входящие в состав припоя, не должны быть дефицитными
и чрезмерно дорогими.
В результате длительного практического отбора и многочисленных
научных исследований были подобраны группы припоев, обладающих
оптимальным сочетанием свойств.
В литературе и на практике припои часто делят на два типа: мягкие
(с температурой плавления до 500Q С) и i вердые (с температурой плав-
ления выше 500° С). Такое деление припоев нельзя считать правиль-
ным. Цинково-оловянные и некоторые многокомпонентные припои
имеют сравнительно высокую твердость и относить их к мягким при-
поям нет оснований: ни по своему назначению, ни по способу примене-
ния эти припои не могут быть причислены к твердым припоям на мед-
ной или никелевой основах.
Одной из главнейших характеристик припоя, определяющей его
назначение и применение, является температура плавления, и поэтому
более рационально делить все припои по этому признаку на легкоплав-
кие, имеющие температуру плавления ниже 500° С, и тугоплавкие,
имеющие температуру плавления выше 500° С (рис. 2).
ПРИПОИ И ФЛЮСЫ
ПРИПОИ НА ОСНОВЕ ЛЕГКОПЛАВКИХ МЕТАЛЛОВ
Оловянно-свинцовые припои
Наиболее широкое применение во всех отраслях промышленности
и в быту имеют оловянно-свинцовые припои. В качестве припоев можно
применять все сплавы системы свинец—олово (рис. 3). По государствен-
ному стандарту выпускают припои семи различных по химическому
составу марок с содержанием олова 6 — 90% (табл. 2).
2. Химический состав оловянно-свинцовых припоев
(по ГОСТу 1499—54)
Марка Содержание элемен- тов в % (РЬ — остальное) Температура в вС
Sn Sb начала плавле- ния полного расплав- ления
ПОС-90 89—90 <0,15 183 220
ПОС-61 59—61 <0,8 183 185
ПОС-50 49—50 <0,8 183 210
ПОС-40 39—40 1,5 — 2,0 183 235
ПОС-30 29—30 1,5—2,0 183 256
ПОС-18 17—18 2,0—2,5 183 277
ПОСС-4-6 3—4 5.0—6,0 245 265
Примечай I ЮС-30 и ПОС-40 и е. По требованию потребителя припои марок поставляют с содержанием сурьмы до 0.25 %.
В высокооловяпистых припоях при низких температурах может
произойти аллотропическое превращение олова с образованием хрупкой
модификации, снижающей прочность соединения. Для предотвращения
этого явления и увеличения прочности в припои добавляют до 2,5% Sb
(рис. 4). Однако присутствие сурьмы ухудшает способность припоя
смачивать поверхность паяемого металла, а при пайке цинка, латуни
или оцинкованного изделия сурьма, соединяясь с цинком, ухудшает
прочность соединения. Во избежание образования горячих трещин
в припоях ограничиваются содержанием примесей алюминия, цинка
и кадмия не более 0,002%.
Рис. 3. Диаграмма состояния системы
свинец—олово
Рис. 4. Свинцовый угол системы сви-
нец—сурьма — олово; изотермы ликви-
дуса
В зависимости от состава меняются и свойства припоев (табл. 3).
Значительное влияние на свойства оказывает температура, при кото-
рой работает припой (рис. 5).
3. Физические и механические свойства
оловянно-свинцовых припоев
Марка fi№/j а Л X е,' Ч О К Q. iWW/jy н 9 о в В % Ф в % тя ср в кГ/мм* а„ в кГм/см? 44 t к
ПОС-90 7,57 4,3 25,0 2,70 1,85 13,0
ПОС-61 8,54 0,145 4,7 34,0 55,7 4.20 3.80 12,6
J ЮС-50 8,83 0.156 3,6 32.0 —- 3,54 4,59 15,6
ПОС-40 9,31 0,170 3,2 63,0 86,7 3,67 4,7о 12.6
ПОС-30 9,68 0.182 3.3 58,0 78,8 2,90 4.67 10.1
ПОС-18 10,23 0,220 2,8 67,0 52.2 2.52 3,86 10.5
ПОСС-4-6 10,7 5,9 23.7 3,58 0,8 14,2
Температура
Рис, 5. Характер изменения прочности припоя в зависн*
мости от температуры
Составы и
в табл. 4—9.
свойства зарубежных оловянно-свинцовых припоев даны
4. Оловяпно-свинцовые припои, применяемые
в Чехословакии (по CSN)
Марка Содержание элементов в % (Pb — остальное) Темпе- ратура паяния в °C p в ом-мм*/м ns <3 cl si 41 ta a r< Sd я A.
Sn Sb
Sn 99-РЬ 99,6 240
Sn 90-РЬ 89 — 91 222—270 0,14 0,95 7.6
Sn 60-Pb 59—61 <£0,5 190—240 0,14 0,92 8,5
Sn 50-Pb 49-51 <0,5 220—270 0,15 0,91 8,7
Sn 40-РЬ 39—41 <2,0 230—280 0,16 0.90 9,3
Sn 30-Pb 29—31 <2,0 250—300 0.18 0,90 9,7
Sn 25-Pb 24—26 <2,0 270—320 0,19 0.75 9,8
Sn 18-Pb * . . 17 — 19 < 2, о 270—320 0.20 0,70 10,3
Sn 8-Pb 7—9 <2,5 310—360 -— ——
Sn 4-Pb 3—4 2—4 320—370 0,21 0,50 10.7
5. Прочность соединений из стали, меди и латуни,
паянных оловянно-свинцовыми припоями (по cfSN)
Марка Прочность спая на разрыв в кГ/мм* Прочность спая на срез в кГ/,чм*
Паяемы! 1 металл
Сталь Медь Латунь Сталь Медь Латунь
Sn 90-Pb .... 4 5 5 3 3 3
Sn 60-Pb ..... 6 8 7 3 4 4
Sn 50-Pb 5 7 7 3 4 4
Sn 40-Pb ........ 5 6 6 3 4 4
Sn 30-Pb 4,5 5,5 5,5 3 4 4
Sn 25-Pb ........ 4 5 5 3 4 4
Sn 18-Pb . . ... 4 4,5 4,5 3 3 3
Sn 4-Pb . . 3 3.5 3,5 2 2.5 2,5
6. ОлОБЯННо-свинцовые припои (по DIN 1730)
Марка Содержание элементов в % (Pb — остальное) Температура паяния в еС j
Sn Sb
L Sn 98 .... 97,5-98,5 ъ - 230
I Sn 60 . 59,5—60,5 <3,2 200
L Sn 50 . . . 49,5—50,5 <3,3 230
L Sn 40 .... 39,5—40.5 <2,7 230
L Sn 35 .... 34,5 — 35,5 <2,3 250
L Sn 33 .... 32.5—33.5 <2,2 250
L Sn 30 .... 29,5—30.5 <2,0 250
L Sn 25 .... 24,5— 25,5 <1,7 270
L Sn 8 . . . 7,5—8,5 <0,6 300
7. Оловянно-свинцовые припои, применяемые в Англии
(по B S 219; 1059)
Марка Содержание элементов в % (РЬ — остальное) Темпе- ратура полного расплав- ления в °C Y в Г/см3 °* в кГ/мм*
Sn Sb
А 64—65 <0,6 185 8,35 6.10
К 59—60 <0,5 188 8,50 5,85
F 49—50 <0,5 212 8,70 4,70
В 49—50 2,5—3,0 204 8,87 5,90
R 44—45 <0,4 224 8,97
М 44—45 2,3—2,7 215 9,10 —
G 39—40 <0,4 234 9,30 4,40
С 39—40 2,0—2,4 227 9,23 5,60
Н 34 — 35 <0,3 255 9,50
J 29—30 <0,3 255 9,73 4,70
D 29—30 1,0—1,7 248 9,70 5,15
V 19—20 <0,2 277 10.20
N 18—18,5 0,75—1,0 275 10,20 3,8
8. Оловянно-свинцовые припои, применяемые в США
(по ASTMJ
Марка Содержание эле- ментов в % (РЬ — остальное) Температура полного расплавле- ния s ®С Марка Содержание эле- ментов в % (РЬ — остальное) Температура полного расплавле- ния в *С
Sn Sb Sn Sb
70 А 70 В 70 70 <0,12 <0,50 192 50А 50 В 50 50 <0.12 <0,50 216
60 А 60В 60 60 <0.12 <0.50 190 45А 45В 45 45 <0,12 <0.50 227
Продолжение табл. 8
Марка Содержание эле- менте» В °/о (РЬ — остальное) Температура полного расплавле- ния в СС Марка Содержание эле- ментов в °/0 (РЬ — остальное) Температура полного расплавле- | ния в °C
Sn Sb Sn Sb
40А 408 40 40 <0,12 <0.50 235 20В 20 <0,5 280
2ОС 20 0,8—1,2 270
4 ОС 40 1.8 —2.4 230
15 В 15 <0.5 290
35А 35 В 33 35 <0,25 СО. 50 247
10А 10 <0,12 300
35С 35 1.6 —2,0 243
10В 10 <0,50 300
ЗОА ЗОВ 30 30 <0,25 <0.50 255
5А 5 <0.12 313
зос 30 1.4-1,8 250
5В 5 <0,50 320
25 А 25 В 25 25 <0.25 <0.50 266
2А 2 <0.12 325
25С 25 1,1-1,5 262 2В 2 <0.50 325
9- Оловянно-свинцовыс припои, применяемые в США (по SAE)
Марка Содержание элементов в % (РЬ — остальное) Температура полного рас- плавления в еС Марка Содержание элементов в % (РЬ — остальное) Температура полного рас- плавления в °C
Sn Sb Sn Sb
1А 44,0—45,0 <0,4 227 5А 19.0—20,0 <0,4 280
1В 43,0—43,5 1.5—2,0 224 5В 19,0—20,0 1,25—1,75 265
2А 39,0—40.0 <0,4 235 6А 14,0—15,0 <0,4 290
2В 38,0—38,5 1,5—2,0 232 6В 14.0—15,0 2,75 * 283
ЗА 29,0—30,0 <0,5 255 7А 49,0—51,0 <0.4 216
ЗВ 29,0—30.0 0.75-1.25 252 8А 34,0—35.0 <0,4 247
4А 4В 24,0—25,0 24,0—25.0 * Мышьяк <0,4 1.25—1,75 (As). 266 260 9В 2,50—2,75 4.90 — 5,40 •• 290
** Содержит также 0,40—0,60% As; этот припой применяют только с предварительно луженым основным металлом.
Многокомпонентные припои на свинцово-оловянной основе
Для улучшения технологических и прочностных свойств в спин-
цово-оловянные припои добавляют висмут (рис. 6), кадмий (рис. 7)
и другие компоненты.
Рис. 6. Температура ликвидус диаграммы состояния системы Рис. 7. Температура ликвидус, диаграммы состояния системы
свинец —олово —висмут свинец—олово—кадмий
Как видно из диаграмм состояния, кадмий (рис. 8) и висмут (рис. 9)
понижают температуру плавления сплавов со свинцом. Присадка кад-
мия и индия способствует получению более твердых и коррозионно-
стойких припоев. Пайка этими припоями может производиться паяль-
ником. Обычно свинцово-оловянные припои с индием и кадмием при-
меняют для пайки радиоэлектронной аппаратуры и изделий, покрытых
тонкой пленкой благородных металлов. Для пайки алюминия приме-
няют припои с добавкой цинка и кадмия. Соединения, полученные при
пайке этими припоями, стойки против коррозии, имеют хорошую пла-
стичность и легко обрабатываются резанием.
Составы наиболее употребительных многокомпонентных припоев
на свинцово-оловянной основе приведены в табл. 10—15.
10. Припои на оловянно-свинцовой
основе с кадмием
11. Припои на оловянно-
свинцовой основе с висмутом
Содержа- ние эле- ментов р о/ в /0 Температура полного рас- плавления в °C Содержа- ние эле- ментов в % Температура полного рас- плавления в °C
РЬ Sn Cd РЬ Sn Cd
88 85 80 75 68 10 10 10 3 9 2 5 10 22 23 275 260 253 237 235 65 32 28 25 14 9 50 66 50 65 26 18 6 25 21 225 145 172 160 160
Содержание элемен- тов в % Температура полного расплавле- ния в °C
РЬ Sn Bi
66 23 11 230
60 25 15 210
51 22 27 150
43 43 14 163
42 37 21 152
12. Припои на оловянно-
свинцовой основе с индием
13. Припои на оловянно-
свинцовой основе с цинком
Содер жа и не элементе в в % ( Температура полного расплавле- ния в ФС
РЬ Sn In Sb
74.5 20,0 5.0 0.5 262
64.5 30.0 5.0 0.5 240
37.5 37.5 25.0 - — 180
Содержание элементов в % Темпе- ратура паяния в °C
РЬ Sn Zn Си
59,0 37,3 28,5 10.0 31.7 40.6 50,0 80,0 9 21,4 21.5 10,0 0.3 0,7 -г-г- 250 360 340 190
1 1. Припои на оловянно-свинцовой
основе с кадмием и цинком
15. Припои на оловянно-свинцовой
основе с таллием
Содержание элементов R О/ В /0 Температура полного расплавле- ния в °C
РЬ Sn Cd Zn
28,2 52.45 16,7 2,25 138
13 70 о 12 220
Содержание элементов н % Температура полного расплавле- ния в °C
РЬ Sn П Bi
30 60 10 г 184
16,4 55,7 27,9 — 182
11,5 36.3 17.6 24.6 162
6,1 38,5 29.2 26,2 167
Припои на свинцово-оловянной основе с серебром
В связи с тем, что чистый свинец без применения специальных
флюсов плохо смачивает поверхность твердых металлов и в расплав-
ленном состоянии легко окисляется, пользоваться им в качестве при-
поя затруднительно. Для улучшения технологических свойств и повы-
шения прочности в свинцовые припои иногда вводят серебро.
Как видно из диаграммы состояния системы свинец—серебро (рис. 10).
добавка до 2,5% снижает температуру плавления сплава, поэтому
Атомн. % РЬ
10 20 30 40 50 60 10 60 90
Рис. 10. Диаграмма состояния системы свинец—* серебро
Рис. II. Температура ликвидус диаграммы состояния системы
свинец—кадмий—цинк
чаще всего применяют свинцово-серсбряные припои эвтектического
состава, имеющие температуру плавления 304° С. Увеличение содер-
жания серебра выше 2,5% приводит к росту температуры плавления
припоя, поэтому припои, содержащие около 5,0% Ag, применяют
только в случае необходимости пайки изделий, работающих при повы-
шенных темпер атурах.
Двойные свинцово-серебряные припои из-за повышенной темпера-
туры плавления мало пригодны для пайки паяльником; более часто
их применяют для пайки горелкой или методом погружения в рас-
плавленный припой при температуре 350—370° С. При пайке этими
припоями требуются флюсы, способные выдерживать более высокие
температуры нагрева. Для снижения температуры плавления, повыше-
ния коррозионной стойкости и улучшения технологических свойств
свинцово-серебряиых припоев в них дополнительно вводят олово,
сурьму, висмут и другие металлы.
Химический состав и свойства отечественных и зарубежных припоев
на свиниово-оловянной основе с серебром приведены в табл. 16—20.
Иногда вместо серебра в припои на свинцовой основе вводят кадмий
и цинк (табл. 21 и рис. И).
16. Припои на свинцовой основе с серебром
(ио ГОСТу 8190—56 ♦)
Марка Содержание элементов в % Темпера- тура в "С у в Г/см3 р в мком/см
РЬ Ag Sn Примеси в %, не более начала плавле- ния полного расплав- ления
ПСр 3 97,0±1,0 3.0±0,3 0,5 300 305 11,3 20
ПСр 2.5 92, (Hz 1, С 2,5±0,3 5,5+ 0,5 0,5 295 305 11,0 22
ПСр 2 * 63,0+1,5 ; 2,0±0,3 30,0+1,0 0,5 225 235 9,6 17
ПСр 1,5 83,5±1,5 1,5+0,8 15,0±1.0 0,5 265 270 10,4 20
* Содержание Cd 5,0+0,5%.
17. Припои на свинцовой основе с серебром.
применяемые в Чехословакии (по CSN)
Но- мер стан- дарта Марка припоя Содержание элементов в % (РЬ — остальное) Температура
Ag Си Sn начала плавле- ния полного расплав- ления пайки
423630 423632 Pb —Ag 2,5—Си Sn 15 — Pb — Ag О ► * о о Л «Ч 0,2—0,3 14,0— 16.0 295 200 305 280 310— 350 290— 330
19. Припои на свинцовой основе
с серебром, применяемые в США
18. Механические свойства
паяных соединений (по CSN)
Марка припоя .. . Соединяемый металл
Fe Си
z* О М Т8 СР в кГ/мя2 о* ч д «5 О ш СР в кГ/лм1
РЬ — Ag2,5— Си Sn 15— Pb —Ag 4 4,5 3,5 3,5 4,5 5,0 3,5 3,5
1 Содержание эле- ментов в % Температура пайки в °C <4 * * и л <ь о
РЬ Ag Sn
97,5 2,5 310 3,5
95,0 5,0 1 350 3,4
89,0 1.0 10,0 350 3,4
87,75 2.25 10,0 400 3,5
78,0 2,0 20,0 300 4,0
69,0 1.0 30,0 300 6,1
20. Многокомпонентные припои на свинце йо-оловянной основе
с серебром и другими металлами
Содержание элементов в % (РЬ — остальное) Содержание элементов в % (Pb — остальное)
Sn ' Sb Ag Cd Bl Sn i Sb Ag Cd Bi
L0 1.0 5,0 10,0 15,0 0,4 0.5 0,5 1„0 1,5 1.5 2,5 1.5 1,5 1,5 1 1 1 1 1 1 i I I II3 20,0 30.0 35,0 44,0 50,0 60,0 . । > N5K3O i 1 l е’осл 1,5 1,25 1,0 0,04 6.0 18,0 3.0
21. Припои На свинцовой
основе с цинком и кадмием
Содержание эле- ментов в % Темпера- тура пайки в °C
Pb Zn Cd
90,5 1,5 8,0 330
87.5 5.0 7,5 430
82,0 1,0 17,0 280
Припои на оловянной основе с цинком
Олово широко применяют не только
в оловянно-свинцовых припоях, но и в виде
сплавов с другими металлами, например,
с цинком и кадмием. Двойные оловяппо-
цинковые припои (рис. 12, табл. 22) нашли
широкое применение для низкотемпера-
турной пайки изделий из алюминиевых и
магниевых сплавов.
Небольшие присадки цинка в олово
снижают температуру плавления до 199°С
при 7% Zn. Дальнейшее повышение со-
держания цинка приводит к росту темпе-
ратуры плавления сплава. В качестве двойных припоев обычно при-
меняют сравнительно легкоплавкие сплавы, содержащие 10—25% Zn.
Более высокое содержание цинка применяют только при наличии
в сплавах добавок других элементов. Наиболее распространенными
добавками в оловянно-цинковые припои являются кадмий, серебро
и алюминий.
Добавки кадмия понижают температуру плавления цинка (рис. 13).
В связи с этим в оловянно-цинковые припои вводят до 30—33% Cd
(табл. 23).
Для улучшения технологических свойств и повышения надежности
паяных соединений в оловяиио-цинковые припои иногда вводят не-
большие добавки серебра и алюминия (табл. 24).
Рис. 12. Диаграмма состояния системы олово—цини
22. Припои на оловянной основе
с цинком
Марка Содер- жание элемен- тов в % Темпера- тура в °C
Sn Zn начала плавле- ния полного расплав- лен ня
П200А 90 10 200 200
11250А 80 20 200 280
Sn 70 Zn 70 30 200 31-5
L Sn 60 Zn 60 40 200 345
Рис. 13. Диаграмма состояния си-
стемы цинк—кадмий
23. Припои на оловянной
основе с цинком
и кадмием
24. Припои на оловянной основе с цинком,
серебром и алюминием
Содержание элементов и /0 Температура лайки в *С
Sn Zn Cd
66,5 № СП 31,0 165
57,0 18,0 25,0 190
55,0 25.0 20.0 250
Марка Содержанке в °/< элементов > Темпера- тура в °C
Sn Zn Ag Al начала плавле- ния полного расплав- ления
4223-1 70—80 20—30 J—2 260 280
4223-2 50—65 40—44 2—3 2—4 320 350
ВЭ49 55 43.5 1,5 — 190 400
Припои на цинковой основе
Для пайки и заделки дефектов изделий из алюминиевых и цинковых
сплавов применяют припои на цинковой основе, наиболее простыми из
которых являются сплавы цинка с оловом.
Исследование механических свойств сплавов системы цинк—олово
показывает, что наиболее высокую прочность и пластичность имеют
сплавы, содержащие более 30% Sn. Сплавы с более низким содержа-
нием олова отличаются повышенной хрупкостью. Зависимость механи-
ческих свойств от состава ципково-оловянных припоев показана на
рис. 14.
При пайке алюминия мягкими припоями большое значение имеет
коррозионная стойкость пары алюминиевый сплав — припой. Наибо-
лее надежными в этом отношении являются двойные и многокомпонент-
ные сплавы цинка с алюминием, кадмием и другими металлами. Хими-
ческий состав отечественных и зарубежных цинковых припоев приве-
ден в табл. 25—27.
25. Припои на цинковой основе, применяемые в СССР
Марке Содержание элементов в % (Zn — остальное) Температура
в °C
А1 СИ Cd Sn начала пл а вл е- Н ИЯ ПОЛНОГО расплав- ления
В-63 7 4 —— 377 377
ПЦАМ-65 20 15 —* 330 420
ПЗООА — — 40 — 266 330
Мосэнерго- Б — —• 25 25 250 300
ПЦАМКд-45 13.5 10 31.5 — 320 340
ПЦАМКд-40 11,5 8.5 40 — 290 310
26. Припои на цинковой основе, применяемые
в зарубежной промышленности
Страна Марка припоя Содержание элементов в % Темпе- ратура пайки в °C
Си (Zn — остальное)
Al Sn Cd Mg
Англия 6,5 6,0 5,0 5 - 300
ЧССР Zn 80-Sn — 18 — 390—440
ГДР L Zn Cd-40 •— До 4 45-35 — 330—350
ГДР L Zn Al-15 15 “ - 390—430
ГДР L Zn Sn — —— 39 — — 355—400
ГДР L Zn Cd 39 — 4 — 320
США 2 5 5 ' 400
Япония 2,6— 3,7 3,7— 4.8 4,2 — 8,5 —• - 0,03 — 0,05 350—400
27. Многокомпонентные припои на цинковой основе
Содержание элементов в % (Zn — остальное) Температура полного расплавле- ния D СС Содержание элементов в % (Zn — остальное) Температура полного расплавле- ния в °C
А1 Си Sn Cd Pb А1 Си Sn Cd Pb
5 5 НИ 3 3 10 | N. | Ш 382 260 399 315 8 10 5 5 0,3 0,5 23,2 40 0,5 □ 3 0,5 335 427 400 375
Припои на основе кадмия
В чистом виде кадмий как припой находит ограниченное примене-
ние. В качестве припоев обычно используют двойные или многокомпо-
нентные сплавы кадмия с цинком, серебром, оловом# магнием, никелем,
свинцом и индием.
Сплавы кадмия с серебром (рис. 15) и цинком (табл. 28) применяют
для пайки меди, омедненной стали, алюминия с алюминием и другими
металлами. Для пайки изделий, работающих до температуры 280—
300° С, применяют кадмиевые припои с магнием я никелем (табл. 29).
Припои па основе кадмия, содержащие олово, имеют сравнительно
низкую температуру плавления (табл. 30) и могут быть использованы
для пайки алюминия ультразвуком. Добавка до 0,5% In позволяет
применять некоторые кадмиевые припои без использования флюса.
Механические свойства некоторых припоев на основе кадмия при
различных температурах приведены в табл. 31.
В качестве припоев может быть использовано большинство двойных
сплавов кадмия с оловом или свинцом или тройные сплавы кадмий—
олово—свинец. Составы припоев этой системы подбирают по темпера-
туре плавления, определяемой но диаграммам состояния (рис. 7, 8, 16).
Атомн % Cd
Ряс. 15. Диаграмма состояния системы кадмий—серебро
Рис. 16. Диаграмма состояния системы кадмий—олово
28. Химический состав припоев на основе кадмия с цинком и серебром
Марка Содержание элементов в % (Cd — остальное) Температура полного рас- плавления в X
Zn Ag
К-1 0,8—1.7 2,5—3,5 — _
- 5,0 393
— 16,0 5,0 285
—- 15,0 15,0 400
К-83-17 17,4 I* 266
L Cd Zn 20 17—25 —— 280
— 40 ЗЮ
29. Теплостойкие кадмиевые припои
Марка Содержание элементов в % (Cd — остальное) Темпе- ратура полного расплав- ления в °C
Zu Ag Mg Ni
к-з 2,5—3,5 0,03—0,08 349
ПСр ЗКд 0,5—1.5 2,5—3.5 0.05—0,10 325
11—13 0,1—0,2 420
5—7 7—9 — 1,5—2,5 —
— 1,5—2.5 4—6 —— 1,5—2,5
30. Припои на основе
кадмия с цинком и оловом
Содержание элементов в % (Cd — остальное) Температура полного рас пл а вл е* ния в °C
Zn Sn
30 3,8 3,5 20 38,5 45 30 294 150* 170 277
* Припой извес- тен под маркой П150А.
31. Механические свойства припоев
на основе кадмия
Марка Предел прочности пе в кГ/мм* при температуре в °C б в % при 20° С
20 200 250
К-83-17 12,3 25,8
К-1 13,5 3,5 0,8 —
к-з 11,5 4,1 3.2 40,0
Припои на основе висмута
Висмут очень хрупкий металл, и большинство припоев на его основе
недостаточно пластичны, имеют малую прочность и склонность к тре-
щинообразован ию. Некоторые сплавы, богатые висмутом, не дают
усадки при затвердевании.
В качестве припоев исполь-
зуют легкоплавкие сплавы
висмута с кадмием, индием,
оловом (рис. 17—20, табл.
32—35).
Рис. 17. Диаграмма состояния
системы висмут—кадмий
Атомк % Cd
20 р 40 Е? 60 80
Вес % Bi
Рис. 20. Диаграмма состояния системы висмут—свинец—кадмий
32 Припои на основе висмута
Содержание элементов в % Температура П0ЛНО10 расплавле- ния в °C
Bi Pb Sn Cd
67,0 16.0 17,0 II 1 150
60,0 — 40 144
59,4 14,8 25,8 — 114
56,5 43,5 — 125
56,0 22,0 22,0 110
56,0 28,0 16,0 93
52,0 31,7 15,3 1 92
54,0 26,0 20,0 103
50,0 40,0 10,0 100
50,0 25,0 12.5 12,5 68
50,0 31,25 18,75 — 96
50,0 34,5 9,3 6,2 77
50.0 25,0 25,0 95
50,0 43,0 --- 7,0 82
45,3 17,9 24,5 12.3 70
45,3 45,1 9,6 — 79
42,5 32,7 3,5 । 8,5 95
35,3 35,1 20,1 9.5 80
33. Припои на основе
висмута с ртутью
Содержание элемен- тов в % Температура полного расплавле- ния в °C
В1 РЬ Sn Hg
53,5 48,0 44,5 17,0 28,5 30,0 19.0 14,5 16,5 10,5 9,0 9,0 60 105 70
34. Припои на основе висмута с индием
Содержание элементов в % Температура полного рас- плавления в °C
Bi РЬ Sn Cd In
58 - 25.0 - 17 79
57,0 17,0 - 25 79
49,0 18,00 12.00 21 58
48,0 25,6 12,8 9,6 4 65
44,7 22,6 8,3 5,3 19,1 47
40,6 22,40 10,80 8,20 18 46
35. Припои на основе висмута с таллием
Содержание элементов 1 * % Темпе- ратура полного
Bi Sn РЬ Cd In Т1 расплав- лен и я в X
61,2 32,6 6.2 128
59,8 — 30 — 10 123
57,2 15,8 -— 23 4.0 15
56.0 — — 36,5 7,5 100
55,3 15,8 1 10.9 — 18 100
55,2 — 33,3 — — 11,5 91
52,0 -— 34,0 7.0 7.0 85
50,0 35,7 -— — 14,3 124
49,0 11,3 18.7 — 19,8 1,2 58
46,7 13.9 27,8 1 11,6 93
44,2 Ь.' - 35.8 11.1 —- 8,9 81
43,7 — 31,3 —- — 25 167
42 — 40,8 16,3 124
40,4 =— — 38.5 21.1 144
40,2 |« 8,3 30.3 21,2 149
38.2 — и 36.3 — 25,5 147
36.5 16.2 13.5 “ 33,8 95
Висмутовые прцпои применяют в специальных случаях, когда необ-
ходимо иметь низкую температуру плавления паяного соединения,
например, при пайке автоматически действующих противопожарных
Рнс. 21. Изменение твер-
дости сплавов висмута с
кадмием в зависимости
от состава и темпера-
туры
установок и плавких предохранителей. Висмут и припои на его основе
плохо смачивают большинство металлов и сплавов, по этой причине
Рис. 22. Изменение механических Рис. 23. Изменение теплопроводности
свойств сплавов системы висмут— и электропроводности висмут-кадмие-
свинец вых сплавов при 100° С в зависимости
от состава
при пайке следует применять специальные флюсы или поверхности
перед пайкой предварительно лудить.
Механические и физические свойства сплавов висмута с некоторыми
металлами приведены на рис. 21—23.
Припои на основе индия
Индий является одним из самых мягких и пластичных металлов.
Припои на его основе отличаются высокой коррозионной стойкостью
в щелочных растворах и широко применяются при пайке вакуумных
соединений, стеклянных и кварцевых изделий. Пайка стеклянных изде-
лий индиевыми припоями может быть осуществлена без флюса методом
натирания для образования на поверхности стекла тонкой металли-
ческой пленки, плотно сцепленной с изделием.
Рис. 24. Диаграмма состояния системы индий—кадмий
Эвтектический припой индия с висмутом (34% Bi) с температурой
плавления 72° С применяют для пайки полупроводниковых материалов.
Незначительное удельное сопротивление припоя обеспечивает малое
переходное сопротивление спая. Эвтектический сплав индия с кадмием
(рис. 24) употребляют для припайки проводов к германиевым элемен-
там. Химические составы некоторых припоев на основе индия приве-
дены в табл. 36.
36. Припои на основе индия
Содержание элементов в % Темпе- ратура полного расплав- ления в °C
1л Cd РЬ Sn Т1 Zn
97,2 - - 2.8 143
74 24.25 — — «1 1,75 116
52,2 —— 46 1,8 108
52 — 48 117
44.2 13,6 *— 41.4 0,8 90
44,2 —— —— 46,8 9,0 — П7
44 и 42 * 93
42.8 7,8 46,8 2.6 — 121
Припои на основе галлия
Галлий устойчив в атмосфере сухого воздуха при нормальных
условиях, но во влажном воздухе окисляется. При нагревании он
энергично реагирует с кислородом, серой и йодом. Некоторые сплавы
галлия с индием, оловом и цинком имеют весьма низкую температуру
Рис. 25. Диаграмма состояния системы галлий —
олово
37. Химический
состав сплавов
на основе галлия
Содержание элементов в % Темпера- тура плавле- ния э °C
Ga In Sn Zn
92 82 76 67 62 61 24 29 25 25 8 12 13 13 6 4 1 20 17 16 13 5 3
Атомн. % 1/7
Рис. 26. Диаграмма состояния системы галлий—индий
плавления к могут быть использованы
в качестве припоев, предназначенных
для специальных целей, например, для
пайки автоматических предохрани-
тельных устройств (табл. 37). Диа-
граммы состояния двойных сплавов
галлия с оловом, индием и цинком по-
казаны на рис. 25—27.
Рис. 27. Диаграмма состояния системы
галлий — цинк
ПРИПОИ НА МЕДНОЙ ОСНОВЕ
Чистая медь и сплавы на ее основе являются наиболее распростра-
ненными тугоплавкими (твердыми) припоями, применяемыми для пайки
большинства металлов и сплавов. В качестве основы медных припоев
применяют обычно системы сплавов Си—Zn, Си—Ni и Си—Р. Для полу-
чения определенных свойств и температуры плавления в эти системы
добавляют олово, марганец, железо, алюминий и другие металлы.
Добавка небольших количеств бора повышает твердость и прочность
припоя, делает его самофлюсующим, но повышает хрупкость паяных
швов.
Соединения, паянные медью и припоями на ее основе, имеют высо-
кую коррозионную стойкость, хорошо смачивают основной металл
и большинство из них выдерживают высокие механические нагрузки.
Температура пайки припоями на медной основе лежит в пределах
850—1150° С.
Медь
Чистую медь (табл. 38) широко применяют в качестве припоя для
пайки изделий из стали и никелесодержащих сплавов. Из-за высокой
температуры плавления (1083° С) медь применяют в основном при
пайке с индукционным нагревом и в печах с защитной атмосферой.
38. Химический состав меди (по ГОСТу 859—41 •)
Марка Содер- жание меди в %, не менее Содержание примесей в %, не более
Bi Sb As Fc Ni
МО 99,95 0,002 0,002 0,002 0,005 0,002
Ml 99,90 0,002 0,002 0,002 0.005 0,002
М2 99,7 0,002 0,005 0,01 0,05 0,2
М3 99,5 0,003 0,05 0,05 0,05 0,2
М4 99,0 0.005 0,2 0,2 0,1 —
Марка Содержание примесей н %, не более Всего
РЬ Sn S О Zn примесей
МО 0.005 0.002 0.005 0,002 0,005 0,05
Ml 0,005 0,002 0,005 0,08 0,005 0,1
М2 0,01 0,05 0.01 0,1 — 0,3
М3 0,05 0,05 0,01 ОД •—- 0,5
М4 0,3 —— 0,02 0,15 — 1,0
В восстановительной атмосфере медь хорошо растекается по по-
верхности углеродистых, конструкционных и быстрорежущих сталей
без флюса. Стали, содержащие хром, алюминий и кремний, можно
паять медью только в водороде, тщательно очищенном от кислорода
и влаги.
Конструкции, изготовленные из никелесодержащих сплавов с мар-
ганцем (типа консгантан), хорошо паяются медью в атмосфере чистого
водорода и диссоциированного аммиака без флюса. В защитной среде,
содержащей до 10% Н2, медь плохо растекается по поверхности основ-
ного металла, в этом случае для пайки требуются флюсы (бура). При из-
готовлении тонкостенных изделий из константана (радиаторы, сотовые
панели) следует иметь в виду, что жидкая медь интенсивно растворяет
основной металл, но этой причине необходимо процесс пайки вести
быстро, не допуская избытка припоя.
Для пайки обычно применяют техническую медь в виде проволоки,
фольги, ленты и порошка. Температура пайки в печах с защитной
атмосферой 1150—1200° С.
Медно-цинковые припои
Медно-цинковые сплавы (латуни) нашли широкое применение для
пайки большинства металлов. В качестве припоев используют обычно
сплавы, содержащие не более 39% Zn (рис. 28). Сравнительно низкая
Рис. 28. Диаграмма состояния системы медь—цинк
температура плавления медпо-цинковых припоев дает возможность
применять их для пайки изделий, которые нельзя нагревать до высо-
ких температур. Низкая температура пайки ограничивает образование
диффузионной зоны и делает соединение более прочным. Наиболее
легкоплавкими припоями являются двойные сплавы меди с цинком
с содержанием 36—54% Си (табл. 39). Припои этого типа из-за высо-
кого содержания цинка отличаются большой хрупкостью и недостаточ-
ной пластичностью, поэтому их применяют при пайке изделий, не под-
вергающихся ударным нагрузкам, изгибу и вибрации.
39. Химический состав медн о-цинковых припоев
(по ГОСТу 1534—42)
Марка Содержание меди в % (Zn — ос- тальное) Примеси в %, не более Температура в вС Примерное назначение
Fe Pb начала плавле- ния полного расплав- ления
ПМЦ 36 36±2 0.1 0,5 800 825 Для пайки неответственных деталей из латуни Л62
ПМЦ 48 48±2 0.1 0.5 850 865 Для пайки медных сплавов, не работающих на удар и зна- копеременную нагрузку
ПМЦ 54 54±2 0.1 0.5 876 880 Дли пайки меди, томпака, бронзы и стали, не работаю- щих на удар и знакоперемен- ную нагрузку
Более высокими механическими свойствами обладают некоторые
используемые в качестве припоев двойные и многокомпонентные латуни
(табл. 40—44).
40. Состав латуней, применяемых в качестве припоев
Марка Содержание элементов в % (Zn — остальное) Температура полного расплавле- ния в °C
Си Sn S1 N1
60,5—63,5 905
Л68 67—70 —— ——• — 938
ЛОК-62-06-04 . . 60—63 0,4—0,6 0.3—0,4 •" 905
ЛОК-59-ЬОЗ . . 58—60 0,7—1,1 0.2—0.4 905
МЦН-48-10 . . 46—50 -— — 9—11 985
ЛК-62-05 . , . 60.5—63,5 * ' 0.3—0.7 1 905
ЛК Н-56-03-6 . . 55,0—57,5 0,25—0.3 5,5—6.0 905
41. Физико-механические свойства медно-цинкоиых припоев
Марка а А, (6 10’ в мм/м-град 0 в ом ммг/м S 1 ч *2 и ь* % а 9 см ч ч со £ Прочность паяного шла в кГ/мм*
на рас- тяже- ние на срез
ПМЦ-36 7,7 22 0,03 —
ПМЦ-48 8,2 21 0.036 21 3 130 31,3 20.9
ПМЦ-54 8.3 21 0.04 26 4 128 — —
Л62 8,5 20 0,071 31 38 56 43.0 27,5
Л68 8.6 19 0.071 30 40 56 —-
ЛОК-62-06-04 .... —- — — 45 43.8 31.6 L .. 1
2 Справочник паяльщика 1343
42. Медно-цинковые
припои с оловом
43. Меди о- цин-
ковые припои
с никелем
Содержа- ние эле- ментов в % «4 5£ Ц? V И
Си Zn N1
65 30 5 "
64 и 25 —
53 33 14 40
44 38 18 37
38 50 12 14
35 57 8 9,5
44. Медно-цинновые
припои с марганцем
Содержание элементов г> С/ ь /о Температура полного рас- плавления в °C V# в кГ/мм'
Си Zn Мп
67 12 21 685 40
64 20 16 870 34
62 32 6 900 34
58 29 13 845 46
58 13 32 898 43
Латуни Л62 и Л68 применяют для пайки меди и стали; МцН-48-10.
ЛК-62-05 и ЛКН-56-03-6 — для пайки чугуна. Наличие в латунных
припоях никеля обеспечивает отсутствие хрупкой диффузионной про-
слойки на границе чугун—припой и делает паяйое соединение прочным.
Латуни марок ЛОК-62-06-04 и ЛОК-59-1-03 обладают наиболее хоро-
шими технологическими свойствами.
Когда от паяного соединения требуются высокие прочность и отно-
сительное удлинение, в медно-цинковые припои вводят повышенное
количество олова, кремния, никеля и марганца. Небольшие добавки
олова понижают температуру плавления латуни, повышают корро-
зионную стойкость в морской воде и увеличивают жидкотекучесть
и растекаемость припоя. Применение латуней с оловом в качестве при-
поев ограничивается их недостаточной пластичностью.
Добавки кремния уменьшают выгорание цинка, так как при рас-
плавлении латуни кремний прежде всего окисляется сам и, соединяясь
с флюсом, образует плотную пленку боросиликатов, защищающую цинк
от испарения. В результате этого припои на медной основе, содержащие,
кроме цинка, небольшие количества олова и кремния, обладают луч-
шими технологическими свойствами и обеспечивают более высокую
плотность и герметичность шва.
Добавки никеля и марганца в медно-цинковые припои улучшают
технологические свойства, повышают прочность и надежность паяных
соединений. Для пайки сильно нагруженных резцов, изготовленных
из быстрорежущей стали, применяют многокомпонентные медно-цин-
ковые припои, имеющие в своем составе никель, железо, марганец
и кремний. Для увеличения жаростойкости в припои подобного типа
иногда добавляют небольшое количество алюминия (табл. 45).
45. Многокомпонентные медно-цинковые припои
Марка Содержание элементов в % 1 ст Е * и> со га Ь- СиС К
Си Ni Fe Мп Si Zn Al
——_ 86 9 ——— 3 2 1150
ГФК 74 5 6 б 3 7 1180
ЛНМц-68-4-2 68 4 2 26 — 850
62—68 3—4 —— 1,5—2 0.2 25—30 "" " 900
Медно-цинковые припои не рекомендуются для пайки соединений,
работающих в вакууме при повышенных температурах, так как при
этом возможно испарение цинка из латуни с образованием окиси цинка.
Прочность соединений, паяных некоторыми медно-цинковыми при-
поями, приведена в табл. 46, а состав и свойства этих припоев, при-
меняемых в зарубежной промышленности, — в табл. 47—53.
46. Свойства паяных соединений из стали Ст. 3
Марка припоя в кГ/см* хвср в кГ/ск‘
ПМЦ-48 31,3 20,9
JI62 43,0 27,3
ЛО К-62-06-04 43,8 31,6
47. Медно-цинковые припои, применяемые в Англии
(по в. S. 1845 ; 1952)
Содержание элементов в % (Zn — остальное) Примеси в %, не более Температура в °C
Си Sn качала плавления полного расплав- ления
49—31 0,85 860 870
53—55 0,85 870 880
59—61 “ 0,90 885 890
53—55 0.8—1,2 0,80 860 870
59—61 0,8—1,2 0,80 880 890
48. Медно-цинковые припои с никелем, применяемые в Англии
(по В. S. 790 : 1938)
Содержание элементов в % (Zn — остальное) Примеси в %, не более
Си Ni Fe Мп РЬ Прочие
60—65 9—11 0.25 0,30 0.04 0,30
60—65 11 — 13 0,25 0.30 0,04 0,30
60—65 14—16 0,30 0,50 0,04 0,40
60—65 17—19 0,30 0,50 • 0,20
56—54 17—19 0,30 0,50 0,04 0,20
60—65 19—21 0,30 0,50 0,025 0,20
55—60 24—26 0,30 0,75 0,025 0,20
55—60 29—31 0,30 0,75 0,025 0,20
46. Медно-цинковые припои, применяемые в Чехословакии (по £SN)
Стандарт Содержание элементов в % (Zn — остальное) Примеси в %, не более
Си Sn Мп РЬ Si А1 NI Ag
42 3237 61-63 0,7-1,1 - - — 0,3
42 3236 59-62 0,2-0,7 — 0.2-0,9 — —
42 3228 59-61 0,13-0,23 —— 0,1-0,2 — —W — 0,3
42 3227 58-60 0,15-0,4 •— — 0,1—0,3 —* 0,2—0,4 0,3
42 3234 57-60 1,0-2,0 м 1.5
42 3231 55—58,5 1,5-3,5 — 0,5 — 2,0 1 1.5
42 3372 53—55 —— ИИ •— 0,7
42 337! 49—51 0.5 0.1 0,15—0,35 —— 7,5-10 0,6 —1,0 0,7
42 3374 35—37 — 0,7
ВО. Свойства медно-цинковых припоев, применяемых в Чехословакии (по ^SN)
Стандарт Температура в еС а ст. з кГ!мм.2 о 6 в % а в к Г -м/см2 Гъ N а? 5? С ье а £ (j vdг -хаэ • нэ] vox Q у 5 * с> в О Прочность спая меди в кГ/мм1
начала плавле- ния полного распла- вления пайки на разрыв на срез
42 3228 800 850 850-910 8,2 39 25 9 103 0,3 0,625 20 16
42 3227 870 900 900—940 8,2 35 мм 10 98 0.55 0,07 20 16
42 3372 880 890 890—940 8,1 26 4 — 90 0.39 0,05 18 12
42 3374 770 810 810-860 7,8 0,50 0,033
42 3371 820 900 900—940
51. Медные и медно-цинковые припои, применяемые в СШЛ (ASTM)
Содержание элементов в % (Zn — остальное) Температура в °C
Марка Си Sn Fe Мп N1 р РЬ А1 SI умма эугих «емен- )В начала плавле- ния )ЛНОГО всплав- шня 1ЙКИ
с etc; с
ВСи BCuZn-1 BCuZn-2 BCuZn-3 BCuZn-4 BCuZn-5 BCuZn-6 BCuZn-7 99,90 58—62 57 56 50-55 50-53 46-50 46—48 о s* Гк> О —СП 11 11 1111 СМ юо С’« 0,25 — 1.25 0,10 0,10 0,25 1,0 Го 9,0-11,0 10-11 0.075 0,20 0.50 0,02 0,05 0,05 0,05 0.50 0,50 0,05 0.0! 0,01 0,01 0,01 — 0,005 0,25 0.15 0,15 0.10 0,50 0,50 0,50 0,50 0,50 0,50 0,10 1080 900 890 830 855 880 920 920 1080 910 900 880 870 880 940 940 о ОС 1Л |Q (О >0 tQ О О — ю 1Г> LO сч CNJ ОО ОО •-*« Cfi О О О О) СГ> О> И 1 1 1 1 1 1 ОО ООО ОО СВ • о DO СП -чг осэоооаоооаэсъ
§
Б2. Характеристика и область применения медно-цинковых припоев, применяемых в США (ASTM)
Марка Форма припоя Технологические факторы Цвет припоя
BCu Zn-1 Пластина, пруток, стер- жень Хорошее растекание, средняя прочность Желтый
ВСи Zn-2 То же Хорошее растекание, более высокая
прочность
ВСи Zn-3 > Для капиллярной пайки
ВСи Zn-4 В зернах Низкая температура плавления, не- Бледно-желтый
сколько хрупкий
ВСи Zn-5 То же Для капиллярной пайки Серовато-желтый
ВСи Zn-6 Пластина, пруток, стер- Обычно используется для V-образпых Серый
жен ь швов
ВСи Zn-7 То же и порошок Высокая температура плавления >
53, Медно-цинковые припои (по DIN 1733)
Марка Содержание элементов в % Температура в °C Y в Г/см3
Си Zn Si начала плавле- ния полного расплав- ления
L Ms 85 84 — 86 13 0,20—0,40 1005 1025 8,7
L Ms 63 64—62 35 0.20—0,40 900 910 8,4
L Ms 60 61—59 38 0,20—0.40 890 900 8,4
L Ms 54 ..... 55—53 44 0,20—0.40 880 885 8.3
L Ms 48 49—47 50 835 865 8,2
Медно-никелевые припои
При пайке нержавеющих и жаропрочных сталей, режущего инстру-
мента и изделий, работающих при высоких температурах, применяют
медно-никелевые припои (рис. 29). Для увеличения жаростойкости,
прочности и температуры плавления в припои этого типа добавляют
хром, марганец, железо, кремний и алюминий (табл. 54).
54. Медно-никелевые припои для пайки изделий,
работающих при высоких температурах
Содержание элементов в % (Си — остальное) Темпе- ратура пайки в е'С
NI Сг Мп Fe Si AJ
3 2 5 1200
35—38 2,5—3,5 2,5—3,5 1,5 1120
28 — 10 -— 2 — 1120
20—30 ““ V в"» » — 1250
10—14 4—5 12—14 1,0—1.9 1250
35 3 3 3 1.5 — —
4 —» 2 0,6 1080
3-4 1,5—2 0,1— 0,2 0,5 1030
10 5 —
20 — 5 5 — 1000
15 — — 2
22 6 •— — —» — 1035
35—38 3,0—3,5 3,0—3,5 3,0—3,5 *—• — 1200
Двойные медно-цинковые припои для пайки нержавеющих сталей
типа Х18Н9Т обычно не применяют из-за образования трещин.в паяном
соединении. Высокое качество паяного соединения (рис. 30) обеспечи-
вают медно-никелевые припои, состав и свойства которых приведены
в табл. 55 и 56. Изделия из нержавеющей стали можно паять при-
поями ВПр1 и ВПр2 в среде нейтральных газов или в вакууме без
применения флюса. Наличие в припое ВПр4 небольших количеств
натрия, калия, лития и фосфора позволяет применять его для пайки
65. Медно-никелевые припои для пайки нержавеющих сталей
Температура пайки в’°C ООО О О CM СМ О О «
1 Содержание элементов в % (Си — остальное) CL »О О СМ со О" о о °! Ill 7 Ю IQ | ОО о
с £ CsJ ОО О' <N СО ю III С4 ОО О С4 04 Ш О *
m ОД—0,3 0,15 — 0,25 01-0,2% К; С
Fe До 1,5 0,8-1,2 1,0-1,5 )й содержит 0,
Si о с7 1 ю ВЧ5<Г 0,8—1,2 повентов прип(
N1 27-30 5-6 28-30 сказанных ком:
Мар ка ВПр 1 ... ВПр 2 ... ВПр 4 * . . * Кроме j
56. Физические свойства медно-никелевых припоев в А । 1 <О СО ГО 0 — 0 » QO СО
Коэффициент теплопроводности X в кал/СМ'сек >s рад Температура в °C 009 । 0,12 о ю О о
002 04 Ь- W — О О ООО
OOfr 0,11 0,064 0,046
00€ 0,1 0,054 0,041
ооб СЧ ио СП ’О' СО ООО ООО
00 т СО ь- о СО СО €0 ООО ООО
26 0,077 0,031 0,026
Коэффициент линейного расши- рения а -10* 009—06 20,9 о
00S—0о СО со со о — со — 04 —
00^—06 СО 04 О ОО — — 04 —
008“ 06 18,4 20,5 17,9
006 — 06 • 17,7 19,8 17.4
001—06 8’81 0‘61 171
Марка — см О. СХ CL С С ГЦ 02 со со
нержавеющих и жаропрочных сталей (при условии быстрого нагрева)
без защитных газов и флюса. При пайке нержавеющих сталей при-
&>€. % NC
Nt
Температура испытания
Си
Рис. 29. Диаграмма состояния системы
медь—никель
Ряс. 30. Механические свойства
припоев ВПр1, Л62 и стали
X18H9T при различных темпе-
ратурах
Me дно-фосфорные припои
Сплавы меди с 4—9% фосфора (рис. 31 и табл. 57) из-за высокой
жидкотекучести и низкой температуры плавления нашли широкое при-
менение как заменители серебряных и медно-цинковых припоев при
пайке меди и ее сплавов. Одной из отличительных особенностей медно-
фосфорных припоев является возможность применения их для пайки
меди и некоторых ее сплавов без флюса, так как присутствующий в при-
пое фосфор при температуре пайки обладает флюсующими свойствами.
При пайке медно-фосфорным припоем латуни Л62, нейзильбера, алю-
миниевой бронзы и медно-никелевых сплавов необходимо применять
боросодержащие флюсы.
67. Сплавы меди с фосфором (по ГОСТу 4515—48)
Марка Содержание фосфора в % (Си — ос- тальное) Примеси в %, не более
Bi Sb Всего примесей
МФ-1 МФ-2 МФ-3 СО ОО -О СП сл 1 1 1 00 •“ »— • ОО СП 0,002 0,005 0,005 L 0,002 0,1 0,1 0,4 0,8 1,0
Пайка черных металлов медно-фосфорными припоями не допускается,
так как из-за образования хрупких фосфидов железа паяный шов не
выдерживает ударных, вибрационных и изгибающих нагрузок. Для
уменьшения образования фосфидов железа стальные изделия перед
пайкой иногда меднят.
Для снижения температуры плавления и увеличения пластичности
в эвтектический сплав медь—фосфор добавляют олово и цинк (табл 58
и 59). Высокая электропроводность и хорошие технологические свой-
ства медно-фосфорных сплавов с сурьмой и никелем позволяют приме*
пять их в электротехнической промышленности для пайки токопрово-
Ато мн %Р
58. Медно-фосфориые припои
Марка Содержание элементов в % Температура в ®С
Си Р Zn Sn начала плавле- ния полного расплав- ления
— 96 4 — 707 960
ВМФ-7 93 7 707 850
ПМФ-9 91 9 — 707 800
ПФОЦ-7-3-2 89 6 2 3 680 700
62 5 32 1 — 670
нержавеющих и жаропрочных сталей (при условии быстрого нагрева)
без защитных газов и флюса. При пайке нержавеющих сталей при-
&>€. % Ni
Nt
Температура испытания
Си
Рис. 29. Диаграмма состояния системы
медь—никель
Ряс. 30. Механические свойства
припоев ВПр1, Л62 и стали
X18H9T при различных темпе-
ратурах
Медно-фосфорные припои
Сплавы меди с 4—9% фосфора (рис. 31 и табл. 57) из-за высокой
жидкотекучести и низкой температуры плавления нашли широкое при-
менение как заменители серебряных и медно-цинковых припоев при
пайке меди и ее сплавов. Одной из отличительных особенностей медно-
фосфорных припоев является возможность применения их для пайки
меди и некоторых ее сплавов без флюса, так как присутствующий в при-
пое фосфор при температуре пайки обладает флюсующими свойствами.
При пайке медно-фосфорным припоем латуни Л62, нейзильбера, алю-
миниевой бронзы и медно-никелевых сплавов необходимо применять
боросодержащие флюсы.
67. Сплавы меди с фосфором (по ГОСТу 4515—48)
Марка Содержание фосфора в % (Си — ос- тальное) Примеси в %, не более
Bi Sb Всего примесей
МФ-1 МФ-2 МФ-3 СО ОО -О СП сл 1 1 1 00 •“ »— • ОО СП 0,002 0,005 0,005 L 0,002 0,1 0,1 0,4 0,8 1,0
Пайка черных металлов медно-фосфорными припоями не допускается,
так как из-за образования хрупких фосфидов железа паяный шов не
выдерживает ударных, вибрационных и изгибающих нагрузок. Для
уменьшения образования фосфидов железа стальные изделия перед
пайкой иногда меднят.
Для снижения температуры плавления и увеличения пластичности
в эвтектический сплав медь—фосфор добавляют олово и цинк (табл 58
и 59). Высокая электропроводность и хорошие технологические свой-
ства медно-фосфорных сплавов с сурьмой и никелем позволяют приме*
пять их в электротехнической промышленности для пайки токопрово-
Ато мн %Р
58. Медно-фосфориые припои
Марка Содержание элементов в % Температура в ®С
Си Р Zn Sn начала плавле- ния полного расплав- ления
— 96 4 — 707 960
ВМФ-7 93 7 707 850
ПМФ-9 91 9 — 707 800
ПФОЦ-7-3-2 89 6 2 3 680 700
62 5 32 1 — 670
х
ы
w
s
Ль
65. Химический состав и свойства серебряных припоев (по ГОСТу 8190—56 ♦)
Марка Содержание элементов в %
Ag Си Zn Sn р Cd Мп N1
ПСр 72 72,0±0,5 28.О±о.’7 — •— мм
ПСр 50 50.0+0,5 5o.o±o;f —• ^1— — ^м
ПСр 70 70,0±0,5 26,0+0,5 4,0+1,0 — мм
ПСр 65 65,0±0,5 20,0±0,5 is,o±}:g — — — мм —
ПСр 45 45,0+0,5 30,0+0,5 «.o+|:g — «мм
ПСр 25 25,0+0,3 40,0±1,0 35,0±^ -—
ПСр 12М 12,0±0,3 52,0±1,0 36.0±^ — — — —• —
ПСр 10 10.0±0,3 53.0±1,0 37,0±2;о — —- —
ПСр 62 62,0±0,5 28,0+1,0 — 10,0±1,5 — —
ПСр 71 71,0+0,5 по л4“А»7 1,0±0,2 —
ПСр 50 Кд 50,0+0,5 16,0±1,0 16,0±2,0 мм мм 18,0+1,0 мм «МММ
ПСр 44 44,0±1,0 27,0+1,0 16,0±2,0 м—1 8,0±1,0 3,0+0,5 2,0±0,5
ПСр 40 40,0±1,0 16-7-0,3 Iz’°-0,4 — — 96 п+°’5 26’°—1,0 — 0,3+0,2
ПСр 3 /, 5 37,5+0,5 48,8±1.0 5,5±0,5 — ом* — 8,2+0,3 мм
о
Ль
СП
припои хорошо смачивают металлические поверхности, прекрасно
заполняют зазоры швов, дают прочные и коррозионно-стойкие паяные
соединения, которые хорошо сопротивляются ударным я вибрацион-
ным нагрузкам и выдерживают значительные деформации.
Серебряные припои применяют для пайки всех металлов, кроме
алюминиевых и магниевых сплавов.
Основой серебряных припоев обычно является система серебро—
медь (рис. 33). Эвтектический сплав (28% Си) широко применяют при
вакуумной пайке многих металлов и сплавов. Для снижения темпе-
ратуры плавления в двойные сплавы серебра с медью добавляют цинк
(рис. 34). Чтобы изменить в нужную сторону физико-механические
и технологические свойства тройных серебряных припоев, например,
увеличить жаростойкость или прочность припоя, повысить или пони-
зить температуру плавления его, а иногда сократить расход серебра,
в них добавляют другие металлы: никель, марганец, кадмий, олово
(табл. 65—67).
66. Свойства серебряных припоев
Марка Температура в еС 8 А, р В мком/см
начала плавле- ния полного расплав- ления
ПСр 72 779 779 9,9 2,2
ПСр 50 779 850 9,3 2,5
ПСр 70 730 755 9,8 4,2
ПСр 62 660 700 8,7 22
ПСр 45 660 725 9,1 9,7
ПСр 25 745 775 8,7 6,9
ПСр I2M 780 825 8,5 7,6
ПСр 10 815 850 8,45 6,5
ПСр 71 750 795 9,8 4
ПСр 50 Кд 635 650 9,3 7,2
ПСр 44 650 800 8,9 19
ПСр 40 595 605 8,4 —
ПСр 37,5 725 810 8,9 3,1
67. Серебряные припои
с цинком
Содержание элемен- тов в % Температура полного расплавле- ния в °C
Ag Си Zn
74 14 12 760
54 40 5 720
43 37 20 775
40 36 24 785
30 38 32 760
25 52 23 870
20 48 32 820
15 80 5 790
15 52 33 835
5 58 37 870
Для повышения механической прочности паяемого соединения эф-
фективна добавка никеля в серебряные припои, содержащие медь
и цинк (табл. 68). Припои этого типа обладают хорошей прочностью
при температуре до 540° С и могут применяться для пайки сверхпроч-
ных сплавов типа стеллит. Наличие марганца в серебряных припоях
делает их кислотостойкими (табл. 69).
Незначительная добавка лития к серебряным припоям резко улуч-
шает текучесть и смачивающую способность припоя в вакууме# в водо-
роде, в среде инертных газов и делает возможным пайку в обычной
атмосфере без применения флюса. Самофлюсующие свойства припоев
с литием объясняются тем, что при нагреве на его поверхности обра-
зуется гидроокись лития (LiOH) в количествах# зависящих от влаж-
ности атмосферы. При температурах 450—920° С гидроокись не разла-
гается и находится в жидком состоянии, защищая припой от дальней-
шего окисления# а все образующиеся при нагреве окисли металлов
68. Высокопрочные серебряные
припои с никелем
Содержание элементов с % Температура полного расплавле- ния в °C
Ag Си Zn Ni
55 54 62 31 40 33 12 5 2 2 5 730 800 775
69. Кислотостойкие серебряные
припои с никелем и марганцем
Содержание элементов в % Температура ПОЛНО! о расплавле- ния в ДС
Ag Си Ni Мп
85 65 45 28 38 2 2 15 5 15 960 /ОО 680
растворяются в LiOH. В абсолютно сухой атмосфере припои, содержа -
щие литий, не будут обладать самофлюсующими свойствами. Серебряные
припои с литием (табл. 70) применяют при пайке титана, сотовых
Рис. 35. Изотермы ликвидуса системы серебро—цинк—
кадмий
и других изделий из нержавеющей стали. Соединения, паянные серебря-
ными припоями с литием, сохраняют высокую прочность при высоких
температурах.
Добавка в серебряные припои кадмия (рис. 35, габл. 71—73) сни-
жает температуру плавления, увеличивает пластичность и жидкотеку-
честь припоя. Кадмий при содержании в припое менее 40% Ag сильно
ликвирует. Для уменьшения ликвации пайку следует производить
быстро.
При пайке чугуна и спеченного карбида вольфрама серебряные
припои с медью, цинком и кадмием плохо смачивают их поверхность
70. Серебряные припои с литием
Содержание элементов в % Температура полного расплавле- ния в °C
Ag IJ Си Cd Дру- гие ме- таллы
99.5 0,5 — -- . 940
97,0 3.0 1 II 14 — 650
92,8 0,2 7 — 900
84.8 0.2 Мп 15 955
79,0 2,0 —— 19 ч — 760
78.0 0.5 21,5 — — 830
71.8 0.2 28 820
50 0.5 17,5 15 Zn 17.0 850
72 Серебряные припои
с кадмием и медью
71. Серебряные припои
с кадмием и цинком
Содержа- ние эле- ментов Температура
в ’С
в %
о М и. SQ о г; к го с>
Ag Cd Zn = Е к Ч О ГС О го <ъ Е СХЧ го ta в* Д К ГО X = Е Е
70 30 — 820 780
70 20 10 820 730
70 10 20 720 710
60 40 760 720
60 30 10 680 680
. 60 20 20 680 680
60 10 30 680 680
50 50 —V 710 680
50 40 10 670 640
50 30 20 660 630
50 20 30 700 670
50 10 40 760 670
40 60 670 620
40 50 10 640 580
40 40 20 600 580
40 30 30 600 580
40 20 40 620 600
40 10 50 640 630
20 80 — 476 580
20 60 20 500 470
20 40 40 500 470
20 20 60 580 460
10 20 70 510 480
Содержание элемен- тов в % Темпе- ратура полного расплав- ления в °C
Ag Си Cd
80 16 4 810
75 20 5 775
65 20 15 750
73. Серебряные припои с кадмием, цинком и медью
Содержание элементов в % Температура полного расплавле- ния в °C Содержание элементов в % Температура полного расплавле- ния в °C
Ag Си Cd Zn Ag Си Cd Zn
75 15 5 5 750 35 26 18 21 700
65 20 10 5 745 32 34 19 15 760
65 20 2 13 720 25 35 15 25 725
61 20 10 7 720 20 30 20 30 710
58 25 14 3 690 10 40 10 40 765
50 15 10 25 640 40 20 20 20 590
50 16 16 18 620 45 15 24 16 . 607
40 18 27 15 650
и полученные соединения обладают незначительной прочностью. До-
бавка в эти припои небольших количеств никеля и марганца (табл. 74)
значительно увеличивает прочность соединения на срез.
Серебряные припои, содержащие медь и олово, применяют для
пайки вакуумных изделий из углеродистых сталей (табл. 75, рис. 36).
Для пайки титана с титаном и с нержавеющей сталью могут быть
использованы тройные серебряные припои, содержащие цинк и кадмий,
а также специальные припои с титаном (табл. 76).
Рис. 36.
Изотермы ликвидуса
системы серебро—медь—олово
74. Серебряные припои
с никелем и марганцем
Содержание элементов в о/ /о
Ag Си Zn Cd Ni Мп
60 13 13 9 ~ 5
60 15 10 7 3 5
50 17 15 15 2 1
47 15 13 13 2 10
35 25 25 10 5
25 50 10 8 3 4
76. Припои для пайки титана
с другими металлами
Содержание элементов в %
Ag Си N1 Мп Т1
15 10 50 25
20 II 50 5 25
15 3 50 5 25
75. Серебряные припои с оловом
Содержание в элементов О KJ >> Q) £ 40 Я О шо
Ag Си Sn Другие металлы LX Lm 3J «j O m ® c « G S Ч и к 0J О Я X H c C.=
72 28 5 — 779
68 27 5 760
63 29 6 Ni 2 820
60 30 10 — 720
53 32 15 G90
46 32 22 — 640
42 33 7 Zn 18 650
40 30 2 Zn 28 770
г
Химический состав и свойства стандартных зарубежных припоев
приведены в табл. 77—82.
77. Припои серебряные, применяемые в Чехословакии (по CSN)
Стан- дарт Марка Содержание элементов в % (Zn — остальное)
Ag Си P Мп Ni Cd
42 3819 42 3815 42 3822 42 3813 42 3811 42 3809 42 3825 42 3808 42 3806 42 3805 Ag 99,5 Ag 66-Cu-Zn Ag 60-Cu-Zn Ag 50-Cu-Zn-Cd Ag 45-Cu-Zn Ag 30-Cu-Zn-Cd Ag 28,5-Cu-Mn-Ni-Zn Ag 25-Cu-Zn Ag 15-Cu-Zn-P Ag 10-Cu-Zn 99,5 65,5— 66,5 59,5 — 60.5 49,5— 50,5 44,5 — 45,5 29.7— 30,3 28,0— 29,0 24,7— 25,3 14,7— 15,3 9.7— 10.3 26.5— 28,5 26,5— 27,0 19.5— 20,5 29.5 — 30,5 40.0— 42.0 40,0— 41.0 39,0— 41,0 78,5— 80,5 52,0— 54,0 1 1* 4.0— 6,0 5,5— 6,5 ii i i i i i i i i m i i । 4s-1 «"-1 i । । -- -
78. Свойства серебряных припоев (no CSN)
Марка Температура в °C V в Г/см* s X 0 в м ком/см
начала плавле- ния полного расплав- ления пайки
Ag 99,5 960 960 960—1000 10,5 1,0 0,146
Ag 66-Cu-Zn 750 770 770—820 9,8 1,798 0,558
Ag 60-Cu-Zn 710 760 760—800 9,62 —
Ag 50-Cu-Zn-Cd .... 600 680 690—740 9,51 1,137 0,879
Ag 45-Cu-Zn 670 745 750—800 9,21 0,854 1,172
Ag 30-Cu-Zn-Cd .... 650 810 810—850 8,92 1,11 0,901
Ag 28,5-Cu-Mn-Ni-Zn 700 750 780 8,92 —
Ag 25-Cu-Zn 720 875 880—920 8,7 1,132 0,883
Ag 15-Cu-Zn-P .... 770 800 800—850 8.81 —— —-
Ag 10-Cu-Zn 830 845 850—900 —
79. Серебряные припои, применяемые в США (по ASTM)
Содержание элементов * в % Температура с °C
Марка Ag Си Zn Cd NI Sn начала плавле- ния полного расплав- ления лайки
В Afi-1 44 — 46 14 — 16 14—18 23 — 25 — 605 620 620 — 760
В Ag-la 49 — 51 15—16 16—17 17— 19 —— 630 640 640
в Ag-2 34 — 36 25—27 19—33 17 — 19 — 605 704 704—845
в Ag-3 49— 51 14,5— 16,5 13.5 — 17,5 15 — 17 2,5 — 3,5 — 645 690 690—815
в Ag-4 39— 41 29—31 26—30 1,5— 3,5 -—— 670 780 780—900
в Ag-5 44 — 46 29 — 31 23—27 — — -—• 676 745 745—845
в Afi-6 49 — 51 33—35 14—18 — — 690 780 780—870
в Ag-7 55 — 57 21—23 15—19 — — 4,5— 5.5 620 649 649—760
в Ag-8 71 — 73 27—29 — — 780 780 780—900
в Ag-9 64 — 66 19—21 13—17 — — 695 715 715—845
в Ag-10 69 — 71 19—21 8—12 —— —'— — 720 755 755—870
в Ag-11 * c3 74 — 76 гмма t 21—23 фОЧИХ ; 2,5- 3.5 элементе >в 0,1" >%. 740 790 790—900
80. Характеристика серебряных припоев, применяемых в США
Марка Тех мол о г и чес кие свойства Цвет припоя Область примененыя
BAg-l. BAg*la Температура плавления низкая, узкий интервал кри сталл и з а ци и Бледно-желтый Для пайки обще- го назначения
В Afi-2 Большой интер- вал кристаллиза- ции, подвержен ликвации Желтый Там, где зазор не- возможно тщатель- но контролировать
В Ag-3 BAg-4 Растекаемост ь хуже, чем BAg-I и В Afi-2, большой интервал кристал- лизации, к ликва- ции не склонен, высокие антикор- розионные свойства Беловато- желтый Светло-желтый Для пайки твер- досплавного инст- румента и соедине- ний с большим за- зором
Продолжение табл. 80
Марка Тех нол оги чес кие свойства Цвет припоя Область применения
BAg-5, BAg-6 Растекаемость хорошая, ковкий, вязкий Белый Для пайки пище- вой посуды, эле к- трообо р удо на нн я
BAg-7 Температура плавления низкая, обладает незначи- тельной склонно- стью вызывать при пайке коррозион- ное растрескивание
BAg-8 Черные металлы смачивает плохо Для пайки ва- куумных изделий
BAg-9, BAg-10, BAg-11 Припои имеют разную температу- ру плавления с большим интерва- лом кристаллиза- ции Для пайки сере- бряных изделий, для ступенчатой пайки
81. Серебряные припои (no DIN)
Марка Содержание элементов в % (Zn — остальное) Темпера- j тура пай- ки в “С Паяемый металл
Ag Си Cd Другие металлы
L Ag 8 7—9 55 —— i— 860 Чугун, сталь,
медь и медные
сплавы
L Ag 12 11 — 13 52 — — 830 То же
L Ag 12 Cd 11 — 13 52 5—9 — 800 Медь и ее сплавы
L Ag 15 14—16 49 8—12 • u " 770 Чугун, сталь.
медь и се сплавы
L Ag 15 P 14 — 16 82 — P — oc- 710 Медь и ее спла-
тальное вы
L Ag 20 19—21 43 13—17 750 То же
L Ag 25 24—26 43 — — 780
L Ag 25 Cd 24—26 42 12—16 —- 730
L Ag 27 26—28 40 Мп до 10 840 »
L Ag 30 Cd 5 29—31 44 3—7 1 770
L Ag 30 Cd 12 29—31 36 10—14 700 >
L Ag 38 37—39 42 Sn до 4 800
L Ag 44 43—45 32 — * 730 »
L Ag 45 44—46 19 18—22 '•1 620 Медь и се спла-
вы, серебро, зо-
лото, платина
L Ag 49 48—50 13 rK-: Мп до 8 690 Хромистые стали
Ni » 5
L Ag 50 49—51 32 3—7 J > 700 Меди и ее сплавы
L Ag 50 Cd 49—51 22 18 650 Для серебра и
его сплавов
L Ag 60 59—61 28 — 710 То же
L Ag 60 Cd 59—61 25 3 Sn до 3 680 >
L Ag 67 66—68 26 - 730 >
L Ag 67 Cd 66—68 13 11 710
L Ag 75 74—76 25 —• * 770
L Ag 83 82—84 17 830 »
82. Прочность при растяжении
соединений из меди, паянных
серебряными припоями
Марка припоя Пайка внахлестку | Пай- ; ка встык
Прочность в кГ1мм* при температуре В °C
+20 +200 [ — 195 + 20
В Ag-I В Ag-6 В Ag-8 13,3 12.3 12,3 6.8 21,0 19.6 17,7 19,0 21,2 17,7
83. Серебряные припои с алюминием
Марка Содержание элементов R 0/ В /О Температура полного расплавле- ния в °C
Ag Al
Dynabraz- В 95.0 5.0 800
Dynabraz-А 87,5 12.5 727
Двойные серебряно-медные припои ПСр 72 и ПСр 50 обладают низ-
ким удельным электросопротивлением и поэтому особенно пригодны
для пайки токопроводящих соединений, от которых требуется высокая
электропроводность. Для этих же целей рекомендуют припои с высоким
содержанием серебра ПСр 70 и ПСр 71. Для пайки капиллярных швов
хорошо применять припои, обладающие высокой жидкотекучестью,
например, эвтектический припой ПСр 72 или кристаллизующиеся в уз-
ком интервале температур припои ПСр 50 КД и ПСр 40. Для пайки
изделий, не допускающих перегрева, следует рекомендовать наиболее
легкоплавкие припои, например, ПСр 40, ПСр 62, ПСр 45 и т. п. В ма-
шиностроительной промышленности наиболее широко применяют более
дешевые припои с содержанием 10—45% Ag. Эти припои обеспечивают
достаточно высокое качество паяных соединений.
В США для пайки титана и его сплавов применяют двойные сплавы
серебра с алюминием (табл. 83).
Золотые припои
Чистое золото, его сплавы с серебром (рис. 37) и с медью (рис. 38)
используют в качестве припоев в ювелирном и зубопротезном деле.
Атомн % Аа
в производстве электронных трубок и вакуумной аппаратуры, при
пайке изделий из молибдена и соединений графита с металлом. Медно-
зол отые припои (табл. 84) отличаются высокой коррозионной стой-
костью. Из-за отсутствия летучих компонентов этими припоями паяют
Аи вес % Си Си
Рис. 38. Диаграмма состояния системы зото-
то—медь
детали, работающие в высоком вакууме. Для снижения температуры
плавления и придания определенных технологических и других свойств
в медно-золотые припои добавляют серебро, цинк, кадмий (габл. 85—89).
84. Л1едно-золотые припои
Марка Содержав не элементов в % Температура в °C
Аи Си начала плавле- ния полного расплав- ления пайки
В Си Аи-1 В Си Аи-2 Аи 30 37,5 80 100 70 62,5 20 980 950 890 1010 990 890 1010—1100 990—1090 890—1010
85. Золотые припои с серебром
Содержание элементов в % Температура в *С
Аи Ag Си начала плавления полного расплавле- ния
75 7.5 17.5 880 895
58,5 20 21,5 827 845
41,7 2.8 55,5 —>1* 963
33,3 40 26.7 780 780
88. Золотые припои
с серебром и кадмием
86. Золотые припои с цинком
Содержание элементов в % Темпера- тура в °C
Ли Ag Си Zn начала плавле- ния полного расплав- ления
75 9 6 10 730 783
58,5 11,9 25,7 4 816 854
10,3 24,2 7 804 836
58.5 2ь,7 11,8 4 786 818
58,5 24.2 10,8 7 765 808
33,7 35,0 21,7 ю. 725 759
33,7 30 16,7 20 695 704
87. Золотые припои
с цинком и кадмием
Содержание элементов и % Темпера- тура в °C
Аи Си Cd Zn начала плавле- ния полного расплав- лен ня
75 15 8,2 1,8 793 822
58,5 29,5 9.8 2,2 748 793
Содержание элементов в % Темпера-
тура в °C
Аи Ag Си Cd начала плавле- ния полного расплав- лен ня
75 12 8 5 826 887
75 9 6 10 776 843
75 10 5 10 900
58,5 10,3 24,2 7 792 831
58,5 8,8 22,7 10 751 780
58,5 24,2 10,3 7 789 822
58,5 22,7 8,8 10 752 813
58,5 25 12,5 4 788 840
58,5 23,5 12,0 6 771 829
33,3 30,0 16.7 20 635 709
33,7 35,0 21.7 10 710 741
89. Золотые припои с серебром, цинком и кадмием
Содержание элементов в % Температура в °C
Аи Ag Си Cd Zu начала плавле- ния полного расплав- ления
75 2,8 11.2 9 2 738 760
75 2,8 1 1,2 2 9 747 788
75 7,5 7,5 7 3 800
58,5 4,9 25,6 9.0 2.0 738 760
58,5 4,9 25,6 2,0 9,0 790 837
58,5 8,0 22,0 9,4 2,1 744 776
Сплав золота с 18% Ni (рис. 39) получил широкое распространение
в ракетостроении при изготовлении жаростойких деталей с высокими
физическими и механическими и жаропрочными свойствами. Для пайки
сотовых конструкций, работающих при температуре до 600—700° С,
разработан серебряный припой с температурой плавления 975—1000° С
и содержащий 6% Сг и 22% Ni. Изделия, покрытые тонкой пленкой
золота, паяют золотым припоем, в состав которого входит 18% Zn,
1% NL 3% Si и 32% Sb. Этот припой отличается тем, что он не рас-
творяет основной металл (что очень важно при пайке тонких пленок)*
- имеет низкую температуру пайки (590° С) и сохраняет высокую проч-
ность и стойкость при нагреве.
Рис. 39. Диаграмма состояния системы золото—никель
Сплавы золота с индием (рис. 40) благодаря хорошей смачивающей
способности используют для соединения стекла со стеклом или метал-
лом. В качестве припоя для декоративной пайки может быть исполь-
90. Составы и область применения
некоторых золотых припоев
Область
применения
Рис. 40. Диаграмма состояния
системы золото—индий
Состав припоя
82% Au-H8% Ni
77,5% Ан+22.5% In
46% Au+3% Si +
+ 1% Ni+17,5% Zn4-
+32.5 % Sb
72% Au+6% Cf +
+ 22% Ni
Для пайки сото-
вых панелей в атмо-
сфере водорода
Для пайки стекла
со стеклом и стекла
с металлом
Для пайки изде-
лий, покрытых тон-
кой пленкой золота
Для пай кн тон-
ки х изделий из не-
ржавеющей стали,
работающих при
температуре 650° С
зован сплав золота с 5% In и 20% Ag. Этот сплав известен под назва-
нием «Зеленое золото». Составы и области применения некоторых золо-
тых припоев с никелем, сурьмой и индием приведены в табл. 90.
Платиновые припои
Хорошая смачивающая способность, высокие температура плавле-
ния и сопротивляемость окислению позволяют применять платину и ее
сплавы с драгоценными металлами в качестве высокотемпературных
припоев для изготовления изделий, работающих при высоких тем-
пературах.
Платина и ее сплавы с золотом и серебром (рис. 41, 42 и табл. 91)
применяют при пайке молибдена и для соединения труднопаяемых
изделий, например, торриевовольфрамовой проволоки с молибденом
в производстве электронных трубок. Применение платины для пайки
ограничивается ее высокой стоимостью.
91. Платиновые припои
Марка Содержание элементов в % Температура в °C
Pt Ан Ag начала плавле- ния полного расплав- ления
Pt 100 * 1773 1773
Pt-Ag 70 «ж 30 1185 1560
Pt-Au 30 70 — 1200 1440
ПРИПОИ НА ОСНОВЕ ЛЕГКИХ МЕТАЛЛОВ
Алюминиевые припои
Для пайки изделий из алюминия и его сплавов наиболее падежными
с точки зрения механической прочности являются припои на алюминие-
вой основе с кремнием, медью, оловом и другими металлами.
В качестве припоев применяют сплавы, содержащие 4—13% Si.
Наиболее часто применяют припои эвтектического состава, содержа-
щие около 12% Si, плавящиеся при температуре 577° С. Для даль-
нейшего снижения температуры в алюминиево-кремниевые припои вво-
дят медь. Тройные алюминиево-кремниево-медистые припои эвтекти-
ческого состава широко применяют в отечественной и зарубежной про-
мышленности. Для улучшения технологических и прочностных свойств
алюминиевых припоев в них дополнительно вводят цинк и марганец.
Составы алюминиевых припоев, применяемых в промышленности, при-
ведены в табл. 92—95.
92. Алюминиевые припои
Марка Содержание элементов в % Температура ПОЛНОГО расплавле* ния в. °C
А! Си Si Cd Zn Дру- гие ме- таллы
95 5 . 630
II 590А 89 10 1 •— — — 590
88 — 12 — -* —- —— 585
86 4 10 — —в 610
П 575А 80 |Д Мп 20 575
П 550А 65,5 27 6 550
34А 66 28 6 •— -— 525
ПА-124 63 10 7 15 550
В-62 51 20 4 Sn 5 —— 500
93. Алюминиевые припои, применяемые в Чехословакии (по CSN)
Содержание элементов в % (А1 — остальное) Примеси, не более о»г- ОО Прочность пайки алюминия ОО
zVfVi/JX tl °D
к/кк-кэ е 0 0,47 0, 044
<и ш ю О С?
р vdz Wэ/vV-H я % 0,35 0,37
Qvde-sjiDX а э CQOJ СЧ СЧ О О
с »» «?* о 1 CQ О KW3tfj e A 2,67 2,65
Температура в eC пайки ОО *« О CD 1 1 1Л о сч о О О
полного расплав- ления 625 600
сл »D О—• 1 1 'Ф —1
начала плавле- ния in ID
Марка Al-Si 5 AI-Si 12 Марка Al-Si 5 Al-Si 12
Стандарт СЧ О со со счсч тг 'М' C4OJ rj< -v Стандарт 42 4232 42 4230
94. Алюминиевые припои, применяемые в США (по ASTM) Температура в °C пайки о to о о • Tf Tf UDCDtC'O Mil lO О C O' ОЮГ-Q to to me >
полного расплав- ления ш о о о счо coo о о id о
начала плавле- ния Ь C t4- t- С-, m с Vj in
Содержание элементов в % (Л! — остальное) Сг SI'O - -
Мп 0,05 0,15 0,15
Mg Ю too °. 1 o- о oo
Zn О О ОО — СЧ СЧСЧ ОО ОО
Fe СО ОО СП X ОО с о
Си ою ^о со oq | со ООсО о со
C-rW СО 4,0-6,0 6,8 —8,2 9,3—10,7 11-13
Марка В A1SI-1 BAlSi-2 В Al Si-3 BAISi-4 1
95. Прочность соединений, паяемых алюминиевыми припоями
с применением флюса 34 А
Паяемый материал Припой Рабочая темпера- тура в °C Способ нагрева Термическая обработка после пайки Средняя проч- ность паяемого соединения в к Г/мм*
АМц А1+ 12%Si 590—610 В печи — 9,3
Паяльная лампа 9.2
Д16Т 34А 535—550 Естественное старение (5 суток) 20
В-62 500—510 25,1
Электропечь 27
Д20 34 А 535—510 Паяльная лампа Искусственное старение (8—10 ч при 160—170° С) 20,4
В-62 500—510 23,8
Электропечь 28,8
АМг-бТ В-63 490—510 Паяльная лампа 17,1
Магниевые припои
Для пайки магния и его сплавов применяют припои на основе
магния с добавками алюминия, меди, магния и цинка (рис. 43). При
пайке в печах в целях предотвращения воспламенения припоя в его
состав вводят небольшое количество бериллия.
Составы и свойства наиболее известных отечественных припоев на
магниевой основе приведены в табл. 96 и 97. Некоторые магниевые при-
90. Магниевые припои, применяемые в отечественной
промы тленности
Марка Содержание элементов в % Темпе- ратура пайки в °C
Mg Ai Zn Мп
М1А 99 - — 1 650
П430МГ 86,25—84,0 0,75—1,0 13—15 — 600
П380Мг 75,0—72,0 2,0—2.5 23—25 610
пои, применяемые за рубежом, и припои с пониженной температурой
плавления приведены в табл. 98 и 99.
Bec.%Zn
Рис. 43. Поверхность ликвидуса системы алюминий—магний—цинк
97. Прочность соединений, выполненных магниевыми припоями
с флюсом Ф380Мг (пайка встык)
Паяемый металл Марка припоя Прочность паяемого шва в кПмм2
МА1 П430Мг 10.8
МА1 П380Мг 8,5
МА2 П380Мг 8,0
МАЕ П380Мг 9,5
98. Магниевые припои, применяемые в зарубежной промышленности
Марка Содержание элементов в % Ф о ж *€-=«• Ф го ге Ь* О.Е 0
Mg Al Zn Мп Be
AZ 92 AZ 125 90—88 83 8,3—9,7 12 1.7 —2,3 5 0,1 0,002 600
99. Магниевые припои с пониженной температурой плавления
Содержание элементов в % Температура полного расплавле- ния в °C
Mg Al Zn Cd Мп
72,5 52.5 26,0 21.5 1,25 0,30 25.50 0.25 0,20 435 415
ЖАРОСТОЙКИЕ И ЖАРОПРОЧНЫЕ ПРИПОИ
Для лайки изделий, работающих при температурах выше 500° С<
применяют припои на основе железа, марганца, никеля, кобальта,
титана, циркония и припои с палладием. Припои этой группы обладают
следующими свойствами:
хорошо смачивают большинство металлов и сплавов;
не сильно растворяют основной металл;
хорошо заполняют зазоры;
имеют высокие механические свойства при низкой и повышенной
температурах;
хорошо сопротивляются окислению при высокой температуре;
имеют достаточную пластичность, что позволяет применять их
в виде прутка, проволоки и полос.
Большинство жаростойких и жаропрочных припоев применимы для
пайки в атмосфере водорода или в вакууме.
Припои на основе железа
Для пайки изделий, от которых требуется высокая стойкость при
высоких температурах, применяют припои на основе железа с хромом,
вольфрамом, никелем и другими металлами (табл. 100). Добавка бора
увеличивает устойчивость припоя против окисления при высоких тем-
пературах и делает его самофлюсующим (табл. 101).
100. Припои на основе железа 101. Припои на основе железа с бором
Содержание элементов в % Температура полного рас- i плавления в *С Содержание элементов в % Температура начала рас- плавления в °C
Fe Сг Ni Ai Та Fe Сг W S в
74 18 8 ___ — 1425
70 25 *i « 5 1480 90—83 7—11 — % 1—2 1315
60 60 — 40 1400 67—55 13—19 17—22 3—4 1260
55 25 20 — 1455
Припои на основе марганца
Высокое сопротивление окислению, удовлетворительная пластич-
ность и хорошее смачивание паяемого металла сплавами марганца
с никелем (рис. 44) привело к созданию высокотемпературных припоев
на основе марганца (табл. 102). Припои на основе марганца применяют
для пайки изделий из нержавеющей стали, инконеля и других жаро-
прочных сплавов. Паяные швы, полученные при пайке этими при-
поями, имеют удовлетворительную прочность, которая составляет
60—80% от прочности основного металла, но отличаются пониженным
сопротивлением ударным нагрузкам из-за образования хрупкого соеди-
нения на границе раздела основного металла с припоем. Пайка при-
поями на основе марганца осуществляется обычно в среде сухого водо-
рода или в вакууме.
102. Припои на основе марганца
Содержание элементов в ®/ в /0 Температура полного расплавле- ния в ®С Содержание элементов в /и Температура полного р ас п.ч явле- ния в сС
Мп ni Си Сг р Мп Ni Си Сг р
70 30 — 1135 55 36 — 9 — 1120
68 32 — — 1010 54 36 — — 10 1170
60 40 - — 1005 54 36 .. 10 — —
60 30 10 — — 50 40 10 — —
Припои на основе никеля
Высокая прочность и хорошая коррозионная стойкость обеспечили
многим никелевым сплавам широкое применение в качестве жаростой-
ких и жаропрочных припоев для пайки изделий, работающих при вы-
соких температурах. Основным компонентом, входящим в состав при-
поев на никелевой основе, является хром. Добавка хрома (рис. 45)
увеличивает прочность и жаростойкость припоев. Однако двойные
сплавы никеля с хромом имеют высокую температуру плавления и
поэтому редко применяются для пайки. Для снижения температуры
плавления и повышения пластичности паяных соединений в нихромо-
вые припои вводят железо и кремний (табл. 103). Кремний, кроме того,
улучшает самофлюсующие свойства припоев.
Для дальнейшего снижения температуры пайки и улучшения тех-
нологических свойств никелевых припоев в состав их дополнительно
вводят марганец (табл. 104).
103. Никелевые припои
с кремнием и жетезом
Марка Содержание элемен- тов в % Ф Q. S f-^a Ф « «3 Н D.C <0
Ni Сг Fe Si
- 90 Ю 1400
N 20 86 — 2 12 1150
N 30 71 18 11 1150
С 81 70 20 10 1140
104. Никелевые припои,
содержащие марганец
Содержание элементов в % (Ni — остальное)
Сг Si Fe с Мп
20 10 ИМ— 10
16 1 1 0,10 24
15 4 8 «ь.— 21
19 10 — 0,06 10
Измельчение зерна, повышение прочности и коррозионной стой-
кости при высоких температурах достигаются введением в состав при-
поев молибдена (табл. 105).
103. Никелевые припои, содержащие молибден
Содержание элементов в % (Ni — остальное) Температура в °C
Мо Si Мп Fe Сг начала плавле- ния полного расплав- ления
24 14 0.2 2 1115 1160
17 10 0.07 0.6 * 1115 И60
17 8 4 —— 1090 1150
16 10 — 5 1140 1190
15 7 8 —- Ч 1 1020 1105
15 8 мм 13 1040 1190
15 5 17 — 980 1010
15 5 22 -—- 965 1000
9 3 20 — — 1040 1090
9 5 13 — 10 1150 1190
8 4 18 W 6 1090 1135
Для придания нихромовым припоям самофлюсующих свойств в со.
став их вводят бор (габл. 106). Присутствие бора увеличивает склон-
ность припоя к растворению паяемого металла и диффузии по границам
зерен, поэтому припои с бором для пайки тонкостенных изделий не
пригодны. Пайку припоями, содержащими бор, для уменьшения диф-
фузии следует вести с минимальным перегревом выше точки плавления.
106. Жаростойкие припои с бором
Марка Содер жа ние ->л ементо в (Ni — остальное) в % Темпе- ратура пайки в °C
Сг Si С Fe В
№ 150 15 .. _ 3,5 1150
М 140 — 1 4 16 1040
№ 130 17 4,5 -_ 3,5 1020
С52 — 4.5 ' " 3 1000
С50 —— 3,5 -1-чв —— 2 1040
J-8104 11,5 7 — 0,3 .. " 1
J-8103 1 i,5 9 —- —чг 0,3
6 5 0,1 2,5 3 1180
18 — — 4 1065
— 4 - “ — 2,5 1150
- * U 4 1 4 4 1150
— * 4 0.5 2,5 1050
—— 7 4 0,5 3 3 1050
— 18 —- —• —- 11 1180
6 5 —— 2,5 3 1040
13,5 4,5 8 4,5 3,5 1150
' 14 4 — 1 ' 3 1050
— —— 0.5 3.5 0,5 2,2 1150
Для пайки тонкостенных изделий из высоколегированных нержа-
веющих сталей и хромоникелевых сплавов применяют припои, хорошо
смачивающие поверхность паяемых металлов, но не вызывающие
растворение их. В состав таких припоев обычно входят кобальт, титан
и алюминий (табл. 107). Широко известны никелевые припои, содер-
жащие фосфор (табл. 108). Эти припои имеют пониженную температуру
3 Справочник паялыцнка 1343
107. Никелевые припои, содержащие кобальт, титан и алюминий
Содержание элементов в % (Ni — остальное)
Сг Fe с Sn Мо Со TI А1
15 0.35 0,02 0,5 3,0
15 7,0 0,04 -— 2,5 0,6
20 0г6 0,10 — 4.15 13,7 2.95 2,87
15 1,0 0,10 WW—W 3,0 29,0 2,0 3,0
4 —— 29 —— 4 »" —
• I- — 30 — 6 — —
—we. 29 — 8 —
— — — 35 6 —-
108. Припои на основе никеля с фосфором
Марка Содержание элементов в % Темпе- ратура пайки в °C
Ni Si р Fe Сг Си
ПНФ 11 90 10 915
N 45 89,5 4,5 6 — 900
N 10 89 — 11 -— -—* 900
N 40 80 9 9 2 — »— 1150
N 50 77 — 10 — 13 — 900
N 45 76 4,5 6,5 3 » 1038
72 10 1 12 5 1090
62 20 1 -— 12 5 1090
ПЮЦ 33 Ф 11 56 —— 11 33 - .— 1030
плавления и хорошо смачивают поверхность паяемого металла. Высо-
кой прочностью и хорошим сопротивлением коррозии обладают при-
пои, содержащие бериллий (табл. 109 и 110).
109. Область применения никелевых припоев с бериллием
Марка Краткая характеристика н область применения
СМ-50 Вязок, рекомендуется для открытых соединений
СМ-52 Жидкотекучесть хорошая, рекомендуется для соеди- нений, требующих максимальном глубины проникно- вения припоя; удовлетворительно противостоит дей- ствию жидкого натрия и ртути
СМ-53 Хорошая сопротивляемость коррозии
СМ-56 Имеет наивысшее сопротивление коррозии из группы припоев СМ, но жидкотекучесть низкая
Эти припои применяют для пайки нержавеющих сталей и сплавов
на основе кобальта.
Хорошей коррозионной стойкостью и прочностью обладают припои
с индием (табл. 111). Однако индий интенсивно испаряется в вакууме,
поэтому пайка этими припоями возможна только в атмосфере сухого
водорода. Некоторые припои на никелевой основе, применяемые за
рубелюм, приведены в табл. 112—115.
110. Припои на основе никеля
с бериллием
111. Никелевые припои
с индием и германием
Марка Содержание элементов в % 1 Температура полного рас- плавления в °C
Ni Si Be Сг
СМ-50 93,25 3.5 2,25 1055
СМ-5 2 91,25 4,5 2.90 — 992
СМ-53 82 4,5 2,9 7,1 996
СМ-56 71 4,5 3.5 15 —
Содержание элемен- тов в % Температура начала плавления в °C
Ni Сг In Si
61 — 39 910
64,6 17 9,2 9,2 1030
33.3 33,3 16,7 16,7 —
112. Припои на основе никеля, применяемые в США
Марка Содержание элементов в % (Ni — остальное) Температура в аС
Сг Fe В С Si Прочие полного расплав- ления пайки
AMS-4775 (Stand Nicrobraz) 13,5 4.5 3,5 0,8 4,5 1038 1177
AMS-4776 (Nierobraz) 13,5 4,5 3,5 0,15 4,5 ““* 1077 1177
AMS-4 77 7 (Nierobraz- LM) 6,5 2,5 3,0 0,15 4,5 — 999 1038
AMS-4778 (Ednewrance-52) — — 3,0 0,15 4,5 1038 1038
Nierobraz- wG 11.5 3,5 3,0 0,15 3,5 — 1098 1149
A (Nierobraz-10) с—- —- 0,15 -— Р 11,0 877 982
В 19,0 —• — 0,15 10,0 — 1135 1190
C 13.0 — — 0,15 — Р 10,0 888 892
D -— — — 0.15 8,0 Мп 17,0 1032 1121
E 15,0 — 3,5 0,15 — 1054 1177
F 10,0 2,5 2,0 0,45 2,5 — 1160 1190
G 11,5 3,75 2,5 0,55 3.25 w 16,0 1104 1177
113. Свойства и рекомендации по применению стандартных
припоев на основе никеля (по Л MS)
Марка припоя
<ю
Наименование г-
V хь 'ф хг Е F G в D А С
</) со СО <Л
^4 АМ я < £ < WG
Свойства
Прочность соединения Диффузия в основной 1 1 1 2 3 1 3 1 I 3 4 2
металл . • 1 1 2 2 1 2 3 3 4 4 4 5
Стойкость против
окисления ...... 1 2 3 3 3 3 4 1 2 4 6 5
Жидкотекучесть - - . 3 4 2 2 5 2 4 4 2 1 ] 1
П ри членение
Высокотемператур- ные, высокопрочные ди- намические конструкции 1 1 2 2 3 1 3 1 1 3 3 3
Тяжелые динамичес- кие конструкции . . . 1 1 I 2 1 1 1 1 2 3 3 3
Элементы двигателей, работающие при высо- ких температурах . . . 1 1 2 2 3 1 3 1 1 3 3 3
Сотовые к другие тон- кие конструкции . . . 3 3 2 2 3 2 3 3 1 1 1 1
Условия работы в
жидких металлах . . . 1 J 1 1 2 1 1 1 1 2 3 1
IJлотн ые, гл убо кие со-
единения 3 3 2 2 3 2 3 3 2 1 1 1
Газовая пайка (под флюсом) ....... 1 1 1 1 1 1 1 1 2 2 2 2
Примечание. Цифрами оценивается соответствие требова-
ниям выбранного припоя: высшая оценка 1, низшая 6.
114. Припои на основе никеля для пайки в вакууме
Марка Содержание элементов в % (Ni — остальное) Ct 35 =P*o° <U co rt Hqc В
Cr Fe в Si Co 1 p
Endewrance-57 5 34 — — — 7 11 1150
Endewrance-56 16 4 3.5 4.5 — — 1150
Endewrance-50 — —- 1.9 3,5 — 1100
Endewrance-53 7,0 3,0 2,9 4,5 — 1050
Kanigen Plate — —— 10 980
116. Составы и область применения некоторых припоев на основе никечя
Состав припоя или марка Область применения
100 N1 Для пайки молибдена, вольфрама.
80% N1 + 14% Cr -I- 6% Fe 85,4% N1 4- 7,5% Со 4- 2,4% Сг 4- 4- 4,7% Si 55,2% Ni 4- 0,5% Fe 0,1% Мл 4* 4' 0,1% С 4- 0.1% Si 4- 44% Cr 71% Ni 4- 10% Si 4- 19% Cr хрома, керамики Для пайки молибдена Для пайки изделий из нержавею- щей стали малого сечения Для пайки электронных ламп Для пайки никеля с титаном и ал юмннием
65,5% Ni + 25% Mn 4- 8% Cr + 4- 0,5% Mo -b 1% Si Кислотостойкий припой, пригодный к длительной работе s агрессивной среде при темпера гуре 800—850° С
67% Ni 4- 25% Mn 4- 8% Cr Жаропрочный припой с повышенной пластичностью для изделий, работаю- щих в агрессивных средах при высо-
70% NI 4- 17% Cr 4- 4% В 4- + 4% Si 4- 4% Fe 4- 1% C AMS-4777. 4778, С и D ких температурах Для пайки тонкостенных изделий из сплавов типа инконель Для пайки изделий, от которых требуется высокая прочность при вы-
AMS- WG - соких температурах Для панки тонкостенных конструк- ций. Для пайки с большим зазором
Припои на основе титана
Титан, как было показано ранее, входит в состав многих высоко-
температурных припоев. Применяется он также в качестве основы
в припоях, используемых при пайке ниобия, титана и их сплавов
(табл. 116).
116. Титановые припои для пайки ниобия
Содержание элементов в %
Ti Ni Zr Си Be Fe V Другие металлы
72 28
72 — — — “ ' “ Со 28
68 — —— - 4 ——. 28 —
63 — —— -— 27 10 »
63 —4- —— -—. 27 Мо 10
60 28 • 12 —- —
60 М1»И» 40 —• .—- —- *
48 —-- 48 — 4 — —
45 —— 40 — — 15
Припои на основе циркония
Сплавы циркония с ванадием, железом, бериллием и ниобием могут
быть использованы для пайки ниобия и его сплавов. В табл. 117 при-
ведены химические составы сплавов, которые могут быть использованы
в качестве припоев. Для соединения циркония с тугоплавкими стек-
лами применяют его сплавы с вольфрамом и титаном.
117. Припои на основе циркония
Содержание элементов в % Температура пайки в еС
Zr V W Fe Be Ti Nb
92 7 — 1
80 — — 17 3 — 1050
75 — — 6 19 1050
67 29 — 4 —= 1300
60 25 —- “ 15 1300
Припои на основе кобальта
Для пайки изделий из жаропрочных сплавов и молибдена, работаю-
щих без значительных механических нагрузок, могут быть использо-
Рис. 46. Диаграмма состояния системы кобальт—хром
ваны припои на основе кобальта, состав которых приведен в табл. 118.
В качестве припоев применяют эвтектический сплав кобальта с хромом
(~42% Сг), плавящийся ври температуре ~1400°С (рис. 46), и эвтек-
118. Припои на основе кобальта
Содержание элементов в % Температура полного
Со Сг W N1 Si расплавле- ния в ®С
87 - 13 1205
60 30 5 5 1400
55 20 15 10 — 1425
58 42 - — — 1408
тический сплав кобальта с кремнием (12,5% Si) с температурой плав-
ления около 1200° С (рис. 47).
Рис. 47. Диаграмма состояния системы кобальт—кремний
Припои с германием
Нержавеющие стали иногда паяют сплавами германия с никелем
и хромом (табл. 119). Для улучшения технологических свойств припоев
в их состав вводят индий и литий.
119. Никелевые пряной с германием и литием
Содержание элементов в % Содержание элементов в %
Ni Сг In Ge LI Ni Сг In | Ge 1 Li
ЗВ. 1 35 33.3 30.8 28.6 24 г 33F о 30-8 26 16.6 23 28,6 15 16.6 [5.4 4,7 30 28.6 19,1 40 19,1 19,1 30 47,6 57.1 4,7 4,7
Припои с палладием
При изготовлении припоев для высокотемпературной пайки при-
меняют палладий. Припои, содержащие палладий, обладают хорошей
смачивающей способностью и высокой устойчивостью против коррозии.
Эти припои применяют для пайки никелевых сплавов, бериллия, зо-
лота, молибдена, циркония, вольфрама и жаропрочных сплавов, рабо-
тающих при особо высоких температурах. Палладиевые припои обла-
дают способностью снимать окисную пленку с поверхности, не разру-
шая самого паяемого металла, это дает возможность паять тонкие
изделия. Высокая температура пайки позволяет одновременно с пайкой
производить термообработку паяных изделий. В этом случае припой
выбирают в зависимости от требуемой температуры термообработки.
Палладиевые припои применяют при изготовлении судов, емкостей
высокого давления, паровых и газовых турбин, вакуумных и электрон-
Атомн.%Р(1
Вес. % Pd
Рис.
Рис. 60.
ладия на
Влияние содержания над-
краевой угол смачивания
ладия на краевой угол смачивания
припоя Pd—Ag по Inconel-750 при
температуре 1200° С в среде сухого
аргона
припоя Pd—Ag по lnconel-600 при
температуре 1200° С в среде водо-
рода:
1 — сухой водород; 2 — водород из
баллона
Вес % Pd
49. Влияние содержания пал-
Ных приборов. В качестве припоев применяют двойные сплавы палла-
дия с серебром, с которым он образует непрерывный ряд твердых рас-
творов (рис. 48). Добавка палладия к серебру резко улучшает смачи-
вающую способность припоя (рис. 49—50). В зависимости от состава
сплава температуру плавления серебро-палладиевых припоев можно
регулировать в пределах 1000—1500° С.
С медью палладий также образует непрерывный ряд твердых рас-
творов (рис. 51), плавящихся при температуре 1083—1554° С. Составы
120. Двойные пал-
ладиевые припои
с медью и серебром
Содержа- ние эле- ментов в % Г ! Температура , пайки в °C
Pd Си Ag
70 30 1310
65 35 — 1260
18 82 — 1100
5 95 1020
Рис. 51. Диаграмма состояния системы медь — палладий
двойных серебро-палладиевых и медпо-иалла диевых припоев приве-
дены в табл. 120. Для снижения температуры пайки применяют трой-
ные сплавы палладия с серебром и медью (рис. 52). Эти припои (табл. 121)
Pd
Си S0 80 70 60 50 40 30 т Ад
Вес. % Си
Рис. 52. Изотермы ликвидуса системы палладий—серебро—медь
121. Серебряные и медные припои с палладием (ФРГ)
Марка Содержание элементов в % Температура в °C
Ag Си Мп N1 Pd начала плавле- ния полного расплав- ления ЕС ж СВ к
SCP-1 SCP-2 SC Р-3 SCP-4 SCP-7 SPM-I SPM-2 NMP-1 CfIN-1 68,4 58.5 65 54 52 75 64 СЛ I 1 1 К5 ЬЭЬо&О to sill оо — е — os * W Сл<5> 5 3 31 48 15 5 10 15 25 20 20 33 21 35 807 824 850 901 879 1000 1180 1120 1163 810 852 900 950 898 1120 1200 1120 1171 815 860 905 955 905 1120 1220 1125 1175
обладают самофлюсующими свойствами, их используют для пайки без
флюса (например, в аргоне или вакууме) нержавеющих сталей, хромо-
никелевых сплавов титана, циркония, бериллия, молибдена и воль-
фрама. Незначительная добавка в эти припои лития (0,2—0,5%) допол-
нительно улучшает растекание припоя (табл. 122); припои с литием
применяют при пайке без флюса и защитной атмосферы.
122. Палладиевые припои с литием
Содержание элементов в %
Pd Ag Си Ni в In Li
77,5 —-г-' 20 1 1,5
66,5 - - 28,8 1,2 3.5
2,2 84,6 7,5 5,5 0,2
В производстве электронных трубок применяют палладиевые при-
пои с никелем (рис. 53). Никеле-палладиевые припои можно применять
А тонн, c/oPd
Рис. 53, Диаграмма состояния системы никель—палладий
Си SO 80 70 60 50 40 30 20 Ю NI
Вес °/оСи
Рис. 54. Изотермы ликвидуса системы палладий—никель—медь
при пайке в вакууме, но образование хрупких интерметаллических
соединений затрудняет их использование. Для пайки никеля и хромо-
никелевых сплавов рекомендуются тройные сплавы палладия с никелем
и серебром, с никелем и медью (рис.
54), с марганцем и никелем (рис. 55).
Эти припои предназначены для ра-
боты при высоких температурах.
Рис. 56. Изотермы ликвидуса си-
стемы палладий—серебро—марганец
Пайка углеродистой и нержавею-
щей сталей, сплавов на основе ни-
келя, молибдена и вольфрама может
быть осуществлена серебряно-мар-
ганцовистыми припоями с палла-
дием (рис. 56). Из-за высокой испа-
ряемости компонентов припоя во
время нагрева для пайки в вакууме
они не пригодны; этими припоями
паяют большинство металлов в атмо-
сфере водорода и диссоциированно-
го аммиака без применения флюса.
Припои этой системы очень жидко-
текучи, хорошо смачивают основной
металл и заполняют большие за-
зоры.
Высокой жаростойкостью и ус-
тойчивостью против окисления об-
ладают золотые припои с добавкой до 15% Pd (рис. 57). Для снижения
температуры плавления в эти припои добавляют другие компоненты
Рис. 67. Диаграмма состояния системы золото—палладий
(рис. 55 и 59). Золотые припои с палладием (табл, 123) применяют при
изготовлении изделий, работающих в вакууме.
Составы никелевых припоев с палладием, предназначенные для
панки высоколегированных, нержавеющих сталей и хромо-никелевых
сплавов, приведены в табл. 124. Приведенные припои не растворяют
основной металл, не образуют диффузионную зону, обеспечивают
стойкость паяных соединений против окисления при температурах
до 760° С. Эти припои могут быть использованы для пайки тонких
изделий в атмосфере водорода пли в вакууме.
980 вес°/0Аи
Рис. 59. Изотермы ликвидуса си-
стемы золото —медь —па лла ди и
Рис. 68. Изотермы ликвидуса системы
золото—никель—палладий
123. Золотые припои с палладием
Содержание элементов в % Температура в сС
Ли Ag Си Pd Cd In начала плавления полного расплавления
70 6 10 5 8 1 780 885
70 10 5 5 9 1 790 925
70 25 5 -— —— 940 967
65 2 13 5 14 1 720 795
55 12 15 8 10 795 875
55 12 15 10 6 2 825 910
55 11 15 10 8 1 830 900
55 10 12 8 14 1 750 835
5 1 —— 34 15 — 1000 1030
48 16 40 5 10 1 700 800
38 20 20 3 18 1 630 695
124. Никелевые припои с палладием и оловом
Содержание элементов в % Температура в °C
Ni Sn Si Pd начала плавления полного расплавления
58 27 5 10 1045 1082
51 24 5 20 1005 1025
49 24 7 20 1010 1032
45 20 5 30 1077 1182
45 30 7 20 1038 1088
40 —а. — 60 1237 1237
30 45 5 20 1000 1015
Для пайки никелевых суперсплавов, содержащих титан и алюминий,
предложены палладиевые припои с хромом, кремнием и германием,
состав которых приведен в табл. 125. Эти припои в сочетании с хорошей
растекаемостью исключают растворение основного металла. Введение
в основу припоев германия обеспечивает пластичность паяного шва
при комнатной температуре, улучшает смачивание металла в присут-
ствии окислов титана и алюминия. Пайка с припоями этой группы
может производиться в вакууме или в атмосфере водорода.
125. Палладиевые припои с хромом и германием
Содержание элементов н % (Ni — остальное)
Сг Ge Si Си Pd Прочие
34 — 36 2—4 5 — 10 Nb 6—10
2'2—28 —— 21—30 Ti 2—4
33—38 3—5 22—25 —
32 — 34 3,8—4,3 23—25 • 1
6 — 8 19—21 — 4—6 3—8
6—8 19 — 21 — 11-13 3-8
6 — 8 19 — 21 16—18 3—8
Некоторые палладиевые припои, содержащие алюминий, бор, кад-
мий и другие элементы, приведены в табл. 126.
126. Палладиевые припои, содержащие алюминий, бор и другие элементы
Содержание элементов в %
Pd В А1 N1 Be Si Си Мп Со
97 3 - — —
93 7 = — —
55 44,2 0,3 0,5 аы —
8 ^1" » 1 50 42
2 —— — — —- 84 10 4
ПОРОШКООБРАЗНЫЕ И ПАСТООБРАЗНЫЕ ПРИПОИ
При индукционной и печной пайке сложных изделий со швами на
вертикальных стенках применять обычный припой в виде прутков
или лент затруднительно. Кроме того, некоторые тугоплавкие припои
обладают повышенной хрупкостью и получить их в виде прутков и лент
невозможно. Чтобы преодолеть эти трудности, в практике часто ис-
пользуют порошкообразные припои. В состав порошкообразных при-
поев обычно вводят необходимые при пайке флюсы и, для облегчения
нанесения припоя, жидкость, которая переводит порошкообразный
припой в кашицеобразное состояние. Для предотвращения расслаива-
ния пасты и стекания ее с вертикальных стенок в состав их добавляют
различные загустители.
В качестве основы для пастообразных припоев может быть взято
большинство известных легкоплавких и тугоплавких припоев.
Легкоплавкие пастообразные припои
Основой для легкоплавких паяльных паст обычно служат смеси
порошков свинца и олова или переведенный в порошкообразное состоя-
ние готовый припой ПОС-ЗО или ПОС-40. Флюсом в пастообразном
припое служит насыщенный водный раствор хлористого цинка с добав-
кой хлористого аммония. Паяльные пасты с хлористым цинком имеют
кислотные свойства и при недостаточно тщательной промывке изделия
после пайки могут образовать коррозию паяльных швов.
В паяльные пасты, применяемые для пайки изделий, не допускаю-
щих коррозии, вместо хлористого ципка вводят канифоль и хлористый
аммоний. Нужную консистенцию такой пгете придают добавкой спирта
и глицерина. Составы некоторых пастообразных легкоплавких при-
поев приведены в табл. 127 и 128.
127. Легкоплавкие паяльные пасты с хлористым цинком
Компоненты
Припой ПОС-ЗО или ПОС-40
в порошке *...............
Хлористый цинк . .
Хлористый аммоний « « <
Смачивающая
(ОП-7) , . . «
добавка
Карбо ксил мстил цел л юл о з а
Ва га . . . ...........
Соляная кислота . . . .
Кедровое масло ....
Едкий натр ............
Вода...................
Содержание в Г
1 2 3 4
800 875 880 790
70 100 97 176
26 5 13 18
— 10 10
30 — • 4
74 -— —
— — 4
— — — о
-— — • I
-— — —• 1
— — 1
До требуемой консистенции
* Порошкообразный припой
может быть заменен соответствующей
смесью порошков свинца и олова.
128. Бескислотные паяльные пасты
Компоненты Содержанке н Г
1 2 3 4 5
Припой ПОС-ЗО или ПОС-40 в порошке 770 770 770 770 770
Мстил целлюлоза (2—3%-ный раствор) 185 185 185 160 183
Цинк хлористый 9 8 8 9 9
Метиламин солянокислый . . . 12 ж — 23 23
Аммоний хлористый 2 2 2 9
Этиленгликоль или глицерин . . 12 23 23 23 —
Эмульгатор Е-30 (10%-ный спир- товой раствор) или сульфа иол . . 12 10 10 9 9
Маннит — 2 — — 2
Пентаэритрит •— — 2 — 2
Пол на кр ил а мид (10 % -ный вод- ный раствор) — 4 —
Известны пасты, не вызывающие коррозии, флюсующий состав кото-
рых состоит из 30% спирта, 45% глицерина, 18% насыщенного вод-
ного раствора хлористого аммония, 5% солянокислого анилина и 2%
триэтаноламина. Такая паста готовится смешением флюсующего состава
с порошкообразным припоем в соотношении I : 6. Перед употребле-
нием пасту разбавляют водой до консистенции, удобной для нанесения
ее на место пайки.
Для пайки мелких деталей применяют так называемый «тиноль»,
например, следующего состава: 6% канифоли, 6% нашатыря, 3% дву-
хлористого олова, 20% хлористого цинка, 13% глицерина, 27% цинка
в порошке, 9% олова в порошке и 6% свинца в порошке.
Тугоплавкие пастообразные и порошкообразные припои
Припайку твердосплавных пластин в производстве режущего инстру-
мента часто производят с применением порошкообразных припоев,
состоящих из размолотых ферросплава, медной стружки (или порошка)
и флюсов (табл. 129)-
129. Состав порошкообразных припоев на основе ферросплавов
Состав порошков в % Температура плавления в °C
Ферро- марга- нец Ферро- силиций Сталь- ная сгружка Окись железа Чугун- ная стружка Медная стружка Толче- ное стекло । Бура Сода
© О “'•J ->1 О О ©СП 1 ! 1ggf8SI1 1 1 © о "JQO сл сл © о 1 I I I I 1 1ЛФЮСЧ OJV? 1 1 I 1 1 1 СО — СО«-« "О 10 60 10 72 И 1 И 1 1 1 И 1 1 20 5—10 15—20 5—10 10 10 о 16 17 10—15 30 15 КЗ К>Ю N3 СЛСЛМ©ОЬ5О©| | ] ЬО W М № СП СЗ pl 10 10 1 ' 1300 1200—1220 1190—1300 1290—1330 1250—1280 1300—1330 1250
Для пайки изделий из нержавеющих и жароупорных сталей, кера-
мики и графита применяют измельченные в порошок тугоплавкие
пр и пои, разведенные в масле или в других жидкостях (табл. 130)-
130. Порошкообразные припои из тугоплавких цветных металлов
Содержанке элементов в 0/ /о « «’З ф Е й н* 3^< о й> гз гз Н С2.С CQ
NI Сг SI Мо Fe Си р А1 Дру- гие ме- талл! (
70 20 10 к а — 1180
35 и 30 —— — — Au 35 1200
' - Ж . ч-яи — 100 — ' ' — 1150
—= 20 10 —— 63 — 2 5 —— 1200
— «II II * "I • — 93 7 - 750
—> МИМ —— 1ИИ 88 6 J Ag 6 750
— 20 10 — со — 5 5 1150
Порошкообразные припои# применяемые для пайки легких (алюми-
ния и магния) сплавов, приведены в табл. 131. В качестве флюсов при
пайке этими припоями применяют смеси хлористых и фтористых солей.
131. Порошкообразные припои на основе легких металлов
Содержание элементов в % Температура плавлении в °C
А1 Mg Si Zn
88 12 580
10 10 — 80 500
ПАЯЛЬНЫЕ ФЛЮСЫ
Механизм флюсования
Смачивание поверхности паяемых металлов припоем зависит от
соотношения величин поверхностных натяжений твердого металла
и расплава (рис. 60)
cose= ,
®жг
где СтЖг сжг — поверхностное натя-
жение на границе соответственно твердого
металла с газовой средой, твердого метал-
ла с расплавом и расплава с газовой сре-
дой. Величина поверхностного натяжения
как твердых, так и жидких металлов
сильно зависит от характера и свойств
6т/к
Рис. 60.
жидкой
Условия равновесия
капли на поверх но*
сти твердого тела
той среды, на границе с которой определяется поверхностное натяже-
ние, Поэтому смачивание каждой конкретной пары металлов можно
улучшить, взяв в качестве третьей среды, участвующей в процессе
смачивания, не обычную атмосферу, а, например, расплав солей.
В производственной практике хорошо известно, что без применения
расплава солей (флюсов) пайку осуществить трудно. В качестве флюсов
чаще всего берут смеси галогенных солей различных металлов.
Изучению механизма влияния флюса на процесс смачивания и под-
бору оптимального состава флюсов посвящено значительное количество
исследований, однако единой теории флюсования до сего времени еще
не разработано. Одни сводят роль флюсов к очистке поверхности твер-
дого металла от окнелов и загрязнений, другие считают, что флюс
прежде всего уменьшает поверхностное натяжение расплавленного
металла, третьи основную функцию флюса сводят к высаживанию на
поверхности стали тончайшего слоя металла, одноименного металлу
расплава. Сторонники последнего взгляда считают, что активность
флюса определяется концентрацией в нем металла, одноименного ме-
таллу припоя, поэтому для активизации действия флюсов они реко-
мендуют вводить в его состав хлористые соли металлов, входящих
в состав припоя. Однако это не подтверждается практикой.
Исследования показывают, что введение во флюс SnCl2 не вызывает
улучшения смачивания стали оловом. Если же к хлористому цинку
добавить небольшое количество СиО2> то растекание олова улучшается
в несколько раз. Таким образом, введение во флюс солей металла-рас-
плавз не только не улучшает смачивания, но в некоторых случаях
даже ухудшает его; следовательно, представление об активности флю-
са как о функции концентрации в нем солей металла покрытия не-
правильно.
Наиболее полно механизм воздействия флюсов на процесс смачи-
вания и растекания расплава по поверхности твердого металла может
быть объяснен с позиции влияния флюса на соотношение величин
поверхностных натяжений. Флюс может улучшить растекание жидкого
металла по поверхности твердого только в том случае, если он умень-
шает поверхностное натяжение расплава и увеличивает (или снижает
на меньшую величину) поверхностное натяжение твердого металла.
Это и следует прежде всего учитывать при подборе состава смеси солей
для флюса.
Поверхностное натяжение окислов на целый порядок ниже, чем
у металлов, поэтому поверхностное натяжение твердого металла, по-
крытого окисной пленкой, значительно ниже, чем у чистого металла.
Следовательно, удаление окисных пленок с поверхности твердого
металла будет улучшать растекание расплава по нему. Механическая
очистка металлической поверхности недостаточна для возникновения
смачивания, так как при этом одновременно с удалением имеющейся
на поверхности окисной пленки происходит образование ее вновь.
Кроме пленки окислов, на поверхности металлов неизбежно присут-
ствуют адсорбированные слои газовых молекул, следы жировых за-
грязнений и т. п., что также может снижать поверхностное натяжение
твердого металла. В связи с этим, если в состав флюса входят компо-
ненты, обладающие травящими или сильными восстанавливающими
свойствами, то такой флюс, очищая поверхность твердого металла от
окислов, повышает поверхностное натяжение и тем самым улучшает
смачивание его припоем.
Второе условие, необходимое для улучшения смачивания, — сни-
жение поверхностного натяжения припоя — достигается в результате
адсорбции на нем металлических ионов и целых молекул солей. Адсорб-
ция солевых молекул происходит на поверхностях расплава и твердого
металла, соприкасающихся с флюсом, поэтому такой вид адсорбции
влияет, прежде всего, па отг и о^. Адсорбция находящихся во флюсе
металлических ионов, естественно, имеет место по всей поверхности
капли расплава, включая часть ее, соприкасающуюся с твердым ме-
таллом. А если это так, то характер адсорбирующихся ионов вызовет
также изменение межфазного поверхностного натяжения на границе
раздела твердый металл — расплав
Следовательно, наиболее удовлетворительное объяснение всех про-
цессов, происходящих при флюсовании, дает теория, рассматривающая
процесс флюсования как способ воздействия на условия равновесия
путем изменения величин поверхностных натяжений от, ож и О/иж-
Смачивание следует рассматривать не как индивидуальное свойство
данного металла и даже не как коллективное свойство пары металлов,
а как обобщенное свойство каждой конкретной тройной системы твер-
дый металл—расплав—флюс. Такое понимание механизма смачивания
открывает широкую возможность разработки технологических процес-
132, Свойства соединений, применяемых для изготовления флюсов
иость в органических растворителях СО * <5 я «
к с « 1 | ) Е с с Iе3 ‘ с ч1с1 ио 1 1 ‘ с. о г: 1 - cj и. 1 © 1 [
(Л * Л = Е . tr . о о С « ~ о © С V К и
Раствори! в воде (в Г на 100 Г воды) о о О О 1 Й Q, ® © Й Й 2 °'00 —г' Й °’ . - ' • _ ОО Й 2 О. * О. 2 - R lO,_2 Г'-,Г) 05 ©^О<*)аф !? го ©.^см—ъ ‘со СО — О ЮОЮГО й л о “ ,о^ Ч4 —. — ©
20° С - л. С $L ’ c-сх о щ о о ° и Ю о 2 Ob' О <£> См — — Щ О О « X • - , О сС ,—. * _ со о —, * * г - «< О* Р« „«О ‘° _ О ’ Ч* ТГ’ОШЧ* 2 СО о V О СО С4 о С - Г'- со О СО ©3 . ® io го - о - rh °©Ф S °
Температура в °C кипения ГО г’ с2Г^С ОО О ,о _ ‘ L~ О NiGC го го гос SRI — | »ъ го го II е> ’—' с о I © О О ОО CM CMloIoO | 1 2* о о II г« © 1 и со т—см — — । * - й аз — — —
плавле- ния -00 - 1 . • Й 10 Й 0^0 ОСО — с UO Й — -£сМ СМ 4 , 4 ОО О со с о Го „ ГО о а 4 ОС Ю 4 О СО Го ( --. О 1 ©- о О *о о го i; го — q in ст.^щ — го — с© <о со г~ Г" со ю см о ftE'ft ‘^- — CL — С 04 ’Star'
□ап КЯНчь'Э'КХ 4 СМ Г"-. ГО СО ГО 4 СО ® 1 со ГО О | «о о со Ю СО Ч О С© СО со см 1 О О со | —1 0 4—’to — — СМ С© 4С©—— — — СМ— СМ СМ —СМ4 —го
эоа дон -dKiMnoiroiv о ч- ю t" ое-емч* ч* оо о со еч см о со© о© а СО о СО СО СО СМ ч- СО СО С СО со О» со ст> ю — е© со с СО СО со «О СО — оъ — См СО CD зо" О? О С> 4 со со г-Г с ю со со се г- оа со о © оь~счог> фг- — г-^юоог-с — —‘ СМ СО СМ — — — СМ — — см С 3 3 3 3 4 с ч 3 F
Формула ° ~ О X «X О О Ег о « «<?;= О IX „ « гаи -О ю 9ои^ О оЬ^- Я О X ajXu.6 ь-о с * Z Z < СР X, * о <и -©z di и. О i<
Название а £ £ 2. * 8 2 и а «’5 2 ° 2 ° £ *i! а ? ь&ё eg 2 S2* 3 -* S tr О. О ©L г, — -S гг 40.0. 5 о ГО о г; о л С- — О — — ©О К к f“t;x t; £ О о *7 f- Н Г- го v _ л. 5 J 5 г^ьхд 3= 35 - &« - И * <= И-e- гтн — — _ — ^Kt-vKOOOOS s и я е X 5 Е х= с: 3 го S' н m го го го и с: »х s <п ч 2 2 й к х <? ж д д' >»£ 2 2 2 л s з s к о £*22 O.Q.O.Q. о. 3 S го S го е;^гго.х *< 3< л< ей гоК f- Ь t-1 *- К £Х f- О © © CJ L- Pt ©
Продолжение табл. 132
Название Формула Молекуляр- ный вес Удельный вес Температура в °C растворимость
плавле- ния кипения в воде (в Г на 100 Г воды) в органических растворителях
20° С 100е с
Ксилол С«Н4 (СН»), 106.17 — — 25,175 144,41 Не растворимо
Литий фтористый Литий хлористый Магний хлористый Марганец хлор и- LiF L1C1 MgCh MnCla 25,94 42,40 95,24 125,85 2,30 2,07 2,33 2,98 842 606 718 650 1676 1382 1412 1190 78.5 54,5 74 тр. раст. 127,5 73 115 сп. мет, дц, э СП СП
стый Маннит Медь хлористая Медь хлорная Медь хлорная ги- драт Натрий углекислый Натрий фтористый Натрий хлористый Нафталин Олово двуххлори- СН,ОН(СНОН)4СН:ОН CuCl CuCl3 CuCl2'2H2O NajCOa NaF NaCl C10H8 SnCb 182,18 99,03 134,49 170,49 106,0 42,0 58,46 128,06 189,6! 3,5 3,1 2,4 2,53 2.79 2,16 1,15 3,39 166 422 500 (—2НгО) 5 СО 851 995 800 80 247 295 1366 разд. 500 раз л. разл. 1700 1440 218 652 15,6 (18е) тр. раст. 73 110,4 (0е) 21,5 4,2 36,0 0,003 84 (0е) тр. раст. НО 192,4 45,5 5,0 39,1 269 (15°) тр. раст., сп сп, мет СП гл э, бз, тол, хл. ок СП, э, ац и др.
стое Олово двуххлори- SnCl2-H2O 225,64 2,71 37 — 118 (0°) разл. сп, э, ац
стое гидрат Ортофосфорная ки- H3PO4 98,06 1,88 42,35 (_л/2НхО) 213 54 8 Хорошо раствс- СП
слота ри МО
Плавиковый шпат Плавиковая кис- CaFs HF 78,08 20,01 — 1403 —83 2500 19,5 0,0016 Хо| раств зошо юримо
лота Серебро хлористое Свинец хлористый Салициловая кис- AgC! PbCl, HOCJUCOsH 143.34 278.1 138,13 5.56 5,85 1,44 455 501 159 1550 950 возг. 1,5.10“4 0.99 0,18 0,0021 3.34 сп. э, ац, хл
лота Соляная кислота HCl 36.47 1,19 — 1 о, 3.3 м* ч во во СП
Продолжение табл. 132
Название Формула Молекуляр- ный вес Удельный вес Температура в еС Растворимость
плавле- ния кипения в воде (в Г на 100 Г воды) в органических растворителях
20° С 100° С
Солянокислый ани- лин C9H6NH2HC1 129,59 1,2 (4е) 198 24 5 18 раствор.
Солянокислый гид- разин n2h4 HCl 68,51 89 раствор. раствор.
Стеарин СП, (СН2)19.СО2Н 284,49 0,94 70 291 0,034 СП, хл, 9
£иликофторид ка- Л ИЯ KaSiFc 220.29 —• разл. (100 мм) 0.012 0.95
Стронций хлори- стый Триэтаноламин SrCl2 N (CH2CHSOH)5 158,54 149,20 1,12 868 (60 атм) 155 10 53 0,018 100.85 СП, бз сп, э и др.
Уксусная кислота (ледяная) СНзСООН 60,03 1,05 17 118,1 мм
Цинк хлористый ZnCI2 136,29 2,91 313 732 368 614 сп. э. ан
Цинк фтористый ZnF 103,38 4,84 872 1500 тр. раст. раствор.
Щавелевая кислота COOH — COOH' 90,04 189 150 возг. 9.5 СП. э
Этиленгликоль CHiOH-CH2OH 62,07 — 12,3 197.2 Хо| эошо сп, мет, ац,
растворимо укс, к.
Припои и флюсы I Паяльные флюсы
Обозначения: разл. — разлагается; возг. — возгонялся; да вл. — плавится под давлением; » — сме-
шивается с растворителем в любых соотношениях, тр. раст. — трудно растворимо; раствор. — растворимо; сл. рас-
твор — слабо растворимо; ац — ацетон; бз — бензол; гл — глицерин; мет — метиловый спирт; еп — спирт этиловый;
тол — толуол; укс. к. — уксусная кислота; хл — хлороформ; э — этиловый эфир.
183. Температура плавления смеси двух солей
Состав в % Температура в °C Состав в % Температура в °C
Соль I Соль II Соль I - -- Соль II
71 ZnCL 29 NH4C1 180 27,5 KCl 72,5 Na2B4O- 660
12,3 NaCl 87.7 SnCL 183 52 KCl 48 BaCL 665
2,5 СоС1и 97,5 SnCk 240 35,8 LiFa 64,2 MgFz 669
1,2 FeCL 98,8 SnCL 240 36 NaF 6 4 A1F3 683
17,6 NaCl 82,4 CuCI 314 14 NaCl 86 Na2B4O7 708
15,2 NaCl 84.8 CuCI 325 35,4 LiF 64,6 A1FS 710
20 MnCl, 80 PbCL 408 63,7 LiF 36,3 AIF, 715
7 NaCl 93 PbCl2 411 75 NaCl 25 CaCL 740
61,4 KCl 38.6 MgCL 426 21 KF 79 BaFs 750
44 NaCl 56 MgCla 430 40 KCl 60 CaCL 754
47 BaCL 53 Cd Cl 2 450 20 NaCl 10 CaF3 790
4 LiF 96 LiBr 453 48 LIF 52 A1F3 790
12 LiF 88 LiCl 485 75 NaCl 25 CalL 800
43.8 KCl 56,2 MgCl2 490 52,8 NaF 47,2 CaFa 810
38,4 LiCl 61,6 CaCl2 496 53 NaCl 4 7 CaF2 810
32,8 NaCl 67,2 CaCL 500 61 NaF 39 MrF2 815
9,5 CaCL 90,5 CdCL 537 39 CaF2 61 AlFg 820
45,8 KF 54,2 A1F8 565 93,5 BaF2 6.5 NaF 825
51 KF 49 A1F3 570 37 Na2AlFe 63 BaF2 835
32 CaCL 68 MnCI2 590 90,4 KF 9,6 A1F2 835
60 KC1 40 CaCL 590 88 BaCL 12 BaF, 845
41,2 CaCl2 58,8 FeCL 592 87,8 BaF2 12,2 MgFz 890
49,8 CaCL 50.2 BaCL 600 35,2 NaF 64,8 FeF# 892
73,5 KC1 26,5 CaCL 600 17 MgFB 83 BaF2 912
63 KC1 37 KF 605 78,8 BaF2 21,2 MgF£ 930
19 KCl 81 CsCl 616 53,5 CaFs 46,5 MgFi 970
26 KCl 74 CaCL 640 21,5 NaF 78,5 MgF2 985
85 CaCL 15 CaF2 644 67.5 KF 32,5 A1F3 1030
85 CaCL 15 Cal' 655 31 CaFs 69 BaF* 1277
51 CaCL 49 BaCL 658
134. Температура плавления смесей трех солей
Coci ав в % Темпе- ратура плавле- ния смеси в °C
Соль 1 Соль II Соль 1П
25 NaCl 5 KCl 70 CaCL 495
20 NaCl 50 KCl 30 CaCL 530
16,4 NaCl 24,6 KCl 59,0 BciCL 540
/6,4 BaCl2 14,0 KCl 9,6 Na2CO3 540
20 BaCL 29 KCl 51 Na2CO8 560
24 NaCl 37 KCl 39 Na2COs 580
33 NaCl 33 CaCL 34 BaCL 585
5 NaCl 9 KCl 86 Na2B4O7 640
60.2 A1F„ 6,2 CaF2 33,6 NaF 575
62 A1F3 2,5 CaF2 33,5 NaF 680
53,3 AIF, 13,2 Cal-3 33,5 NaF 705
60 NaCl 30 CaF2 10 NaF 750
10,1 AIF, 34,4 CaF, 55,5 NaF 780
5,9 AIF, 39,1 CaF, 55 NaF 790
15,9 AIF, 26.7 CaFz 57,4 NaF 825
20,5 A1F3 51,7 CaF2 27,8 NaF 1095
сов соединения любых металлов, смачивание которых в обычных усло-
виях кажется невозможным.
Паяльные флюсы должны: улучшать условия смачивания поверх-
ности паяемого металла расплавленным припоем, предохранять поверх-
ность паяемого металла и расплавленного припоя от окисления при
нагреве в процессе пайки, растворять окисные пленки, имевшиеся па
поверхности паяемого металла и припоя. Технологичный и экономи-
чески целесообразный флюс должен: сохранять свойства и не менять
своего состава от нагрева при пайке, не вызывать сильной коррозии
паяного соединения, иметь температуру плавления обязательно ниже
температуры плавления припоя, не выделять при нагреве ядовитых
газов, иметь возможно низкую стоимость, химически не взаимодей-
ствовать с припоем и образовывать с ним два иесмешивающихся слоя.
Среди известных в настоящее время паяльных флюсов имеются твер-
дые, пастообразные, жидкие и газообразные. Свойства соединений,
применяемых для изготовления флюсов, приведены в табл. 132.
В табл. 133 и 134 можно подобрать флюсы для заданной температуры
пайки.
Основы классификации паяльных флюсов
По степени эффективности действия твердых остатков флюсы можно
разделить на три основные группы (рис. 61).
Рис. 61. Классификация паяльных флюсов
Некоррозионные флюсы оказывают только защитное действие.
Ввиду слабой активности они нс способны растворять окисную пленку
большинства металлов, их применяют обычно при пайке меди и ее
сплавов, а также стальных изделий, покрытых серебром, медью, оло-
вом или кадмием.
Типичным представителем таких флюсов является чистая канифоль
я ее растворы в спирте или в органических растворителях. Остатки
канифольных флюсов негигроскопичны, неэлектропроводные и не
вызывают коррозии. По этим причинам их широко применяют для
лайки телефонной, электрической и радиоэлектронной аппаратуры.
Для увеличения активности канифольных флюсов в них добавляют
сложные органические соединения, не изменяющие его коррозионного
воздействия. К группе иекоррозионных флюсов относятся также дре-
весные смолы, воск, стеарин, вазелин. Пайка с защитными флюсами
может производиться только легкоплавкими припоями.
Слабокоррозионные флюсы более активны, чем первая группа. Они
состоят из животных жиров, минеральных масел, органических кислот
(молочной, лимонной, олеиновой, стеариновой, бензойной, щавелевой
и др.), их растворов в воде или в спирте, или производных органиче-
ских кислот и оснований (гидрогалоиды, хлориды и фториды аминов).
Для ослабления коррозионного действия этой группы флюсов к ним
добавч51ют канифоль или другие компоненты, не вызывающие коррозии.
Слабокоррозионные флюсы легко испаряются, сгорают или разлагаются
при нагреве. Остатки неразложившегося флюса или его пары (в случае
пайки закрытых систем) могут вызвать коррозию паяного соединения#
поэтому после пайки необходимо удалять остатки флюса. Пайку с при-
менением промежуточных флюсов выполняют легкоплавкими при-
поями.
Коррозионные флюсы состоят из неорганических кислот, хлоридов
и фторидов металла. Они применяются в виде водных растворов в твер-
дом и пастообразном состоянии. Эти флюсы очень эффективны для
лайки большинства металлов любым известным способом пайки. Кор-
розионные флюсы способны разрушать стойкие окисные пленки чер-
ных и цветных металлов. Флюсы этой группы в зависимости от темпе-
ратуры пайки подразделяют на флюсы для пайки легкоплавкими при-
поями и для пайки тугоплавкими припоями.
Главной составляющей первой подгруппы коррозионных флюсов
является хлористый цинк. Для повышения его активности и снижения
температуры в него добавляют хлориды и фториды аммония, меди,
олова, натрия, калия, лития и неорганические кислоты. С флюсами на
основе хлористого цинка можно паять припоями с температурой плав- -
лепия до 450—500° С. Для пайки припоями с температурой плавления
выше 500° С применяют буру, борную кислоту, фториды, фторбораты
и их смеси.
Особую группу коррозионных флюсов представляют реактивные
флюсы, предназначенные для пайки алюминия и его сплавов. Эти
флюсы применяют без припоя, так как при разложении флюса во время
пайки на поверхности основного металла образуется тонкая металли-
ческая пленка, которая выполняет роль припоя.
Флюсы для пайки припоями на основе легкоплавких металлов
Простейшим флюсом при пайке легкоплавкими припоями медных
сплавов и черных металлов, покрытых оловом, кадмием и т. п., служит
канифоль. Канифоль имеет температуру плавления 70—100° С, хорошо
растворяется в спирте и во многих других органических раствори-
телях, не вызывает коррозии металлов и сплавов, в нормальных атмо-
сферных условиях стабильна и негигроскопична. Флюсовые свойства
канифоли изменяются в зависимости ог температуры: при нормальной
температуре она обладает защитными свойствами; в расплавленном
состоянии до температуры 200—300° С она растворяет тонкий слой
окиси меди» при температуре 310° С начинает обугливаться и затруд-
нять процесс пайки. Оставшийся после пайки слой канифоли предохра-
няет паяный шов от коррозии, при погружении в воду или в атмосфере
с повышенной влажностью канифоль превращается в белый порошок
с пониженными изол я ци иными свойствами. По этой причине паяные
соединения, предназначенные для эксплуатации в странах с повышен-
ной влажностью, необходимо очищать от остатков канифоли. Канифоль
в качестве флюса применяют в твердом состоянии или в виде раствора
в бензине, керосине или в спирте (табл. 135).
135. Флюсы для пайки электро- и радиотехнических приборок
Компоненты Состав в 0/ в /щ Компоненты Состав в ° /О
Канифоль 100 Канифоль Стеарин Спирт ЭТИЛОВЫЙ 24 1 75
Канифоль Полиамидная смола 50 50
Канифоль Бензин Керосин 40 50 10 Канифоль Скипидар Олеин Спирт этиловый 5 23 22 50
Канифоль Спирт этиловый 30 70
Для повышения активности канифольных флюсов в них добавляют
гидразин, анилин, триэтаноламин и другие компоненты (табл. 136).
136. Активированные флюсы, содержащие канифоль
Компоненты Состав В % Компоненты Состав в %
Канифоль Спирт этиловый Кислота уксусная 30 60 10 Канифоль Анилин солянокислый' Глицерин Спирт ЭТИЛОВЫЙ 55 2 2 41
Канифоль Спирт этиловый Анилин солянокислый 22 76 2
Канифоль Спирт этиловый Гидразин солянокислый 25 70 5
Канифоль Анилин СОЛЯНОКИСЛЫЙ Глицерин 97 2 1 Канифоль Спирт этиловый Молочная кислота 20 75 5
Продолжение табл. 136
Компоненты Состав в °/о Компоненты Состав В V.
Канифоль Спирт этиловый Анилин солянокислый Молочная кислота 44 11 9 36 Канифоль Спирт этиловый Глицерин Цинк хлористый 18 56 25 1
Канифоль Спирт этиловый Кислота ортофосфорная 38 50 12 Канифоль Спирт этиловый Кислота салициловая Т риэтаноламин 40 55 3 2
Канифоль Спирт этиловый Анилин солянокислый 20 79 1 Канифоль Цинк хлористый Аммоний хлористый Спирт этиловый COtOMin G4 <£>
Канифоль Муравьиная кислота Щавелевая кислота «50 40 10 Канифоль Спирт этиловый Ацетон Гидразин солянокислый Воск пчелиный Диб утилфтол ат Поливинилбутирол Ксилол Толуол 5 5 4 0.25 0,25 0.25 1,25 42 42
Канифоль Спирт этиловый Цинк хлористый 24 75 1
По своей активности эти флюсы близки к водным растворам хлори-
стого цинка, по по антикоррозионным свойствам они приближаются
к спиртовым канифольным флюсам; остатки флюса на паяном изделии
вызывают незначительную коррозию. Канифольными флюсами, содер-
жащими хлориды, можно паять при температурах 300—350° С.
Для пайки меди и ее сплавов, стальных и оцинкованных изделий
оловянно-свинцовыми припоями отечественная промышленность выпу-
скает паяльные канифольные лаки ЯТИ (табл. 137). Лак на место
пайки наносится тонким слоем кистью или деревянной лопаточкой-
Остатки флюса после пайки можно не удалять, ио если изделие пред-
назначено для анодирования или окраски, место пайки следует про-
мыть ацетоном или спиртом и протереть до полного удаления следов
лака. Пайку с помощью паяльных лаков следует производить при тем-
пературе не выше 300—350° С в хорошо вентилируемом помещении
или под тягой.
Высокими антикоррозионными свойствами обладают флюсы на основе
древесных смол (табл. 138). Эти флюсы применяют для пайки радио-
электронной аппаратуры, особенно когда требуются высокие изоля-
ционные свойства. Среди слабокоррозиопных флюсов хорошо известны
флюсы на основе глицерина с небольшими добавками хлористого цинка,
хлористого аммония, гидразина и т. п. (табл. 139).
Высокой активностью с сильными восстановительными свойствами
обладают флюсы, в состав которых входят водные или спиртовые рас-
137, Паяльные лаки
Марка Компоненты Состав в %
ЛТИ-1 Канифоль Спирт этиловый Анилин СОЛЯНО- КИСЛЫЙ Три эта коламин 22 70 6 2
ЛТИ-115 Канифоль Спирт этиловый Метафен и лд и амин Триэтаноламин 24 70 4 2
ЛТИ-120 Канифоль Спирт этиловый Диэтиламин со- лянокислый Триэтаноламин 24 70 4 2|
138. Антикоррозионные флюсы
на основе древесной смолы
Компоненты 0/ а /о а
Древесная смола 20
11олИВИНилбутирол 0,5
Трихлорэтилен 75
Бензол 4,4
Спиртовой раствор 0.1
двухлористого олова
Древесная смола 40
Четырех хлор истый 45
углерод
Поливинилбутирол 1
Бензол 14
Древесная смола 50
Т рихлорэтилен 20
Парафин 10
Глицерин 20
139. Флюсы без вамифоки на спирте и глицерине
Компоненты Состав в % Область применения
Глицерин Анилин солянокислый Спирт этиловый Бензол чистый Нафталин Кислота соляная Цинк хлористый 49 2 36,5 9 2,4 0.1 1 Для пайки медных спла- вов и оцинкованного же- леза
Глицерин Аммоний хлористый Натрий хлористый Цинк хлористый (раствор) 22 4 0,12 Остальное
Глицерин Аммоний хлористый (рас- твор) Цинк хлористый (раствор) 26 3 72 Для пайки меди и ее сплавов, стали и оцинко- ванного железа
Глицерин Аммоний хлористый Натрий хлористый Цинк хлористый (раствор) 22 4 0,12 Остальное Для пайки оцинкован- ного железа
Продолжение табл. 139
Компоненты Состав в ®/« Область применения
Глицерин Гидразин солянокислый Вода 35 5 60 ♦ Дл я пай ки меди и ее сплавов, никеля, серебра, железа, стали
Спирт этиловый Кислота ортофосфорная Вода 46 9 45
Спирт этиловый Бензин чистый Нафталин Цинк хлористый Глицерин Кислота соляная 73 18 4.8 2 2 0.2
Глицерин Диэтила мин солянокислый 95 5 Для пайки меди и ее сплавов, металлов, покры- тых никелем, цинком и се- ребром
творы хлористых или бромистых солей гидразина (табл. 140). Растворы
солей гидразина имеют кислую реакцию и хорошо очищают паяемую
поверхность. В процессе пайки при температуре 200—250° С эти соли
разлагаются с образованием хлоридов и бромидов аммония, что при-
водит к повышению активности флюса. Остатки солей на металле после
пайки отсутствуют, в связи с чем отпадает необходимость промывки
паяного соединения. Гидразин и его соли гигроскопичны и взрыво-
опасны. Флюсами с солями гидразина можно паять медь и ее сплавы»
стали, драгоценные металлы, никель, кадмий и свинец.
140. Флюсы с солянокислым гидразином
Компоненты Состав в % Компоненты Состав В %
Гидразин солянокислый Вода 5 95 Гидразин солянокислый Этиленгликоль Спирт этиловый 4 46 50
Дигидрохлорид гидра- зина Дигидробромид гидра- зина Нейлон Спирт этиловый 3 3 12 82
Гидразин солянокислый Глицерин Вода 5 35 60
В табл. 141 приведены составы некоррозионных флюсов, содержащих
триэтаноламин и фторбораты солей кадмия, цинка или аммония. Тем-
пература активного действия этих флюсов 150—320° С, при более
141. Флюсы с триэтаноламином для пайки алюминия и его сплавов
Компоненты Состав в % Компоненты J Состав о <•/
Т риэтаиоламин Кадмий борфтористый Цинк борфторнстый А ммон и й борфто р исты и (флюс Ф59А) «2,5 10 2,5 5 Триэтаноламин Цинк фтористый Аммоний борфторнстый 14 16 40
Триэтаноламин Анилин солянокислый Аммоний хлористый Спирт этиловый Глицерин 2 о 18 30 45
Триэтаноламин Цинк борфторнстый Аммоний борфтористый (флюс Ф61А) 82 10 8
Триэтаноламин Кадмий борфтористый Аммоний борфтористый (флюс Ф54А) 82 10 8
Триэтаноламин Салициловая кислота Спирт этиловый 1,5 4 94.5
Триэтанола мн и Аммоний хлористый Двухлористое олово 82 10 8
Триэтаноламин Бензойная кислота Эмульгатор ОН-7 Вода 1.5 4 1 93.5
Триэта нол а мн и Плавиковая кислота 60 40
высокой температуре происходит обугливание флюса и образование
пор в паяном шве. Флюсами с триэтаноламином можно паять оцинко-
ванное железо, алюминий, бериллиевую бронзу, медь и другие ме-
таллы. Флюсы могут применяться в жидком виде или в виде пасты
на вазелине или стеарине.
Основной составляющей наиболее широко применяемых активных
коррозионных флюсов является хлористый цинк (табл. 142 и 143).
Для снижения температуры плавления твердой составляющей и повы-
шения активности флюса в водный раствор хлористого цинка добав-
ляют хлористый аммоний и другие хлориды металлов (табл. 144).
142. Технические условия на технический хлористый цинк
(по ГОСТу 7345—55)
Показатели Твердый сплав хлори- стого цинка (марка А) Раствор хлористого цинка (марка Б)
1-й сорт 2-й сорт 3-й сорт
Внешний вид и цвет Твердый сплав серого цвета . Прозрачный, бес- цветный или свет- ло-желтый рас- твор Мутный раствор бурого цвета
Содержание хлористого цин- ка в %, не менее 96 48 42 40
Продолжение табл. 142
Показатели Т вердый сплав хлорис- того цинка (марка А) Раствор хлористого цинка (марка Б)
1-й сорт 2-й сорт 3-Й сорт
Содержание железа в %, не более 0,6 0,035 0,6 2,0
Содержание сульфатов в %, не более 0.35 Нет 0.45 Не опре- деляется
Содержание металлических окисей, осаждаемых содой (в %, не более) 5 0.5 2,8 То же
Содержание окислителей Не опре- деляется См. при- меча- ние 1 Не опре- дел яется То же
Концентрация водородных ионов (pH), не менее То же 3,7 То же То же
Содержание свободной кис- лоты См. при- меча- ние 2 Не опре- деляется См. примечание 2
Содержание нерастворимого осадка в %, не более 0.25 Нет Нет 1,0
Примечания: 1. 1—2 мл раствора дифениламина помещают
в пробирку и осторожно прибавляют по стенкам пробирки 2—3 мл
испытуемого раствора. Раствор считают выдержавшим испытание» если
на границе раздела жидкостей не получится синего окрашивания.
2. 1 мл раствора хлористого цинка или 0,7—0,8 Г твердого хло-
ристого цинка разбавляют дистиллированной водой до 10 мл и прибав-
ляют несколько капель индикатора метилового оранжевого. Продукт
считают соотнес с гвующим стандарту, если не появится розовое окра-
шивание раствора.
143. Технические условия на реактивный хлористый цинк
(но ГОСТу 4529—48)
Примеси Наибольшее количество допустимых примесей в %
Чистый для анализа Чистый
Нерастворимые вещества Сульфаты (SO<) Железо (Fe) Тяжелые металлы сероводородной группы Щелочные и щелочно-земельные металлы (в виде сульфатов) 0,005 0.01 0,001 0.001 0,05 0,01 0,03 0.002 0,002 0.2
Примечание. Содержание ZnCl£ не менее 98%.
144. Флюсы на основе хлористых солей
Марка Компоненты Со- став в % Область применения
—W Цинк хлористый Вода 40 60 Для пайки и лужения железа, чугуна, стали, ме- ди, латуни, бронзы, свин- ца, никеля, серебра
—— Цинк хлористый Аммоний хлористый Вода 10-50 5-10 85—40
Цинк хлористый Кислота соляная Вода СТ5 N3 Q1 СИ С> 1 1 1 •— W СП СП СП О
-—, Цинк хлористый Аммоний хлористый Кислота соляная Вода 10—50 5—10 5—30 80—10
— Цинк хлористый Натрий хлористый Аммоний хлористый 70 15 15
Кадмий хлористый Натрий хлористый Цинк хлористый Аммоний хлористый 15-50 10—25 20-65 2—10
зилч Цинк хлористый Олово дву хлористое Медь хлорная Кислота соляная Вода 40 5 0,5 3,5 51 Для пайки стали, же- леза, чугунов припоями с большим содержанием свинца. Применим для по- лучения высококачествен- ного покрытия без предва- рительного лужения сталь- ной поверхности чистым оловом
ЗИЛ-2 Цинк хлористый Олово двухлористое Калий хлористый Аммоний хлористый Кислота соляная Вода СП ** Л tO ЬО С Для пайки стали, чу- гуна, меди и ее сплавов мал ооловян ними припоя- ми, а также припоями на основе висмута, кадмия и цинка
зил-з Цинк хлористый Натрий хлористый Медь хлорная Калий хлористый Кислота соляная Вода 40 5 1 1 1 52 Для пайки стали, мед- ных сплавов, оцинкован- ного железа малооловянн- стыми и цинковыми при- поями
— Цинк хлористый Аммоний хлористый Плавиковая кислота Вода СП W № 01 О Для пайки чугунов
ЗИЛ-4 Цинк хлористый Натрий хлористый Калий хлористый Вода 40 5 1 54 Для пайки стали, оцин- кованного железа и мед- ных сплавов малооловяни- стыми припоями
Продолжение табл. 144
Марка Компоненты став в % Область применения
ЗИЛ-5 Цинк хлористый Натрий хлористый Медь хлоритя Кислота соляная Вода 40 20 2 1 37 Для пайки меди к ее сплавов цинковыми при- поями
ЗИЛ-6 Цинк хлористый Олово двухлористое Натрий хлористый Кислота соляная Вода 40 2.5 10 2 45,5 Для пайки стали висму- товыми припоями
ЗИЛ-7 Цинк хлористый Олово двухлористое Медь хлорная Натрий хлористый Кислота соляная Вода 40 4 0.5 10 2,5 43
ФК‘ЗО Натрий хлористый Кадмий хлористый Цинк хлористый Аммоний хлористый 50 30 15 5 Для пайки меди и ее сплавов припоями на ос- нове кадмия, имеющих тем- пературу плавления выше 400° С
— Цинк хлористый Аммоний хлористый Кислота соляная Спирт денатурат Кислота ортофосфорнэя Железо хлорное Вода 15 1.5 36 12,8 2,2 0,6 31.9 Для пайки углеродис1ых сталей
W Цинк хлористый Аммонии хлористый Олово двухлор истое Барий хлористый Медь хлорная 45 40 5 5 5 Для пайки чугуна, ста- ли, меди и ее сплавов
* Цинк хлористый Аммоний хлористый Глицерин Вода 25 25 25 25 Для пайки монели
В качестве растворителя иногда применяют пол иэти ленгли коль,
имеющий температуру кипения 260° С и растворяющий большинство
хлористых солей и канифоль. Для удобства пользования флюсы иногда
применяют в пастообразном состоянии (табл. 145).
145. Пастообразные флюсы
Компоненты Со- став в % Рекомендуе- мая область применения Компоненты Со- став в % Рекомендуе- мая область применения
Канифоль Стеарин Цинк хлори- С ( ый Анилин соля- нокислый Вазелин Вода 20 20 15 3 35 7 Для пайки меди ых сплавов к оцинко- ванного железа Спирт Глицерин тех- нический Аммоний хло- ристый (насы- щенный рас- твор) Анилин соля- нокислый Триэтанола- j мин 30 45 18 5 Для лужения и пайки; указанный состав сме- шивают с порошкооб- разным при- поем в соот- ношении 1 : 6 и разбавляют водой
Вазелин Цинк хлор и- 83 15 о
стый
Канифоль Касторовое । масло Стеарин Аммоний хло- ристый Цинк хлори- стый Вода 34 26 14 8 7 11
Вазелин Цинк хлори- стый Аммоний хло- ристый Вода 65 20 3,5 11.5 Для лужения ла гунн
Вазелин Канифоль Цинк хлори- стый 80 16 4
Для пайки меди, латуни и стали Канифоль Стеарин Цинк хлори- стый Алюминий хлористый Вазелин Вода 21 21 15 3 34 6 Для пайки меди, ла- туни, оцин- кованного и кадмиро- ваиного железа
Масло инду- стриальное Воск Канифоль Глицерин Цинк хлори- стый 48 12 15 15 10
Стеарин 100 Для пайки цинка, свинца, меди и ее сплавов
Вазелин Парафин Цинк хлори- стый Аммоний хло- 70 6.5 S3 0,5
ристый Воск 100 Для пайки
Цинк хлори- стый 20 Для пайки меди и ее меди и ее сплавов
Аммоний хло- ристый Вазелин Вода 5 74 I । сплавов Вазелин Сало 100 100 Для пайки стали, меди и ее сплавов
4 Справочник паяльщика 1МЗ
Введение в раствор хлористого цинка, хлористых солей, меди, олова,
калия, натрия и кадмия значительно улучшает смачивание твердых
металлов припоем. Для улучшения травящего действия флюса в'пего
добавляют различные кислоты (габл. 146).
146. Активные коррозионные флюсы для пайки
нержавеющей стали
Компоненты Состав в % Компоненты Состав в %
Хлористый цинк * 100 Фосфорная кислота Соляная кислота Цинк хлористый Ли гий хлористый Вода 50 10 9 1 30
Хлористый цинк * Соляная кислота 75 25
Хлористый цинк * Уксусная кислота 90 10 Хлористый цинк Аммоний хлористый Медь хлорная Соляная кислота 30 10 10 50
Хлористый цинк * Соляная кислота Плавиковая кислота 70 25 5 Хлористый цинк Аммоний хлористый Олово хлористое Соляная кислота Вода 36 3 3 I 57
Фосфорная кислота 100
Хлористый цинк Хлористый аммоний Соляная кислота Вода 1 50 5 1 44
Фосфорная кислота Сернокислая медь 99 1
* Насыщенный раствор.
В табл. 147 и 148 приведены смеси хлористых и фтористых солей,
которые в тонкоразмолотом виде применяют для пайки алюминия
и его сплавов легкоплавкими припоями с температурой плавления
250—400° С. При необходимости порошкообразные соли можно исполь-
зовать для приготовления паяльных паст, для чего сухие компоненты
147. Порошкообразные флюсы для пайки алюминия и его сплавов
легкоплавкими припоями
Компоненты Состав В % Компоненты Состав В %
Цинк хлористый 90
Аммоний хлористый 8 Цинк хлористый 83,5
Натрий фтористый 2 Литий хлористый 5,4
1 Медь хлористая 4,8
Калий хлористый 3.6
Цинк хлористый 85 Кадмий хлористый 1,45
Литий хлористый 5 Натрий хлористый 1.0
Натрий хлористый 5 Свинец хлористый 0,25
Калин хлористый 5
Продолжение табл. 147
Компоненты Состав В % Компоненты 1 Состав в Vo
Олово хлористое Аммоний хлористый Натрий фтористый 88 10 2 Цинк хлористый Аммоний хлористый 90 10
Цинк хлористый Аммоний хлористый Нагрий фтористый 88 10 2 Кадмий хлористый Калий хлористый Натрий хлористый Литий хлористый Литий фтористый Цинк фтористый 25 20 20 15 10 10
Калий хлористый Лигий хлористый Натрий фтористый Цинк хлористый Кадмий хлористый 4 7 38 <5 5
Цинк бромистый Л итн й фто р истый Калии хлористый Литий хлористый Натрий хлористый Свинец хлористый 40 5 24 15 15 1
Калий хлористый Литий хлористый Криолит 50 40 10
14В. Флюсы для пайки алюминия и его сплавов
Марка Компоненты Состав в % Температура плавления в °C Мар на • Компоненты 1 Состав в % ; Температура ; плавления в °C
Ф380А Калий хлористый Литий хлористый Нагрий фтористый Цинк хлористый 47 38 5 10 380 Ф220А Цинк хлористый Аммоний хлористый Калий фтористый Литий фтористый Натрий фтористый 90 8 1.2 0,6 0,2 220
ФА Калий хлористый Литий хлористый Натрий хлористый Цинк хлористый Литий хлористый 37 20 25 9 9 320
Ф17 Калий хлористый Ли1 ий хлористый Калий фтористый Алюминий фтористый 52 40 4 4 380
Ф370А Калий хлористый Литий хлористый Натрий фтористый Кадмий хлористый 47 38 5 10 370 в Ф320А Калий хлористый Литий хлористый Нагрий фтористый Цинк хлористый 28 42 6 24 320
замешивают на воде до кашицеобразного состояния. Пайку небольших
изделий с помощью порошкообразных припоев и паст производят обычно
нагревом газопламенными горелками или токами высокой частоты.
Для пайки меди и ее сплавов при температурах 350—450° С при-
меняют высокотемпературные флюсы, основными составляющими кото-
рых являются фторборат калия, фтористый калий, борный ангидрид
и бура (табл. 149). Для более низких температур пайки в качестве
Рис. 63. Изменение температуры плавления хлористого цинка
и зависимости от различных добавок
флюсов могут быть применены хлористый цинк с добавками до 10%
трибромадилина Br3CeH2NH.2, феноксидной уксусной кислоты
СвН5ОСН2СООН, пентахлорфенола С^СЮН, триметхламингидрохло-
рида C3H3NHC1, трибромфенола Вг2СбН2ОН, безводной бензойной кис-
лоты (СбНьС0)2О и дихлорбензойной кислоты С12СвН3СООН.
Диаграммы состояния солевых систем, входящих в состав легко-
плавких флюсов, показаны на рис. 62 и 63. В зависимости от состава
смеси можно подобрать флюс с требуемой температурой плавления.
Флюсы для пайки тугоплавкими припоями
При пайке медными, серебряными и жаростойкими припоями в ка-
честве флюсов обычно применяют прокаленную буру и ее смесь с бор-
ной кислотой. Для повышения активности флюса в эти смеси добавляют
фтористые и хлористые соли металлов (табл. 150). Для пайки при особо
150. Флюсы для пайки медью, медно-цинковыми
и модно-никелевыми припоями
Компоненты Со- став В % Область применения
Кислота борная В ура Кальций фтористый (флюс Ф200) 70 21 9 Для панки конструкционных, нержа- веющих и жаропрочных сталей латунью и жаропрочными припоями
Бура 100 Для пайки углеродистых сталей, чу- гуна, меди, твердых сплавов медно-цин- ковыми припоями
Бура Кислота борная 80 20 Для пайки малоуглеродистых сталей и медных сплавов
Бура Кисло!а борная 50 50 Флюс разводи гея на растворе хлори- стого цинка. Применяют для пайки не- ржавеющих сталей, твердых и жаро- упорных сплавов медмо-цн к новыми и меди о- н и коле вы м и припоями
Кислота борная Бура Кальций фтористый 78 12 10 Для пайки медными припоями нержа- веющих углеродистых сталей, жаростой- ких, твердых и медных сплавов
Бура Кислота борная Кальций фтористый 50 10 40 Для пайки твердых сплавов медью, медно-цинковымн и медно-никелевыми припоями
Бура Калий марганцово- кислый 95 5 Флюс разводят на концентрированном растворе хлористого цинка. Применяют при пайке чугуна медью и медно-цинко- выми припоями
Бура Кальций фтористый Натрий фтористый 75 10 15 Для пайки припоями на медной основе - ~ —— ш.-
Продолжение табл. 150
Компоненты Состав в 7о Область применения
Кислота борная Бура Кальций фтористый Лигатура 4 Mg — 48А1—48Cu (флюс Ф201) 80 14 5,5 0,5 Для пайки нержавеющих сталей и жа- ропрочных сплавов латунью и другими припоями с температурой плавления 850—1100°
Бура Кислота борная Кальций хлористый 58 40 2 Для пайки латуни и меди
высоких температурах и продолжительном нагреве к борной кислоте
добавляют порошки металлов магния, титана, алюминия, боросодер-
жащие и другие соли (табл. 151).
151. Флюсы для пайки при высоких температурах и длительном нагреве
Компоненты Состав В % Компоненты Состав в %
Калий фторборат Борная кислота Борат калия Магний (порошок) 40 20 39 1 Борная кислота Борат натрия Силикофторид калия Кислый фтористый калий Титан (порошок) 36 3 49 10 2
Карбонат калия Борная кислота Кислый фтористый ка- лий Борид кальция 17 32 48 3
Борная кислота Кал и й фто рис гый Алюминий (порошок) 59 40 1
Титан, тантал и цирконий можно паять, употребляя в качестве
флюса смеси хлористых и фтористых солей натрия, калия, лития и дру-
гих (табл. 152 и 153). Буру и борную кислоту при пайке этих металлов
152. Флюсы для пайки титана, тантала, циркония
Компоненты Состав в % Компоненты Состав и %
Натрий хлористый Магний хлористый 52 48 Серебро хлористое Калий хлористый Литий фтористый С фон Пий хлористый 10 36 9 45
Натрий хлористый Калий хлористый Серебро хлористое Литий фтористый 45 36 10 9
Калий фтористый Калий хлористый 45 55
Барий хлористый Стронций хлор ис гый 85 15
Натрий хлористый Магний хлористый Литий фтористый 48 30 22
Литий хлористый Калий фтористый Натрий фтористый Медь хлорная Стронций хлористый 50 46 2 1 1
Натрий хлористый Магний хлористый Литий хлористый 48 30 22
153. Флюсы длц пайки титана со сталью серебряными припоями
(температура плавления 705—*815° С)
Компоненты Состав в %
1 2 3
Фтористо кислый калий . . 50 35 35
Калий хлористый .... 45 50 50
Бирий хлористый .... 5 10 10
> фтористый .... — * 5 ——
Литий фтористый .... — 5
не применяют. В состав флюсов для пайки серебряными припоями»
наряду с хлористыми и фтористыми солями, дополнительно вводят
сложные соединения, например, кремнефгорид калия, метаборат на-
трия, фторборат калия и т. д. (табл. 154).
154. Флюсы для пайки серебряными припоями
Компоненты Соста в О В /у Компоненты Состав в %
Метаборат натрия Бура Кислота борная Кремнефторид калия 45 25 5 25 Ангидрид борный Калий фтористый обез. Фторборат калия (флюс Ф209) 35 42 23
Бура Кислота борная Кальций фтористый 50 35 15
Тетраборат калия Калий фтористый Кислота борная Бура Бор 25 6 10 58,5 0,5
Ангидрид бор н ый Калий фто р и ст ы й обез. Фторборат калия (флюс Ф284) 25 35 40
Фтороборат калия Фгоркегый калий Кислота борная (С w । (Л СП о 1 1 1 ул S3 СЛЮ СЛ
Тстрафторборат калия Бура 70 30
Кальций хлористый Натрий хлористый 72 28
Тстрафторборат калия Ангидрид борный Калий фтористый 23 35 42
Кал ьц и й хлор истый Барий хлористый Натрий хлористый 48 3! 21
Тетрафторборат калия А н г и др ид бор и ы й Калий фтористый 40 25 35
Калий хлористый Натрий хлористый Кальций хлористый 40 35 25
Тетрафторборат калия Кислота ортофосфориая Калий фтористый 34 33 33
Кальций хлористый Барий хлористый 50 50
Кислота борная Бура 20 80 Тетрафторборат калия 100
Продолжение табл. 154
Компоненты Состав В °/о Компоненты Состав в %
Бура 50
Ангидрид борный 35
К&ЛИЙ фтористый 15
Натрий хлористый 40—70
Калий хлористый 30—60
Кремний * 2—4
Натрий хлористый 25—30
Калий хлористый 25—30
Барий хлористый 40—50
Кремний • 2—3
* Порошок.
Калий борнофюристый 40
Калий фтористый 59
Бор * I
Бура 70—80
Калий хлористый 10—15
Натрий фтористый 5—8
Литий хлористый 3—5
Кремний * 3-6
Цирконий * 2—5
Для удобства выбора состава флюса с заданной температурой плав-
ления на рис. 64—70 показаны диаграммы состояния некоторых соле-
вых систем.
Рис. 64. Диаграмма состоя-
ния системы Na.B4O7— В2ОЛ
Мол % KF KF
Рис. 65. Диаграммы состояния солевых систем:
а — KBr — KF; б — LiF—KF; в — KF —NaF
KF МОЛ % NaF NaF
6)
KCl Мол % NaF NaF
NaCl Мол % NaF NaF
a) 6J
Рис. 66. Диаграммы состояния солевых систем:
а — KCl —NaF: б — NaCl —NaF
Рис. 67- Диаграммы состоя-
ния солевых систем:
a —NaCl — AgCl; б — KCl —
CuCI; в — KCl—AgCl; г —
KCl—NaCl
°C
900
800
700
ООО
500
О 20 90 60 80 100 0 20 90 60 80 100
Na Cl Non % Ba С1г ВаС1г KCl Мол.%ВаС1г Baty
a) 5)
Рис. 68. Диаграммы состояния соленых систем:
а — NaCl—ВаС1£; б — KCl — ВаС12
Рис. 69. Диаграммы состояния солевых систем:
a — L1C1 — KCl — NaCl; б — СаС12—KCl —LiCi; в — ВаС12—NaCl — КС1;
е — СаС12 —NaCl —КС1
Рис. 70. Диаграммы состояния
солевых систем:
а — Na о (BFJ2—Na2B4O?; б —
Na2(BF4)2 —К^В4О7;е - K2(BFJ2—
Na 2 <? —1\2BjOj — NajB^O?
Флюсы для пайки припоями на основе легких металлов
Флюсы, предназначенные для пайки алюминиевых и магниевых
сплавов, должны обладать повышенной активностью и хорошей спо-
собностью разрушать плотные и прочные окисные пленки. С этой целью
во флюсы, состоящие из смеси хлористых солей, добавляют фторисше
соли калия, натрия, лития, кадмия, алюминия и т. п. (табл. 155 и 156).
155. Флюсы для пайки алюминия и его сплавов силумином
Калий хлори- стый Натрий хлори- стый Литий хлори- стый Углекислый цинк Криолит Плавиковый шпат
4—9 0—10 15—50 0—20 20—50 10—20
4—9 2—10 20—50 30—50 10—20
4 4 40 — 36 16
4—9,5 —— 15—46 0—20 20—50 10—16
8 — 39 13 26 15
4—8 4—0 46 — 30 16
15b. Флюсы для пайки алюминия и его сплавов
тугоплавкими припоями
Компоненты Слетав в % Температура плавления в сС Компоненты Состав в % Температура плавления в вС
Калий хлористый Литий хлористый Серебро хлористое Натрий фтористый 56 36 од 7.9 500 Калий хлористый Нагрим хлористый * фтористый Литий хлористый 47 45 4 4 500
Натрий хлористый Калий хлористый Лигий хлористый КАДМИЙ фтористый Литий фтористый 5 48 37 3 7 500
Натрий хлористый Калий хлористый Барий хлористый Криолит Алюминий фтори- стый 18 22 45 10 5 580
Натрий хлористый Калий хлористый Цинк хлористый Литий фтористый 26 о4 12 8 550
Натрий хлористый Кальций хлористый Барий хлористый Калий фтористый Алюминий фтори- стый 19 43 28 5 5 435
Натрий хлористый Калий хлористый Барий хлористый Криолиг 17 27 48 8 570
Цинк хлористый Барий хлористый Криолит 36 56 8 4 70 Калий хлористый Литий хлористый Натрий фтористый Цинк хлористый (флюс 34 А) 50 32 10 8 420
Кал я й хлор истый Литий хлористый Криолит 60 32 8 500
Калий хлористый Натрий хлористый Барий хлористый • Калий фтористый Алюминий фтори- стый 37 34 20 4 5 550
Цинк хлористый Кадмий хлористый Литий хлористый Натрий фтористый » хлористый Калий хлористый 15 15 20 10 20 20 500
Калий хлористый Натрий хлористый Литий хлористый Калий фтористый Алюминий фтори- стый 30 33 26 5 6 520
Калий хлористый Натрий хлористый » фтористый 55 44 1 500
Флюсы* применяемые при пайке магния» представляют собой мно-
гокомпонентные смеси хлористых и фтористых солей, щелочных и ще-
лочноземельных металлов (табл. 157). Для предотвращения коррозии
магниевые сплавы после пайки промываю г в 0,5%-ном растворе дву-
хромовокислых солей калия или натрия.
157. Флюсы для пайки магниевых сплавов
Марка Компоненты Состав в % Температура плавления в °C Марка Компоненты Состав в % Температура плавления в °C
Калий хлористый Натрий хлористый Литий фтористый Литий хлористый Цинк хлористый Свинец хлористый 36 30 8 18 7,9 0,1 590 —™ Калий хлористый Барий хлористый Алюминий фтористый Натрий фтористый 43,5 50 3,5 3 500
— Натрий хлористый Кал и й хлор истый Литий хлористый Цинк хлористый Калий фтористый 16 32 32 12 8 590
ДЛУ-О Калий хлористый Натрий хлористый Литий хлористый Натрий фтористый 46 24 26 4 540
— Кадмий хлористый Натрий хлористый Калий хлористый Литий фтористый 12 26 54 8 590
§ Калий хлористый Натрий хлористый Литий хлористый Натрий фтористый Литий фтористый 42 21 23 4 10 540
— Калий хлористый Литий хлористый Натрий фтористый Сурьма хлористая 57,7 36 8 0,3 560
ДАУ-452 Калий хлористый Натрий хлористый Литий хлористый Натрий фтористый Криолит 42,5 10 37 10 0,5 400
— Карн алит плавленый Криолит Окись цинка 80 15 5 450
Газообразные флюсы
В случаях, когда применение обычных флюсов (порошкообразных,
жидких, пастообразных) затруднено из-за невозможности удаления их
остатков после пайки, применяют газообразные флюсы, являющиеся
продуктами распада фтористых или хлористых солей при нагреве.
Наиболее эффективными для этой цели являются фтористый аммоний
(NH4F), фторборат аммония (NH4BF4) и фторборат калия (KBF4).
При нагреве эти соли распадаются на азот, водород и фтористые соеди-
нения водорода, калия и бора по реакции;
2NH4F N, + Н, + 2HF (при 600—800°С);
2NHJBF -> N2+ ЗНоЧ- 2HF+ 2BF3 (при 850—950е С);
KBF4-> KF-F BF3 ' (при 800—900° С).
Продукты реакции разложения этих солей при нагреве используют
в качестве флюса при пайке нержавеющих сталей и жаропрочных
сплавов припоями, имеющих температуру плавления ниже 1200° С.
Флюсообразующие соли помещают вместе с деталями в контейнер для
пайки или подвергают нагреву (разложению) в специальной установке,
откуда продукты реакции вместе с инертным газом по газопроводу
направляют к паяемым деталям.
В случае получения газа в специальной установке при недостаточной
температуре нагрева может произойти неполный распад соли с образе-
ванием аммиака. В результате реакции аммиака с фтористым водородом
образуются продукты реакции, конденсирующиеся па трубопроводах
и засоряющие их. По этой причине образование аммиака допускать не
следует. Количество солей, необходимое для получения газового флюса,
подбирают обычно опытным путем.
При пайке нержавеющих сталей и жаропрочных сплавов в качестве
исходного материала для получения газового флюса применяют также
фтористый водород с аргоном или трехфтористый бор. Последний можно
применять при пайке сплавов, содержащих магний, хром, алюминий,
титан и кремний.
Для увеличения смачивания нержавеющей стали жаропрочными
припоями при пайке в вакууме используют атмосферу с небольшим
содержанием газообразного щелочного металла (лития, натрия, калия,
рубидия или цезия). Испарение этих металлов при нагреве в вакуум-
ной печи происходит при разряжении 0,2—0,8 мм рт. ст.
При пайке газопламенными горелками медно-цинковыми припоями
в качестве флюса используют пары борметилового или бор этилового
эфира, которые под действием высоких температур разлагаются с обра-
зованием борного ангидрида, выполняющего роль флюса. Пары флюса
подаются в пламя горелки из специальной установки. Для предупрежде-
ния засорения газовой линии и горелок продуктами конденсации в флю-
сообразующий состав добавляют спирт, ацетон и другие компоненты.
Поверхность основного металла и припоя при работе с газообраз-
ными флюсами получается чистая и светлая. Применение такого флюса
увеличивает производительность процесса и дает возможность получать
детали, пригодные для покраски и нанесения покрытия. Недостатком
способа газового флюсования является затруднительное проникновение
флюса внутрь паяемых швов, поэтому закрытые швы все же приходится
предварительно обрабатывать жидким флюсом.
Приготовление паяльных флюсов
Качество готового флюса определяется не только его составом, по
и последовательностью введения составляющих веществ при его изго-
товлении. Методика приготовления некоторых-типовых флюсов приве-
дена в табл. 158.
158. Способы приготовления флюсов
Составляющие флюса Методика приготовления
Канифоль Уксусная кислота Спирт этиловым Измельченную канифоль растворить в спирте и добавить необходимое коли- чество уксусной кислоты
Канифоль Спирт этиловый Солянокислый аналин Глицерин Канифоль растворить в спирте, доба- вить солянокислый аналин и размеши- вать раствор до растворения аналина, после чего добавить необходимое коли- чество глицерина
Продолжение табл. 158
Составляющие флюса Методика приготовления
Канифоль Стеарин Хлористый цинк X .пористы Й аммоний Вазелин Вода Растереть канифоль и стеарин. От- дельно растереть хлористый цинк и хло- ристый аммоний в указанном количестве воды. Влить раствор в расплавленный стеарин с канифолью. Размешать до по- лучения однородной смеси и в теплую смесь добавить вазелин
Канифоль Хлористый цинк Хлористый аммоний Спир г этиловый Все компоненты растворить в спирте. Через сутки осторожно слить жидкую часть флюса и применять ее для пайки
Канифоль Скипидар Олеин Спирт этиловый Измельченную канифоль растворяют в нагретом до 110—120° С скипидаре, после остывания добавляют олеин. Полу- ченную смесь нагревают до кипения (150—170° С) и после остывания добав- ляют спирт
Древесная смола Чегыреххлорисгый углерод Поливиннлбутирол Бензол Древесную смолу и четыреххлористый углерод растворяют в растворе, состоя- щем из иол и ви нил бути рола и бензола
Древесная смола 'Гр и хлорэ г и лен Триэтаноламин Парафин Глицерин Нагревают древесную смолу и добав- ляют туда трихлорэтилен и триэтанола- мин. В полученном составе расплавляют парафин и до нужной вязкости добавляют глицерин
Ортофосфорная кислота Спирт этиловый Вода Этиловый спирт и воду смешивают между собой с последующим добавлением ортофосфорной кислоты
Хлористый цинк Спирт этиловый Бензол Нафталин Глицерин Соляная кислота В раствор из этилового спирта и бен- зола последовательно добавляют нафта- лин, хлористый цинк, глицерин и соля- ную кислоту
Хлористый цинк Вода В воде растворить хлористый цинк
Хлористый цинк Хлористый аммоний Вода В теплой воде растворить хлористый аммоний, после охлаждения раствора добавить необходимое количество хлори- стого цинка
Хлористый цинк Хлористый аммоний Соляная кислота Вода В воде растворяют хлористые соли с последующим добавлением соляной кисчоты
Продолжение табл. 158
Составляющие флюса Методика приготовления
Хлористый цинк Хлористый аммоний Хлористый натрий Вода В теплой воде растворить хлористый аммоний и хлористый натрий. После ох- лаждения раствора в нем растворить хло- ристый цинк
Хлористый цинк Дву хлористое олово Хлорная медь Хлористый калий Соляная кислота Вода В небольшое количество горячей воды влить соляную кислоту и растворить там двухлористое олово и хлорную медь. Отдельно приготовить водный раствор хлористого цинка и калия. Раствор солей олова и меди влить в раствор солей цинка и калия. Флюс приготовляют и хранят только в стеклянной, фарфоровой или пластмассовой посуде
Хлористый калий Хлористый литий Фтористый натрий Хлористый цинк Необходимое количество указанных ве- щее гв тщательно перемешать и распла- вить. После охлаждения смесь солей размолоть до порошкообразного состоя- ния и поместить в плотно закрываемую стеклянную банку
Бура Буру расплавляют в графитовом тигле (740 — 800° С) и выливают ее на противни. После остывания растирают в. ступке или размалывают
Бура Борная кислота Прокаленную буру размолоть до по- рошкообразного состояния и тщательно перемешать с борной кислотой
Борная кислота Фтористый калий Фторборат калия Борная кислота Приготовляют путем смешивания обез- воженных компонентов и тщательного размалывания смеси в тонкий порошок. Флюс следует хранить в закрытой стек- лянной банке. Перед употреблением флюс замешивают на воде или спирте
Триэтаноламин Фторборат кадмия Фторборат цинка Фторборат аммония Триэтаноламин разлить в три фарфоро- вые ступки одинаковыми порциями. В каждую порцию триэтаноламина всы- пать отвешенное количество одной из со- ставляющих флюса и тщательно разме- шать. Затем все три порции слить вместе и перемешать. Готовый флюс слить в стек- лянную посуду
Карналнт Криолит Окись цинка Расплавляют плавленный карналит в фарфоровом тигле и вводят в него криолит и окись цинка. Полученную смесь нагревают до 500—550° С, а затем разливают на противни. Флюс перед упо- треблением растирают в ступке или раз- малывают
В автомобильной промышленности широкое распространение имеют
комплексные флюсы (ЗИЛ-1 и ЗИЛ-2)» обладающие высокой актив-
ностью» применяемые для пайки стальных и латунных изделий мало-
оловяпистыми припоями. С целью предупреждения контактного выса-
живания металлических катионов из раствора, эти флюсы приготов-
ляют к хранят в стеклянной, фарфоровой, эмалированной или пласт-
массовой посуде. Порядок приготовления флюса ЗИЛ-2 следующий:
1) в бак емкостью 1800 кГ заливают водный раствор хлористого
цинка плотностью 1,40—1,45 в количестве 1300 кГ\
2) в эмалированном котле растворяют хлористый калий (техниче-
ский) в количестве 20 кГ на 100 л воды; после растворения хлористого
калия с зеркала ванны снимают грязь;
3) раствор очищенного от грязи хлористого калия впивают в рас-
твор хлористого цинка;
4) в другом эмалированном котле растворяют хлористый аммоний
в количестве 8—10 кГ на 100 л горячей воды;
5) раствор хлористого аммония вливгнот в бак с хлористым цинком
и хлористым калием;
6) в эмалированный бак помещают 20 кГ двухлористого олова н
вливают туда 20 л (24 кГ) соляной кислоты плотностью 1,17—1,19;
в случае применения кислоты меныпей плотности количество ее увели-
чивают до получения раствора без осадка;
7) помешивая деревянной мешалкой, полностью растворяют дву-
хлористое олово в кислоте;
8) в раствор двухлористого олова вливают 70 кГ горячей воды;
9) раствор двухлор истого олова переливают в бак с хлористым цин-
ком и весь раствор перемешивают;
10) из бака готового флюса отбирают пробу на химический анализ
(0,5—1,0 л).
Широко применяемые порошкообразные флюсы № 200, 201 при-
готовляют из размолотого в шаровой мельнице до состояния пудры
борного ангидрида и других компоненюв флюса при тщательном их
перемешивании. Для приготовления лигатуры (4% Mg -|- 48% А1 -|-
+ 48% Си) сначала расплавляют алюминий и медь, а затем при тем-
пературе около 700° С вводят магний при интенсивном перемешивании
сплава. После окончания плавки с поверхности сплава снимают шлак,
окислы и выливают его на стальную плиту. Остывшую лигатуру раз-
малывают и в виде пудры вводят во флюс. Размолотый и тщательно
перемешенный флюс храпят в стеклянной банке с плотнозакрываемой
пробкой.
Для пайки конструкционных и нержавеющих сталей, а также
жаропрочных и медных сплавов серебряными припоями широко при-
меняют флюс К« 209. Его изготовляют в следующей последовательности:
1) фтористый калий на противне из нержавеющей стали выдержи-
вают при температуре 250—300° С в течение 5—6 ч;
2) после обезвоживания еще горячий фтористый калий разбивают
в металлической ступке па куски размером не более 10 мм, а затем
после остывания мелют до состояния пудры;
3) борный ангидрид и фторборат калия также мелют до состояния
пудры;
4) подготовленные компоненты взвешивают согласно рецептуре,
перемешивают и упаковывают в стеклянные банки с притертой проб-
кой.
В массовом производстве флюсы обычно изготовляют из технически
чистых компонентов. При разработке новых флюсов, чтобы устранить
влияние различных примесей, всегда присутствующих в определенных
количествах в технически чистых веществах, необходимо пользоваться
только реактивно чистыми компонентами. И только после уточнения
состава и пробной пайки применять технические вещества.
Приготовленные флюсы (жидкие, порошкообразные пасты) следует
хранить в чистой посуде с плотно закрываемой пробкой. При открытом
хранении, вследствие испарения компонентов и поглощения влаги из
атмосферы, может произойти нарушение состава флюса, изменение его
вязкости, цвета, товарного вида и флюсующей активности.
Удаление остатков флюса
После пайки флюсы всегда частично остаются па изделии. Остатки
флюса портят внешний вид, изменяют электропроводность и некоторые
из них вызывают коррозию паяного шва. По этим причинам после
пайки остатки флюса должны быть удалены с паяного изделия.
Остатки канифоли и флюсы на основе этиленгликоля, триэтанол-
амина не вызывают коррозию паяного соединения и поэтому их можно
после пайки не удалять. Если остатки флюса портят внешний вид или
мешают нанесению на изделие покрытия, их можно удалить промывкой
спиртом или ацетоном. Канифольные и другие некоррозионные пасто-
образные флюсы удаляют органическим растворителем или спиртом.
Ортофосфорная и органические кислоты, вызывающие незначительную
коррозию, после пайки удаляют промывкой водой или спиртом.
Агрессивные кислотные флюсы, содержащие соляную кислоту,
хлористый цинк и другие хлориды металлов должны быть полностью
удалены с паяного соединения. Самая тщательная промывка изделия
в воде обычно не обеспечивает полного удаления хлористых солей
и ионов хлора. Ответственные изделия, особенно в массовом производ-
стве, проходят комплексную обработку, состоящую из нескольких
операций: промывки последовательно в холодной и горячей воде,
в слабом растворе каустической соды и снова в холодной воде, пасси-
вирования в расгворе хромового ангидрида и сушки.
Флюсы, содержащие буру и борную кислоту, образуют на паяном
шве нерастворимую в воде плотную стекловидную корку, плотно сцеп-
ленную с металлической поверхностью. Эту корку удаляют следующими
способами:
1. Изделие сразу же после пайки быстро охлаждают. Вследствие
различия коэффициентов линейного расширения флюса и металла,
стеклообразная корка трескается и отходит от поверхности металла.
Этот способ не всегда применим, так как может вызвать трещины
в металле.
2. Длительное кипячение (5—6 ч) изделия с последующей промыв-
кой в 20%-ном растворе хромового ангидрида.
3. Длительное кипячение в водном растворе хромового ангидрида
(0,3—0,5 Г/л}.
4. Двухчасовое кипячение в горячей ванне (140° С), содержащей
500—600 Пл NaOH и 200—250 Г/л NaNO3.
5. Замачивание в 10—12%-ном водном растворе кислого сернокис-
лого калия (KHSOJ при комнатной температуре в течение 2 ч или
в подогретом до 40—50° С растворе в течение 15—30 мин.
Алюминий и его сплавы особенно сильно подвержены коррозии
при наличии флюса. Остатки флюса после пайки удаляют с поверх-
ности алюминиевых сплавов по следующей технологии:
травление в концентрированной азотной кислоте при 18—20° С
в течение 5—15 мин;
промывка в холодной воде в течение 5—10 мин;
травление и пассивирование в 10%-нои азотной кислоте и 5—
10%-ном растворе двухромовокислого натрия в течение 5—10 мин;
промывка в горячей воде с температурой 50—80° С;
сушка струей горячего воздуха.
Выбор флюса для пайки
Качество пайки и возможность получения паяного соединения во
многом зависят от правильного выбора флюса. При выборе флюса
учитывают следующие основные факторы: паяемый материал; тип при-
поя; необходимость очистки изделия от остатков флюса после пайки;
способ нагрева; температура и скорость пайки.
Алюминий, магний, нержавеющая сталь и некоторые другие
металлы невозможно паять, применяя канифольные флюсы. Для
пайки таких металлов следует брать активные флюсы, обеспечи-
вающие во время пайки удаление окисной пленки и смачивание основ-
ного металла. Трудно поддаются пайке с канифолью сталь и чугун.
Пайка этих металлов легко может быть осуществлена с хлористым
цинком или другими флюсами. Совершенно недопустимо применять
кислотные флюсы при пайке электрической, радиоэлектронной или
другой аппаратуры» промывка которой после пайки невозможна.
В этом случае могут быть выбраны только некоррозионные флюсы,
имеющие после пайки твердый, нелипкий и негигроскопичиый остаток
с хорошими изоляционными свойствами. Органические флюсы при дей-
ствии на них открытого пламени быстро разлагаются и теряют свою
активность. По этой причине их не следует применять при пайке газо-
пламенными горелками. Пастообразные флюсы удобно применять при
пайке в печах или с нагревом. Если пайка осуществляется быстро,
необходим активный флюс, при длительной пайке флюс может быть
менее активным, но должен обладать достаточной стойкостью против
разложения.
СПОСОБЫ ПАЙКИ
КОНСТРУИРОВАНИЕ ПАЯНЫХ СОЕДИНЕНИЙ
Типы паяных соединений
Качество паяных соединений, их прочность, герметичность, электро-
проводность и другие свойства зависят не только от правильного вы-
бора основного металла, припоя, флюса, способа нагрева и выбранного
зазора, но и в значительной степени от рационального типа паяного
соединения, способа скрепления элементов перед пайкой и способа
введения припоя в шов.
Тип соединения выбирают в зависимости от условий эксплуатации,
способов пайки и способа введения припоя. Все встречающиеся типы
паяных соединений можно разбить на две основные группы: соедине-
ние встык и соединения внахлестку; все остальные виды соединений
являются разнообразными комбинациями двух указанных выше
(табл. 159). Соединения встык применяют обычно в том случае, если
159. Основные типы паяных соединений
Схема соединения
Характеристика
Соединение всгык; плоскость шва пер-
пендикулярна направлению действия
сил; шов работает на растяжение
Соединение внахлестку; плоскость шва
параллельна направлению действия сил;
шов работает на срез
Косой срез; плоскость шва наклонна
к направлению действия сил; шов рабо-
тает на растяжение и срез
Ступенчатый шов, различные участки
шва расположены перпендикулярно и па-
раллельно направлению действия сил;
шов работает на растяжение и срез
Комбинация стыкового и нахлесточ-
ного соединения; различные зоны шва
расположены перпендикулярно и парал-
лельно направлению действия сил; шов
работает на растяжение и срез
изделие работает не в жестких условиях и от него не требуется герме-
тичности; в противном случае применяют соединение внахлестку, при
этом чем больше площадь перекрытия, тем выше будет прочность
паяного шва.
При работе паяного изделия на изгиб в паяном шве могут возникать
растягивающие усилия. Так как на растяжение паяные швы работают
Рис. 71. Виды паяных соединений
и худшем (а) и в лучшем (б) испол-
нении
Рис. 72. Впаивание деталей в глухие
отверстия:
а — выточка; б — сквозное отверстие;
о — неправильно
неудов четвори тел ьпо, целесообразно изделия конструировать так,
чтобы максимальное изгибающее напряжение возникало на некотором
удалении от паяного шва (рис. 71). При пайке пустотелых закрытых
изделий и при впаивании деталей в глухие отверстия скопившийся
в закрытом пространстве
воздух под влиянием на-
грева расширяется и пре-
пятствует проникновению
припоя в паяемый шов.
Для того чтобы обеспе-
чить качественную пайку
закрытых швов, необхо-
димо предусматривать
специальные технологиче-
ские отверстия, которые
после окончания пайки
должны быть закрыты
(рис. 72 и 73). Примеры
Рис. 73. Пайка пустотелых закрытых изделий:
а — неправильно; 6 — правильно
рациональной пайки емкости из листового материала и фланцев
с трубами или со стержнями приведены в табл. 160 и 161.
При пайке вручную припой обычно подают к паяемому шву с внеш-
ней стороны, при автоматической пайке в печах, с нагревом т. в. ч.»
в соляных паннах и т. п. припой предварительно укладывают около
зоны соединения. В некоторых случаях удобно перед пайкой нанести
припой на соединяемые детали заранее, например, окунанием в рас-
плавленный припой, гальваническим и химическим покрытием. Тол-
щина покрытия при этом должна быть такой, чтобы после сборки узла
160. Пайка емкостей из
листового материала
161. Пайка фланцев с трубами или
стержнями
Схема соединения
и характеристика
Схема соединения и
характеристика
Простое соединение
внахлестку
Соединения с припоем, закладываемым
сверху
Соединение со скрытым
припоем
Соединения с припоем, закладываемым
в вы точку
Емкости с приподня-
тым дном
Соединения с упрочняющим выступом
и нагрева его до температуры плавления припой мог полностью запол-
нить шов.
Для получения надежной пайки припой желательно располагать
над паяемым швом, в этом случае после расплавления он втягивается
в зазор капиллярными силами и силой тяжести.
Припой, уложенный в специальные вы точки, следует размещать
так, чтобы при расплавлении он мог вытеснять из зазора флюс и воздух.
Припой в виде фольги перед пайкой закладывают непосредственно
внутрь шва. Шов при этом должен бьпь обязательно открытым.
Скрепление изделий перед пайкой
Части сборных изделий перед пайкой должны быть прочно скреп-
лены одна с другой, чтобы предотвратить перекосы и относительное
смещение.
Способ скрепления зависит от конструкции изделий и подбирается
экспериментальным путем. Для скрепления применяют различные
вспомогательные жесткие приспособления, поддерживающие устрой-
ства, используют точечную сварку, развальцовку, обжимку, клепку,
насечку, свинчивание, плотную посадку и т. п.
При выборе способа крепления деталей перед пайкой следует исхо
дить из требований, которые будут предъявлены к паяному шву. Если,
например, требуется точное соединение двух деталей, то скрепление их
собственным весом невозможно, так как при пайке в этом случае воз-
можно смещение деталей. Если паяный шов должен быть абсолютно
герметичным, то нельзя скреплять детали методом точечной сварки,
так как при сварке образуется окалина, удалить которую из шва не
удается. Типичные способы скрепления изделий перед пайкой пока-
заны в табл. 162 и 163.
162. Скрепление деталей перед пайкой
Схема соединения
Схема соединения
Фиксация
по гнезду
Штифтовое
соединение
Точечная
сварка
Точечное
обжатие
Фиксация
на выса-
женном или
точеном
буртике
Кернение
Плотная
посадка
с насечкой
Расклепы-
вание
г
За валь-
цовка
Развал ь-
цовка
Крепление
гофрами
i
Замковые
швы
163. Скрепление проволочных соединений перед пайкой
Схема соединения
и характеристика
Схема соединения
и характеристика
Скрепление двух проволок
Скрепление двух стержней
Скрепление проволоки со стерж-
нем
Скрепление пластины со стерж-
нем
Влияние величины зазора на прочность паяного шва
Механическая прочность паяных соединений зависит от собственной
прочности припоя во шве, прочности связи его с металлом основы,
прочности металла основы в зоне шва после воздействия на него рас-
плавленного припоя и повышенной температуры» типа паяного шва
и величины зазора.
Прочность припоя определяется главным образом его химическим
составом. Механическая прочность припоя непосредственно во шве
несколько отличается от его истинных механических свойств, полу-
ченных при испытаниях на образцах. Это объясняется отчасти тем. что
в процессе пайки основной металл может частично раствориться в при-
пое и тем самым изменить его состав, а следовательно, и механические
свойства.
Прочность сцепления припоя с металлом зависит от характера
интерметаллических соединений, образующихся на границе между
ними в результате их взаимодействия. Эти соединения отличаются
повышенной хрупкостью, которая приводит к значительному ослабле-
нию паяного шва.
Чтобы избежать чрезмерного образования зоны хрупких соединений
между припоем и металлом основы, следует процесс паяния вести
быстро и без лишнего перегрева шва. Для получения качественной
пайки достаточно нагреть шов на 20—50° С выше температуры пол-
ного расплавления припоя (точки ликвидуса). В некоторых случаях,
ври использовании припоев с широким интервалом кристаллизации,
процесс паяния можно вести даже при температуре на 20—30° С
ниже температуры полного расплавления припоя.
При пайке, особенно если для этой цели применяют тугоплавкие
припои, основной металл в зоне паяного шва претерпевает значитель-
ный нагрев, при этом свойства его могут значительно измениться. Осо-
бенно значительно тепловое воздействие процесса пайки сказывается
на свойствах термообрабатываемых или нагартовапиых сплавов, так
как в зоне нагрева происходит отжиг нагартованных сплавов или отпуск
и старение термообрабатываемых сплавов. Прочность паяных соедине-
ний может снижаться также в результате физико-химического воздей-
ствия жидкого припоя на паяемый металл. При нанесении припоев,
содержащих достаточно большое количество олова, на образцы из
меди, а также из медных и некоторых алюминиевых сплавов, находя-
щихся в напряженном состоянии
щин, распространяющихся с
поверхности в глубь основного
металла. Эти трещины возни-
кают в результате проникнове-
ния жидкого припоя по гра-
ницам зерен паяемого сплава.
Ввиду того, что в образцах, на-
ходящихся в ненапряженном со-
стоянии, такого явления обычно
не наблюдается, часто штампо-
ванные детали перед пайкой
предварительно oi жига ют. Па-
дение прочности металла основы
при взаимодействии его с рас-
плавленным припоем может быть
вызвано проникновением припоя
по границам зерен основы не
только под влиянием обычной
диффузии, но и в результате воз-
можного возникновения эвтек-
тической или перитектической
часто наблюдается образование ipe-
кГ/мм*
Рис. 74. Влияние вели ч и нм зазора на
прочность паяного соединения при срезе
(температура пайки 223°, припой
56% Sn и 44% РЬ, флюс ZnCI2)4:
1—медь; 2—латунь; 3 — мягкая сталь
реакции.
Прочность паяных соединении может снизиться также при возник-
новении в паяном шве больших напряжений в результате разницы коэф-
фициентов термического сжатия припоя и паяемых металлов. Это
наблюдается, например, при напайке пластин твердого сплава на сталь-
ные державки.
Во избежание возможных разрушений припой должен быть доста-
точно пластичным.
В значительной мере прочность паяного соединения, его плотность
и герметичность зависят от величины зазора. Величина зазора зависит
от материала паяемого изделия, их массы, температуры пайки, состава
припоя, расположения паяного шва, конструкции, чистоты обработки
соединяемых материалов и обычно подбирается опытным путем в каждом
конкретном случае.
Выбирая величину зазора при пайке изделий необходимо учитывать
термическое расширение сплавов при нагреве, в результате чего зазоры
при температуре пайки будут значительно отличаться от первоначаль-
ной величины при комнатной температуре.
Примерные величины зазоров, рекомендуемых при пайке некоторых
сплавов, приведены в табл. 164.
Влияние величины зазора на прочность паяного соединения пока-
зана рис. 74—76.
КЗ
ю
SC
Л
IG4. Рекомендуемые зазоры при пайке разных материалов
Припой Зазоры в ami для основного металла
Медь Медн ые сплавы Углероди- стые стали Нержаве- ющая сталь Алюминий и его сплавы Нимоник Титан
Медь «— — 0,00±0,05 0,025 — 0,075 —
Медно-цинковый 0,075—0,37 0,075—0,37 0,05-0,25 0,075 — 0,375 0> 075—0,375
Медн о- фосфо р н ы й * ' ’ - 0,02 — 0,10 0,025 —0,12 — —— —
Серебряный 0,05 — 0,37 0,050 — 0,37 0г025 —0,15 0,075 — 0,375 —- 0,075-0,375 «
Алюминиевый — HW 1 0, 125-0,25 —- 0,05-0,25
Никель хромовый — — 0,050 —0,125 0,075-0,25 — 0,075-0,25
Серебряно-марганцевый — 0,075 — 0,125 0,075-0,125 0, 075-0,125 0,05 — 0,075
Серебряно-марганцевый- палладиевый 0,025-0,125 0,025-0,125 — 0,013 —0,05
и поя Диаметр про- волоки а мм 1< СО 1 lq CD ' f ID О 1.13 1/" г snia при a = 45° 0,25-1,13 У7с
। размер пр Вес при- поя в Г Псу *1 q со о I Icy sin a при a — 45° l,4.Wcy
ичество ил* Объем припоя В СЛ3 Пс “Г Q ад о tic sin a при a = 45° 1,43£lc
Кол Площадь шва В C.W2 *-4 Q со о tl sin a при a = 45° 1,43/?
\\
к X -г* \ 3 — 1 —
§ и о о с •** —*- 2 Ь1 f 7
Со- став в % cm 1Л CO О ОО «? ад —
Компо- ненты Коалин Жидкое стекло Вода Мелкий кварцевый песок Каолин Жидкое стекло
> ffl - -О О Mt"4 USb ото io см — — ю ООО см —• Г"
Компо- ненты Маршал нт Каолин Жидкое стекло Вода Графит Каолин Вода
Для предотвращения растекания тугоплавких припоев применяют
пасту, состоящую из мелких порошков алюминия, гидроокиси магния,
хромовой кислоты, окислов титана или магния, замешанных на спирте,
лаке, акриловой смоле или просто на воде. При пайке алюминия при-
меняют смесь, состоящую из равных частей машинного масла, мелкого
порошка графита и бензина.
Расчет необходимого количества припоя
Чтобы избежать излишнего расхода припоя при пайке, необходимо
обеспечить точную его дозировку. Если количество припоя будет ве-
лико, то вследствие диффузии припоя в металл может произойти пол-
Рис, 77. Номограмма для определения диаметра проволоки припоя
ное растворение паяемого металла. Расчет количества и размер припоя
для некоторых типов соединения приведены в табл. 166. Удельный вес
припоя определяют опытным путем или подсчитывают по формуле
100
а —L I С
где a, Ь, с — процентное соотношение металлов в сплаве;
Тс- Ус — соответствующие удельные веса металлов.
Подсчет диаметра проволоки припоя значительно упрощается,
если формулу d = 1,13 1с (табл. 166) представить в виде номограммы
(рис. 77). При определении диаметра проволочного припоя поступают
следующим образом: от величины зазора с (ось ординат) проводим пря-
мую линию до точки пересечения с кривой, обозначающей ширину
зазора, затем от точки пересечения проводим вертикальную линию
к абсциссе и определяем по ней нужный диаметр проволоки припоя.
Если необходимо, чтобы паяное соединение имело галтели, следует
брать следующий диаметр.
ПОДГОТОВКА ИЗДЕЛИЙ К ПАЙКЕ
Прочное паяное соединение может быть получено только в том
случае, если место пайки предварительно очищено от грязи, жиров,
продуктов коррозии и окисных пленок, которые сильно мешают расте-
канию припоя и его проникновению в шов. Подготовка изделий к пайке
состоит обычно из механической зачистки поверхности изделия, обез-
жиривания, травления, промывки, сушки и сборки.
Механическая очистка поверхности металлов
Механическую очистку поверхности изделий от окислов, ржавчины
и окалины производят наждачной бумагой, напильниками, металли-
ческими щетками, шлифовальными кругами, стальной или чугунной
дробью.
Химическое обезжиривание в щелочных растворах
Простейшим и весьма эффективным способом обезжиривания в штуч-
ном и мелкосерийном производстве паяных изделий является обработка
этих изделий венской известью, представляющей собой смесь СаО
167. Материалы, применяемые при обезжиривании
Наименование материала Хими- ческая формула Молекуляр- ный вес Удельный вес Раствор и мость в 100 Г воды в Г при температуре в °C
химическое торговое 20 100
Натр едкий К а усти че- ска я сода NaOH 40.0 2,16 Раство- рим 3470
Натрий кремне- кислый Жидкое с текло NasSiO3 122,0 2,4 Раство- рим Разла- гается
Натрий углекислый Сода кальцини- рованная Na£COa 106,0 2,63 215 455
Натрий фосфорно- кислый Тринатрий- фосфат Na3PO< 163,97 1,62 258 1570
и MgO, получаемую в результате обжига доломита (CaC0;j-MgC03).
Тонко размолотую венскую известь разводят водой до кашицеобразного
состояния, а затем кистью наносят ее на изделие, тщательно протирают
и смывают водой.
В условиях серийного и массового производства чаще применяют
щелочные растворы различного состава (табл. 167—176). В зависимости
от загрязнения температуру растворов поддерживают в пределах 60—
90° С с продолжительностью обезжиривания 5—30 мин.
168. Состав ванн для химического обезжиривания стали и чугуна
Компоненты Содержание в Г/л
1 2 3 4 5 6 7
Едкий натр 30—'10 15—30 100—150 30—40 100—150 50—100
Углекислый натрий 40-50 10 — 25 — — 30—50 —-
Тринатрий- фосфа г 3—5 10—35 50—65 30-40 70 — 80 — 30 — 40
Эмульгатор ОП-7 0,5 0.5 — 20—30 —
Жидкое стекло — 10—25 30—50 — 5 — 8 3—5 —
Конта кт Петрова -• ”—' — 20-25 — 40—50
169. Состав ванн для химического обезжиривания меди
и се сплавов
Компоненты Содержание в Г/л
1 2 3 4 5 6
Едкий натр . . . 5—10 40—50 — 130—50 80 — 100 8—10
Углекислый газ 15—30 40—50 20—25 20—25 — 8—10
Трин атр и й фосф а т 30—60 30—40 30 — 35 15—20
Эмульгатор ОП-7 0,5 — 5—10 3—5 — —
Жидкое стекло — — 5-10 5 — 10 10—15 2—3
Контакт Петрова 15—20 -—- —* 5—10
170. Состав ванн для химического обезжиривания алюминия
и его сплавов
Компоненты Содержание в Г/л 5
1 2 3 4
Углекислый натрий 40—70 25 — 30 20—25 40—50
Трина грийфосфат . 10—20 25 — 30 20 — 25 3 — 5 50—60
Эмульгатор ОП-7 — 5 — 10 — —
Жидкое стекло 20—30 " 20—30 30
Контакт Петрова — 10—12 — 10—15 —
Едкий натр ......... "— -— — — 10
171. Режим обезжиривания деталей из алюминия и его сплавов
Наименование операции Среда Темпе- parvpa в °C Время выдерж- ки в сек
Обезжиривание хи- Щелочной раствор 60—70 3—5
ми чес кое
Промывка (двух- Проточная горячая вода 80—90 10-16
кратная) 18—20
Промывка Проточная холодная 10
Сушка вода Горячий воздух 80—90 180—240
172. Состав ванн для обезжиривания магния и его сплавов
Компоненты Содержание в Г/t
1 2 3 4 5
Три натри йфосфат Едкий натр .......... Жидкое стекло Эмульгатор OI1-7 . Углекислый натрий 40—60 10—25 20 — 30 40—60 Н) —25 20—30 5—7 80- 100 5—15 20-30 20 — 30 1—2 ьс <— о— о III 1 1 ’С КЗ — 01 сл
173. Режим обезжиривания деталей из магния и его сплавов
Наименование операции Среда Температура в *С Время выдержки в сек
Обезжиривание Щелочной раствор 50—60 240—300
химическое Промывка Проточная горячая 80 -90 10—15
во^а Проточная холодная 18—20 10—15
Сушка вода Горячий воздух 80 — 90 180—240
174. Состав ванны для обезжиривания никеля и его сплавов
Компоненты Содержание в Г!л Режим работы
Температура в °C Время выдержки в мин
Едкий натр Углекислый натрий .... Жидкое стекло 10—20 25—30 3—5 60—70 3- 5
175. Состав ванны для обезжи-
ривания свинца и его сплавов
КОМПОПОНТЫ Содержал ие в Г/л Режим работы
Темпе- ратура в °C 1 Время выдерж- ки в мин
Едкий натр Тринатриft- фосфат Жидкое стекло 5—10 100 2—3 60—70 3-5
176. Состав ванны и режим
обезжиривания керамических
деталей
Компоненты Содержание в Г/л Режим работы
Темпе- ратура в °C Время выдерж- ки в мин
Углекислый натрий Грннатрий- фосфат Эмульгатор 011-7 20 10 3 50—60 5 — 10
Обезжиривание б органических растворителях
Толстые слои смазочных масел с изделия со сложными поверхно-
стями, с внутренними полостями и глубокими отверстиями удаляют при
помощи органических растворителей (табл. 177).
177. Органические растворители
Название Химическая формула Моле- куляр- ный вес < Удель- ный вес Темпе- ратура кипе- ния в °C Раствори- мость (в 100 Г воды) в г
Ацетон (СНп)аСО 58,08 0,79 56 ОО
Бензол свн« 78,12 0,87 80,2 0,08
Четырехлор и- стый углерод СС14 153,84 1,59 >150 Возгон, 95
Толуол сянаон8 92.14 0,86 ПО 0,05
Скипидар — 0.86 160 Не раство- рим
Бензин — 0,70 70—120 То жо
Уайт-спирит 0.78 140-200
Дихлорэтан СП.С1 —СПоС! 98,97 1,25 83,7 »
Трихлорзтан СНС1=СС1, 131,40 1,46 87 0.1
Метиловый спирт СН*ОН 32.04 0,79 64 ОО
Этиловый спирт СаЩОН 46.07 0.78 78 оО
$ Справочник паяльщика 1343
Органические растворители не могут быть применены для обезжи-
ривания деталей, поверхность которых покрыта влагой, шлифоваль-
ной пастой, пылью и неорганичес-
кими веществами.
В штучном и мелкосерийном
производстве применяют обезжири-
вание в бензине, керосине и ацетоне.
Рис. 78. Схема установки для обез-
жиривания в горючем растворителе:
/ — выпуск; 2 — камера для за-
грязненного растворителя; «У —
фильтр; 4—бак для обезжиривания;
5—крышка; 6—решетка; 7—насос;
8 — камера для чистого раствори-
теля
Рис. 80. Схема установки для обезжиривания
в парах растворителя;
1—подогреватель; 2—клапан; 3—'охлаждаю-
щий змеевик; 4 — бак; 5 — двухстворчатая
крышка; 6 — корзина; 7 — решетка; 8—вен-
тиль
Рис. 79. Схема автоматической уста-
новки для обезжиривания погруже-
нием:
/—камеры обезжиривания; 2—вы-
тяжное отверстие; 3 — загрузочное
отверстие; 4—привод; 5—корзина;
6—цепь; 7—ролик (блок); 8—охлаж-
дающий змеевик; 9—подогреватель
Рис. 81. Схема автоматиче-
ской установки для обезжи-
ривания в парах растворите-
ля и пот ружением:
/ —вытяжное отверстие; 2 —
решетка; 3 — операционное
отверстие; 4 —’бак для обез-
жиривания; 5 — перегородка;
6 — цепь; 7 — корзина; 8—
охлаждающий змеевик; 9 —
испаритель; 10—змеевик для
нагрева
Чаще всего изделия очищают щеткой или тряпкой, смоченной рас-
творителем. Схема установки для обезжиривания в горючих раство-
рителях приведена на рис. 78.
В крупносерийном производстве детали очищают от жира дихлор-
этаном или трпхлорэтаном. Они хорошо растворяют жиры и легко под-
Рис. 82. Схема установки для комбинированного обезжи-
ривания в парах, погружением и обрызгиванием:
/ — клапан; 2 — бак для обезжиривания; 3 — камора
для обрызгивания; 4—охлаждающий змеевик; 5 — цепь;
6 — корзина
даются регенерации, что значительно удешевляет процесс, ио из-за
своей ядовитости требуют применения специальной аппаратуры. Де-
тали обезжиривают несколькими
способами: погружением изделия
в растворитель, парами раствори-
теля и комбинированным способом.
Методом погружения (рис. 79)
обрабатывают обычно детали тон-
кого сечения и сильно загрязнен-
ные маслом и полированными пас-
тами. В нарах растворителя (рис. 80)
обрабатывают крупногабаритные и
малозагрязненные изделия. Комби-
нированный метод обезжиривания
погружением в парах растворителя
(рис. 81) дает наиболее качествен-
ные результаты.
Более совершенным является
способ комбинированного обезжи-
ривания в парах, погружением и
обрызгиванием (рис. 82).
Иногда для обезжиривания при-
меняют эмульсии на органических
растворителях (табл. 178).
Электрохимическое обезжиривание
Окончательное, чистовое удале-
ние масел производят методом элек-
178. Эмульсии для обезжиривания
Компоненты Со- став В %
Дистиллированная жир- ная коксовая кислота - . . Масляная кислота . . Триэтаноламин .... Диэгиленгликольмоно- бутилси . . Углеводород (темп. кип. > 180° С) Вода 12 22 17 15 20 14
Мыльиый раствор три- этаноламинолета .... Три хлороз и лен .... 25 75
Керосин ....... Эмульгатор ОП-7 . . . Вода 2 1 97
Трихлорэтилен .... Мыльный раствор . . . 80 20
трохимического обезжиривания в холодных или горячих щелочных
растворах с подключением изделия к источнику постоянного электри-
ческого тока. В качестве исходных материалов для изготовления щелоч-
ных растворов, применяемых при электрохимическом обезжиривании,
используют вещества, приведенные в табл. 179. Составы растворов
и режимы работы ванны приведены в табл. 180—185.
179. Материалы, применяемые при обезжиривании
Наименование материала Химическая формула Молеку- лярный вес Удель- ный вес Раствори- мость в 100 Г воды в Г при температуре в вС 20 100
Натрий цианистый NaCN 49,02 1,59 Не растворим
Натрий пирофосфорно- кислый Na4P2O4 265,93 2,5 6,2 40,26
180. Состав электролитов для электрохимического
обезжиривания стали
Компоненты Содержание в Г/л
1 2 3 4
Едкий натр ....... Тринатрийфосфат ..... Углекислый натрий • . . Жидкое стекло ...... Цианистый натрий .... Эмульгаторы ОП-7 .... о о О 00 1 1 1 1 ? 1 с о СО О 30—40 10—15 20—30 8—10 W —1 -J со О О' о 1 1 1 1 1 1 СП ю кэ со ел о о О 1Л Ф £"* Ю 1 1 1 1 1 ОО со СП ю
181. Состав электролитов для электрохимического
обезжиривания меди и ее сплавов
Компоненты Содержание в Г/л
1 2 3 4 5 G
Едкий натр . 13—16 35—40 10 — — —
Углекислый натрий . . . 8—10 20—25 30 5—10 30
Тринатрийфосфат . . . 3—5 20—25 15 30—40 10—20 Б0
Цианистый натрий . . . 1—2 — 10 — — —
Жидкое стекло — 3—5 — 3—5 10—20 —
182. Состав электролитов для
электрохимического обезжиривания
алюминия и его сплавов
Компоненты Содер- жание в Г/л
1 2
Углекислый нат- рий Трин атр и йфосфат 20 20 6 6
183. Состав электролитов для
электрохимического обезжиривания
магния и его сплавов
Компоненты Содержал нс и Пл
1 2
Тринатрий- фосфат Углекислый натрий Едкий натр 15—30 20—30 10—15 15 — 20
184. Состав электролитов для элек-
трохимического обезжиривания
деталей из цинкового сплава
Компоненты Содержание в Г/л
1 2 3
Тринатрий- фосфат 45—50 —* 10 — 15
Цианистый натрий 10 — 15 *
Жидкое стекло 16—20 15—20
Пирофосфор- нокисл ый натрий 50—55
Едкий натр — —— 10 — 15
Углекислый натрий — 10 — 15
185. Режимы электрохимического обезжиривания деталей *
Наименование операции Среда Темпе- ратура ванны в °C Плот- ность тока в а/дм* Напря- жение в в Время вы- держки в мин
Обезжиривание электрохимическое Щелочной раствор 60—90 2 — 10 6 — 12 2 — 10
Двухкратная про- мывка Проточная горячая вода 80—90 — 1
Сушка Горячий воздух 50—80 —- —"—| 3—10 1111 —’
• Параметры технологического процесса уточняют в зависимости от
обрабатываемого сплава и степени загрязнения.
Химическое травление
Имеющиеся на поверхности изделий пленки окислов и других со-
единений при обезжиривании не удаляются. Наличие этих пленок пре-
пятствует образованию прочного соединения припоя с паяемым метал-
лом. Поэтому изделия перед пайкой после обезжиривания подвергают
травлению. Окалину и окислы с поверхности стали снимают погруже-
нием в растворы серной, соляной, фосфорной и других кислот (табл. 186).
186. Кислотык применяемые при травлении металлов
Кислота ГОСТ Химическая формула Молекуляр- ный вес Плотность Максималь- ная концен- трация в %
Азотная .... Серная ..... Соляная .... Ортофосфор ная Плавиковая . . . 701—58 * 2 184—65 857—57 Ю 678—63 2 567—54 * нью8 HsSO4 НС1 НЯРО4 HF 63.02 08.07 36,47 98,06 20,01 1,53 1,84 1,19 1,88 1,15 100 100 40 100 50
Во избежание перетравливания в травильный раствор добавляют
ингибиторы (КС, «Уникол», МН, ПБ-5, «Антра»), которые замедляют
растворение металла в кислотах, способствуют получению светлой
поверхности деталей и предохраняют металл от вредного действия выде-
ляющегося при травлении водорода. В упрощенном виде реакция дей-
ствия серной и соляной кислот с окислами железа имеет следующий вид:
FeO 4- I12SO4 -> FeSO4 + Н2О;
FeO + 2НС1 -> FeCh, + Н.Ю.
Во взаимодействие с кислотами вступают не только имеющиеся на
поверхности окислы, но и металлическое железо. Поэтому процесс
187. Состав растворов для химического травления меди и ее сплавов
(температура растворов комнатная)
Компоненты Содержание
1 2 3 4 5 6
Азотная кислота в см* Серная кислота в см* . . Соляная кислота в сл3 Хлористый натрий в Г Сажа ламповая в Г . . Вода н см* ...... Хромовый ангидрид в Г 1000 юоо 10 10 1000 1000 10 10 1000 5000 15 1450 3000 26 1000 1000 20 54 54 185 1 * » —i
Компоненты Содержание
7 8 9 10 II 12 13
Азотная кислота в см* Серная кислота в см* » • Соляная кислота в см* Хлористый натрий в Г Сажа ламповая в Г . . Вода в см* ...... Хромовый ангидрид в Г 4500 4500 2 185 1136 72 435 1 491 20 80 200 60 543 543 10 543 271 20 20 80 100—200 20—100 35 65 1 100 — 150 10—2
188. Состав и режим работы ванн для химического травления
углеродистых сталей
Компоненты Содер- жание в Г/л Темпе- ратура в °C Назначение
Серная кислота Соляная кислота Присадка КС 75 125 3 30—40 Для снятия толстого слоя окалины
Серная кислота Соляная кислота Присадка МН 27 10 0,2 30—40 Для сталей с ока- линой
Серная кислота Соляная кислота Присадка КС 10 15 3 30—40
Соляная кислота Азотная кислота Фосфорная кислота 190 90 50 50—60 Для сталей с мяг- ким налетом ржавчины
Соляная кислота Присадка КС 90 1 18—25 Для сталей без ока- лины
Серная кислота Присадка КС 90 1 18—40
Серная кислота Присадка КС Натрий хлористый ел ЛК э 18—60
Серная кислота Соляная кислота Присадка КС 18 И) 0,5 40—60
травления следует вести так, чтобы как можно меньше растворять
основной металл. Скорость травления зависит от типа окислов, от кон-
центрации кислот и их температуры.
Изделия из черных металлов, травленные в плавиковой и фосфор-
ной кислотах, имеют более чистую поверхность, чем после травления
в серной или соляной кислотах. Для сокращения времени травления
и получения чистой поверхности применяют смеси кислот. Травление
производят при температурах 20—90° С. При выборе раствора для
травления принимается во внимание не только состав металлов, ио
и характер окалины и окислов. Составы растворов и режимы работы
ванн для химического травления различных металлов и сплавов при-
ведены в табл. 187—204. При составлении растворов берут соляную
кислоту плотностью 1,198 (40% НС1), плавиковую кислоту плот-
ностью 1,154 (50% HF), все остальные кислоты и другие вещества —
100% -ной концентрации.
189. Режим травления для удаления с поверхности стали
незначительного слоя окнслов
Наименование операции Среда Темпе- ратура в °C Время обра- ботки в мин
Травление Кислотный раствор 18—25 18—25 1—2 1—3
Промывка Проточная холодная вода 18—25 1
Обработка в антикорро- зионном растворе Нитрит натрия 18—25 0,5
Промывка Проточная горячая вода 70—90 0,5
j Сушка Горячий воздух 70—80 5—10
190. Состав и режим работы ванн для травления
хромистых сталей
Компоненты Содержание в Г/л Режим работы
Температура в °C Время обработки в мин
Соляная кислота Плавиковая кислота 100—200 4 — 5 40—50 3 — 10
Соляная кислота Азотная кислота Присадка КС 150 — 155 7—8 0,12—0,15 40—60 3—5
Соляная кислота 100—150 40 — 50 30—40
191. Состав и режим работы ванн для травления
хромоникелевых сталей
Компоненты Содержа л не в Г/л Режим работы
Температура в °C Время обработки в мин
Серная кислота Соляная кислота 250—300 400—450 40—50 40—80
Соляная кислота Азотная кислота Присадка КС 500—550 70—80 1.8—2,2 40—50 3—5
192. Технология процесса травления изделий из нержавеющих сталей
Наименование операции Среда Со- дер- жание в Г/л Режим работы
Тем- пера- тура в ЬС Время обра- ботки в мин
Предварительное травление Едкий натр Марганцовокислый калий 240 2 90 60—120
Промывка Проточная холодная вода 18—20 1—2
Травление Азотная кислота Перекись водорода 900 45 18—20 10—20
Промывка Проточная холодная вода 18—25 1—2
Травление Соляная кислота Хлористая медь 450 2 18—20 20—30
Промывка Проточная холодная вода — 18—20 1—2
Травление Азотная кислота 900 18—20 5
Промывка Проточная холодная вода —- 18—20 1—3
Сушка Горячий воздух 70—80 10 — 15
193. Технология процесса травления изделий из чугуна
Наименование операции Среда Содер- жание в Г/л Режим работы
Тем- пера- тура в ЪС Время выдержки
1 Травление * 1. Серная кислота Соляная кислота Присадка «Уникол* 180—200 120 — 140 3-5 25—30 1 Mim
2. Серная кислота Присадка «Уникол* 210—220 3—-5 70—80 1 мин
Промывка Проточная холодная вода 18—25 — 10 — 15 сек
Снятие тра- вильного шлама Серная кислота Азотная кислота 75—80 100—110 18—23 2—3 сек
Промывка Проточная холодная вода 18—25 10 —15 сек
Обработка в антикоррозий- ном растворе Нитрит натрия 50—80 18—25 2—3 сек
Сушка * Травить Горячий воздух в растворе 1 или 2. 70—80 3—5 мин
194. Технологический процесс травления деталей
из меди и се сплавов
Наименование операции Компоненты Содер- жание в П л Режим работы
Темпе- ратура в °C Время обра- ботки в сек
Травление пред- варительное Азотная кислота Сол я н а я кнслота 100,0 10 18—25 2—3
Травление окон- чательное Серная кислота Азотная кислота Соляная кислота 100,0 100,0 10—20
Пром ивка Холодная про- точная вода 18—25 10 — 15
Нейтрализация Углекислый нат- рий 150 18—25 10 — 15
Промывка Проточная горя- чая вода 70—90 10 — 15
Сушка Горячий воздух — 80—90 60/—120
195. Состав растворов для травления алюминия и его сплавов
Компоненты Содержа нис в Г/л Температура ванны в °C
Едкий натр 50 — 160 60—90
Едкий натр У гл с кисл ый н ятр и й 20—35 20—30 40—60'
Едкий натр Натрий хлористый 100 20 40—50
Едкий натр Натрий хлористый 150—200 200—250 50—60
Едкий натр Натрий фтористый 50 — 100 30—50 40
Серная кислота Хромовый ангидрид 360 60 60—70
196. Состав растворов для осветления алюминии и его сплавов
Компоненты Со дер жание в Г/л Назначение
Хромовый ангидрид Серная кислота 100 15 Для чистого алюминия
Азотн а я кисл ота Плавиковая кислота 900 30 Для сплавов алюминий — кремний
Азотная кислота 160 — 280 Для чистого алюминия и его сплавов
Хромовый ангидрид Серная кислота 100 15
197. Технологический процесс травления деталей из алюминия и его сплавов
Наименование операции Среда Режим работы
Температура в сС Время обработки в сек
Травление Едкий натр 70—80 10—15
Промывка Проточная холодная вода 18—25 10 — 15
Осветление •w Азотная кислота Серная кислота 18—25 5—10
Промывка Проточная холодная вода 18—25 10 — 15
Промывка Проточная горячая нода 70—80 Ю —15
Сушка Горячий воздух 80—90 5—10
198. Состав и режим работы ванн для травления магния и его сплавов
1 Компоненты Содер- жание в Пл Режим г равления
Темпе- ратура в °C Продол- жи! ель- ii ость травле- ния в мин
Уксусная кислота ледяная Азотнокислый натрий 175 50 20 — 25 0.5—1
Ортофосфорная кислота Азотная кислота 48 60 20—25 0,5—5
Азотная кислота Серная кислота ПО 18—20 0,5 — 1
Окись хрома Азотнокислый натрий Фтористый магний 180 30 0,25 75—85 0,5—2
Окись хрома Азотная кислота Плавиковая кислота 280 25 8 15—20 0,5—3
Окись хрома Азотн о к исл 1 jft натрий 180 280 15—20 0.5—2
Окись хрома 200 15—30 8—12
То же i 25 60 — 70 8—12
199. Состав растворов для травления никеля и его сплавов
Компоненты Содержание в Г/А Назначение
Серная кислота 230 Для никеля
Азотная кислота Серная кислота Азотнокислый натрий Натрий хлористый 8 140 60 90 Для никеля и монель металла
Серная кислота Сернокислое железо 100—230 40—120 Для мельхиора
Серная кислота Двухромовокислый ка- лий 100 15
200. Состав ванн для травления олова, свинца, цинка и кадмия
Компоненты Состав в % Назначение
Соляная кислота Азотная кислота 50—100 25—50 Для олова
Азотная кислота 50 — 100 Для олова, свинца, цин- ка, кадмия
Едкий натр Соляная кислота Серная кислота 50—60 40—100 30 — 100 Для цинка
Едкий натр 100—600 Для цинковых сплавов
Соляная кислота Присадка ПБУ 400—450 25 Для снятия ржавчины с оцинкованных изделий'
201. Состав и режим работы ванн для травления титана и его сплавов
Компоненты Состав в % Режим травления
1емпература в °C Время обработки в мин
Азотная кислота Плавиковая кислота 80 20 20—25 0.5
Азотная кислота Плавиковая кислота Вода 20 2 78 18—20 3 — 5
Соляная кислота Плавиковая кислота Вода 15 5 80 18—20 се сл
202. Тех ноле । ичсский процесс травления титана и его сплавов
Наименование процесса Компоненты Со- дер- жа- нис » /0 Режим работы
Тем- пера- тура Время обработки в мин
Шлифование — — — До удален и я есте- ственной окисной пленки
Травление Азотная кислота Плавиковая кис- лота «0 20 18—30 До выделения красного дыма
Промывка Дистиллирован- ная вода 18—20 —
Травление Двухромовокис- лый натрий Плавиковая кис- лота 50 50 70—80 20
Промывка Проточная вода — 18—20 —
203. Технологический процесс очистки
поверхности бериллия
Наиме- нование операции Компоненты Режим работы
Темпе- ратура в °C Время обработ- ки в мин
Промывка Дистиллиро- ванная вода 18—20 5 — 10
Травление Азотная кислота (70%-ная) 18—20 1
Промывка Проточная вода 18—20 5—10
Травление Сернокислый аммоний (10%-ный) 18—20 0,5
Промывка Проточная вода 18—20 5—10
204. Состав
травильных паст
Компоненты Со- став в % *
Бисульфат нат- рия Кремнефтористый магний Инфузорная зем- ля 30 5 65
Соляная кислота Глинозем Хлорид меди 8 2 90
Соляная кислота Инфузорная зем- ля 40 20
Фосфорная кис- лота Инфузорная зем- ля 20 20
Фосфорная кис- лота Крахмал Глицерин 80 10 10
* Вода добавляет- ся до получения тре- буемой консистенции.
Электрохимическое травление
Для ускорения процесса очистки применяют электрохимический
способ травления, при котором изделие помещают в качестве анода
(анодное травление) или катода (катодное травление) в электролита*
ческую ванну.
Анодное травление основано на растворении металла и механическом
отрыве окис лов выделяющимся кислородом. Во избежание чрезмерного
растворения металла и появления водородной хрупкости при этом про-
цессе требуется тщательное наблюдение за процессом. Катодом при
травлении служит обычно свинец или железо, анодом — изделие.
При катодном травлении в качестве анодов применяют свинцовые
листы, графит, уголь и олово.
Составы электролитов для травления чугунных и стальных изделий
приведены в табл. 205—207,
205. Составы электролитов и режим анодного травления углеродистой стали
Компоненты Содер- жание в Г/л Режим работы Назначение
Темпе- ратура в °C Плот- ность тока в а/дм3 Время обработ- км в мин
Серная кислота 200—250 40—60 5—10 10—20 Детали, имеющие большую окалину
Серная кислота Сернокислое же- лезо Натрий хлористый 10—20 200—300 30—50 18—20 5 — 10 15—30
Хлористое железо Соляная кислота 30—50 30—50 40—50 5—10 0,5 Детали с онескост- руенными поверхно- стями
Серная кислота Сернокислое же- лезо 150 50 60—80 100—200 0.1
Хлористый натрий Хлористое железо Соляная кислота 50 150 10 20—50 5—10 10—15 Детали, имеющие небольшую окалину
Серная кислота 100 30 100 0.5
Соляная кислота Плавиковая кис- лота 350 0,5 30—40 5 — 10 1—8 Железные сплавы с кремнием
206. Состав электролитов и режим анодного травления легированной стали
Компоненты Содер- жание в Г/л Режим работы
Темпе- ратура в °C Плотность тока в а/дм& Время обработ- ки в мин
Серная кислота ..... Едкий натр ....... Серная кислота ..... 50 500 80 — 100 60—70 150 40—50 20—30 10 20—30 10 — 15 10 5 — 10
207. Составы электролитов и режим катодного травления углеродистой стали
Компоненты Содержание в Г/л Режим работы Назначение
Темпе- ратура в °C Плот- ность тока в а/дм* Время обработ- ки в мин
Серная кислота 100— 150 40— 50 3 — 10 10 — 15 Диодом служит свинец или его сплавы с сурьмой
Серная кислота Соляная кислота Хлористый на грий 50 30 20 60 — 70 В —10 10— 15 Анодом служит кремни- стый чугун с 20 — 24% кремния или сплавы свинца с 10 — 15 % сурьмы
Комбинированное обезжиривание и травление
Для предварительной очистки деталей от продуктов коррозии,
окислов и жировых загрязнений применяют комбинированное обезжи-
ривание и травление. С целью антикоррозионной защиты при хранении
изделий после химической обработки применяют пассивирование
и сушку.
Составы и режимы работ ванн для комбинированной обработки
стали и чугуна приведены в табл. 208—210.
208. Состав и режимы работ вали для одновременного
обезжиривания и травления стальных изделий
Компоненты Содер- жание в Г/л Темпе- ратура ванны в сС Компоненты Содержа- ние в Г/л Темпера- тура ва нны в °C
Ортофосфорн а я кислота Эмульгатор ОП-7 или ОП-Ю Тиомочевина 100 — 300 3—5 3—5 60—70 Сери а я к исло га Эмульгатор ОП-7 или ОП-Ю Тиомочевина 30 3—5 3—5 50—60
Ортофосфорная кислота Фосфорнокислый натрий Эмульгатор ОП-7 или ОП-Ю Тиомочевина 100 50 30 5 70—75 Снятие шлама: хромовый ангидрид ортофосфор на я кислота 200 50 80—90
209. Состав и режим работы ванн
для комбинированной обработки
деталей из чугуна
Компоненты Содержание в Г/ л Режим работы
Темпе- ратура в °C Время обработ- ки в мин
Серная кислота Соляная кислота Эмульгатор ОП-7 100 50 5 50 5—15
210. Состав и режим работы ванны
для пассивирования чугунных
деталей после травления
Компо- ненты Содержание в Г/л Режим работы
Темпе- ратура в *С Время обработ- ки в мин
Нитрит натрия Углекис- лый натрий 15- го 2—3 18— 25 3—5
Очистка с помощью ультразвука
Ультразвуковая обработка резко сокращает процесс очистки дета-
лей от жировых загрязнений. Опа применяется в тех случаях, когда
другие способы не обеспечивают нужную чистоту поверхности. В ка-
честве очищающей среды используют органические растворители, ще-
лочные растворы, горячую воду, мыльный раствор и др. Краткая
характеристика ультразвуковых ванн приведена в табл. 211.
211. Характеристика ультразвуковых ванн типа УЗВ
Технические данные Типы установок
УЗ В-15 УЗ В-16 УЗВ-17 УЗ В-18
Количество встроенных пре- образователей Рабочая емкость ванн в л Полезная площадь зеркала ванны в мм2 Максимальная потребляе- мая мощность в кет .... 1 35 310X390 2,5 2 80 370X670 5.0 3 120 370X960 7.5 4 150 370X1250 10,0
После обработки ультразвуком изделия необходимо промывать
в чистой воде, а раствор очищать от примесей.
ПАЙКА С НАГРЕВОМ ПАЯЛЬНИКАМИ
Конструкции паяльников
Наиболее простой метод пайки с помощью паяльников широко при-
меняют во многих областях науки и техники при пайке изделий с боль-
шим количеством паяных швов, при монтаже сложных радиоэлектр и-
ческнх установок и в быту.
Простейший паяльник состоит из медного заостренного наконечника,
закрепленного на стальном стержне с ручкой. Независимо от способа
нагрева и конструкции основное назначение паяльника состоит в на-
греве припоя до расплавления, накапливании расплавленного припоя
и нанесении его на паяемое изделие, прогреве металла по месту пайки
и удалении излишков расплавленного припоя.
Для пайки крупных деталей, для которых требуется большое коли-
чество тепла, применяют паяльники весом до 5 кГ. Такие паяльники
неудобны в работе, в связи с этим крупные изделия перед пайкой пред-
варительно подогревают и паяют паяльником малого веса. Для пайки
Рис. 83. Паяльники, нагреваемые в горне:
а — молотковый; б — торцовый; в — фасонные
радиоэлектронной и телефонной аппаратуры и небольших по весу дета-
лей применяют паяльники весом до 100—200 Г.
Рабочую часть паяльника обычно заостряют под углом 30—40°.
Температура нагрева медных паяльников не должна превышать 400° С.
При более высокой температуре происходит растворение рабочей части
паяльника оловом.
В зависимости от расположения паяемого шва. от конфигурации
изделия и от назначения паяльники имеют самую разнообразную форму.
По способу нагрева паяльники делятся на три группы: без постоянного
подогрева, с непрерывным подогревом газом или жидким топливом
и с электрическим подогревом. Особую группу составляют паяльники
специального назначения. Нагрев паяльников первой группы (рис. 83)
осуществляют в пламени паяльной лампы или в специальных горнах,
работающих на жидком, твердом и газообразном топливе; подогрев
производят периодически по мере остывания паяльника.
Паяльники с непрерывным подогревом отличаются тем, что медный
стержень непрерывно подогревают открытым пламенем. В качестве
топлива применяют спирт, бензин, городской газ, ацетилен, водород.
Паяльники, обогреваемые жидким топливом (рис. 84), обычно состоят
из сосуда для топлива, горелки, запорных краников и стержня.
Такие паяльники очень удобны в работе и не требуют дополнительного
оборудования. Там, где имеется газообразное топливо, применяют
паяльники более простой конструкции, состоящие из горелки, смеси-
тельной камеры и сменного наконечника (рис. 85).
Паяльники с электрическим обогревом широко применяют в быту
и в промышленности. В зависимости от рода выполняемых работ их
выпускают различных типоразмеров и мощностей (табл. 212) с внутрен-
ним (рис. 86) или наружным (рис. 87) обогревом.
Нагревательные элементы изготовляют из жаростойкой проволоки,
намотанной на слюдяное или керамическое основание. Для сокращения
времени ремонта паяльника нагревательные элементы делают сменными.
Рис. 84. Бензиновые паяльники
Рис. 85. Газовые паяльники:
о — подогрев открытым газовым пламенем? б — подогрев газом в закрытой
камере
Рис. 86. Электрический паяльник с нагревательным элементом, распо-
ложенным внутри стержня
Рис. 87. Электрические паяльники с наружным обогревом:
а — универсальный со сменным нагревательным элементом; б — молотковый
большой мощности; в — угловой со сменным стержнем; г — малоинерционный
мнкронаяльник; д — электрический паяльник, приспособленный для пайки
тонких деталей
212. Технические данные электрических паяльников сопротивления
Техническая характеристика I 2 3 4 5 6
Напряжение питаю- щей сети d в ..... 220 127 36 24 12 6
Потреб л яема я мощ- ность в впг Сила тока в а ... 80 0.36 80 0,73 150 6,45 80 3.30 80 6.70 80 13,30
Диаметр провода об- мотки в мм ..... 0.80 0,15 0,70 0.5 0.85 1,40
Сечение провода об- мотки в мм* 0,00509 0,0177 0,385 0.196 0,567 1,54
Сопротивление нагре- вательной обмотки в ом 610 150 5.75 7,3 1,8 0,45
Длина провода об- мотки в мм 2,7 2,3 2,0 1.25 0,9 0.60
Диаметр рабочего мед- ного стержня в мл< . . 5 5 8 5 5 5
Примечания: 1. Материал нагревательной обмотки — нихро-
мовая проволока. 2. Температура нагрева нихромовой проволоки 700 0 С-
3. Температура на конце рабочего стержня паяльника 280 С.
4. Срок службы нагревательной обмотки паяльника 200 рабочих
часов.
Отечественная промышленность выпускает бытовые электрические
паяльники ио ГОСТу 7219—54 различной конструкции, рассчитанные
на напряжение 127 и 220 в с номинальной мощностью 35—200 вт.
Для удобства пайки, сокращения расхода припоя и электроэнергии
делают электрические паяльники с термостатическим микроирсрывате*
-0^0
Рис. 88. Электрические паяльники с автоматической подачей
припоя в виде проволоки
лем тока. Прерыватель выключает паяльник по достижении нужной
температуры и снова включает, когда он немного остынет.
При пайке в затемненных и тесных местах паяльник снабжают
вспомогательной лампочкой, включенной последовательно с нагрева-
тельным элементом. Лампочка хорошо освещает место пайки.
Для ускорения пайки применяют паяльники с автоматической пода-
чей припоя в виде проволоки (рис. 88). Известны паяльники с перемен-
ной мощностью, имеющие два нагревательных элемента (рис. 89),
переключаемых выключателем, вмонтированным в ручку.
Для нагрева паяльника можно использовать вольтову дугу (рис. 90).
Дуговые паяльники могут быть использованы для пайки припоями
Рис. 90. Электрические паяльники с дуговым обогревом
с температурой плавления до 600° С. Паяльник для нагрева на стыко-
вом сварочном аппарате показан на рис. 91.
Рис. 91. Паяльник для нагрева на стыковом сварочном
аппарате
Для пайки алюминия без применения флюса используют паяльники
с вибрирующей металлической щеткой (рис. 92). Металлическая щетка,
установленная в конической головке, присоединена к вибратору, кото-
рый, колеблясь с частотой 100 гц, вызывает колебание щетки. Вибри-
Рис. 93. Форма наконеч-
ников для электрических
паяльников
Рис. 92. Паяльник с вибрирующей металлической щеткой
Рис. 94. Наконечник для
отпайки
10
11
9
4 — пор-
щая пружина;
шснь; 5—пневматически й
6 — элекгро-
цил ин др;
магнит; 7 и й — провода;
9 — пружина; 10—кноп-
ка включения; 11—рычаг
8
7.
-41.
Рис. 95. Электропаяль-
ник с устройством для от-
сасывания:
/—трубчатый наконеч-
ник; 2— нагревательный
элемент; 3—удерживаю*
рующая щетка очищает поверхность алюминия от окислов и обеспечи-
вает его лужение. После лужения пайку осуществляют любым извест-
ным способом.
В зависимости от конфигурации паяемого шва наконечники к паяль-
никам могут иметь самую различную форму (рис. 93). Для одновре-
менного отсоединения нескольких проводов в печатных схемах приме-
няют наконечник (рис. 94), представляющий собой цельную головку
с каналами и прорезями для отвода расплавленного припоя.
Для демонтажа (распайки) соединений применяют паяльники, в ко-
торых стержень выполнен с каналом, соединенным через улавливаю-
щую камеру с вакуумом (рис. 95). Нагретый паяльник расплавляет
припой, который затем всасывается в камеру.
Материалы паяльников
213. Сплавы, применяемые для
изготовления паяльников
Компо- ненты Состав в %
1 2 3 4 5
Медь 100 99 85 94 88
Хром — 1 - 1 2
Никель " — 5 5 —
Серебро — 10 ”
Цинк ——- — 10
Материалы наконечников должны обладать высокой теплопровод-
ностью, хорошо лудиться, обладать пониженным окалинообразовапием
при температурах пайки, хорошо
сопротивляться действию расплав-
ленного олова и не корродировать
под действием флюсов. Самым рас-
пространенным материалом для из-
готовления наконечников является
чистая медь. Применение наконечни-
ков из меди связано с быстрым из-
носом и окислением рабочей части.
Чтобы уменьшить износ рабо-
чей части, в припой добавляют
0,5—1% Сг или изготовляют нако-
нечники из сплава меди с хромом,
никелем, серебром или цинком
(табл. 213). Иногда изготовляют биметаллические паяльники, состоя-
щие из стального корпуса, во внутреннюю часть которого заливают
медь. Медные паяльники, покрытые тонким слоем железа или никеля
толщиной 0,12—0,2 мм, имеют более длительный срок службы, чем
без покрытия.
Приемы пайки паяльником
Перед пайкой в первую очередь необходимо подготовить паяльник.
Для этого рабочий конец паяльника затачивают под углом 30—40°
и очищают от следов окалины (рис. 96, а); зачищенный паяльник нагре-
вают до 250—300D С (рис. 96, б), затем рабочий конец его погружают
во флюс (рис. 96, в) и тщательно залуживают припоем (рис. 96, г);
после, этого паяльник готов к работе. Подготовленное к пайке соеди-
нение очищают от пыли, жира, грязи и окислов, покрывают флюсом
(рис. 96, д) и разогревают паяльником до нужной температуры. Когда
шов прогреется до температуры плавления припоя, луженым концом
паяльника захватывают припой и переносят его в шов. Если припоя
требуется много, то он расплавляется паяльником непосредственно на
поверхности паяемого изделия. Пайку производят, передвигая паяль-
ник по шву, благодаря чему расплавленный припой затекает в зазор.
Некоторые приемы пайки паяльником приведены на рис. 97.
Рис. 96. Приемы подготовки паяльника к работе:
а — зачистка рабочей части паяльника; б — нагревание паяльника;
в — очистка рабочей поверхности паяльника от окалины в хлористом
цинке; г — захват паяльником припоя; д — нанесение флюса на спаи-
ваемые детали
Рис. 97. Приемы пайки паяльником:
а — пайка пластин встык; б — то же внахлестку} в — пайка тонкой
пластины с толстой внахлестку; г—пайка толстых проводов на куске
канифоли
Во время пайки следует внимательно следить за температурой
паяльника, не допуская его перегрева. Перегрев паяльника выше 400' С
повышает окалинообразование и затрудняет лужение наконечника.
Если паяльник перегрет, то полуда на его наконечнике становится
жидкой и не держится, сильно окисляется и выгорает. Во время дли-
тельной пайки необходимо периодически очищать рабочую часть паяль-
Рис. 98. Подетапка для паяльника
ника от окалины. Очистку следует производить стальной щеткой и на-
пильником. Наконечники с гальваническим покрытием очищают только
щеткой. Очищенный паяльник перед работой подвергают лужению.
Для предохранения от порчи паяльники следует хранить на подстав-
ках (вис. 98).
В качестве флюса при пайке паяльником применяют канифоль
и флюсы на ее основе, водные растворы хлористого цинка с добавками
различных хлористых солей.
В качестве припоя обычно используют легкоплавкие припои с тем-
пературой плавления до 400° С. припои с более высокой температурой
плавления можно применять только при пайке дуговым электропаяль-
ником.
ПАЙКА С НАГРЕВОМ ГАЗОПЛАМЕННЫМИ ГОРЕЛКАМИ
В серийном и индивидуальном производстве для нагрева изделий
при пайке применяют газопламенные горелки. Нагрев газовым пламе-
нем отличается большой универсальностью, позволяет осуществить
местный нагрев в ограниченной зоне изделия, применим при пайке
изделий любых размеров и форм, не требует сложного оборудования,
допускает механизацию и автоматизацию процесса. При автоматиче-
ском нагреве этот способ применим в массовом производстве.
Пайка с нагревом в пламени паяльных ламп
В мелких мастерских и в быту для нагрева изделий при пайке поль-
зуются пламенем паяльных ламп. Паяльными лампами производят
пайку чаще всего легкоплавкими припоями, но иногда применяют их
и при пайке тугоплавкими припоями со сравнительно невысокой тем-
пературой плавления (например, серебряными). Паяльными лампами
можно паять с менее тщательной подготовкой места спая, так как
пламя лампы обеспечивает выгорание различных загрязнений, находя-
щихся на поверхности изделия. При пайке место спая покрывают флю-
сом и начинают его греть до тех пор, пока пруток припоя при сопри-
косновении с деталью не начнет плавиться. Во время пайки необходимо
непрерывно добавлять как припой, так и флюс. В случае недостаточ-
ного количества флюса поверхность спая в результате нагрева окис-
ляется и затекание припоя в шов может прекратиться.
Для пайки применяют паяль-
ные лампы, работающие на бен-
зине (рис. 99), керосине и спир-
те. Температура пламени паяль-
ной лампы достигает 1000—
1100° С.
1орючие смеси, применяемые
в горелках
При пайке газопламенными
горелками в качестве топлива
применяют городской или при-
родный газы, водород или аце-
тилен, бензин или керосин. Для
поддержания горения горючие
вещества смешиваются в горелке
с воздухом или кислородом.
Физические свойства некото-
рых горючих веществ приведены
в табл. 214. Газовую смесь вы-
бирают в зависимости от воз-
можностей производства, паяс-
Рис. 99. Бензиновые паяльные лампы мого металла, применяемого при-
поя и требуемой температуры.
В результате сгорания газообразного горючего образуется пламя,
которое в зависимости от типа горючего и от соотношения его с ко-
личеством кислорода или воздуха
имеет различную температуру.
Для того чтобы получить быст-
рый и равномерный нагрев шва, не-
обходимо следить за правильным
строением факела пламени. Разли-
чают три вида пламени: нормальное
(ил и восстановительное), окисли-
тельное и науглероживающее.
Рис. 101. Распределение темпера-
туры б ацетилено-кислородном пла-
мени
Рис. 100. Схема нормального а цетиле-
но-кислородного пламени:
1 — ядро; 2—восстановительная зона;
3 — факел
Нормальное пламя (рис. 100) не вызывает окисления металла. Оно
состоит из ядра, восстановительной (рабочей) зоны и факела. Наиболее
высокую температуру (рис. 101) имеет пламя около конца ядра. Так
214. Физические свойства некоторых горючих веществ
Количество кисло- рода на 1 л3 горючего в СЛ3 переда- ваемое 1 в горелку ст -3* “ ст tO «О О СТ V5 СО СТ Ь- - ** w — г« ж. - а. сОтг—. — ОСМО —— сО СТ
необхо- димое для пол- ного сго- рания Ю СТ СТ О СТ СТ О СТ СТ со см о см io о —Г С4 оеч о
Наибольшая ско- рость распростране- ния пламени в м/сек в кис- лороде ст ст ст t'» । ст со ед ст 1
в воз- духе ст г- г- оо со ”7 — — Ж <» Л 1 _ еч сч о о о 1 о оо »— < 1J5
Пределы взрываемости (% содержания горючего газа в смеси) с кислородом О СТ сч СТ СО СО СТ со СТ СТ СТ г- 1 1 1 1 1 1 СО СТ тГ СТ СЧ СЧ СТ о 1
с воздухом СТ Ш Г- ОО О СТ - - - 1П ч* * - — —.<£> - . -ЧГ TJ. ст СО СО — СТ СО 04 —<CN—• 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 04 СТ СО сч ю ОО СО г- ст 04 СО 4f Q4 —’ СТ чг СТ
Низшая теплотворная способность в ккал/м? при 7G0 лглс вод. ст. и 20° С о о о о ст ст ст о о OOOOOOCTOlCT^r ОООООСТГ'-чС'—1 со СТ хг о СТ СТ | | | | СЧОЧСОСТГ-ОООСТСТ —’ См СЧ с о ст о о — 1О СТ ОО о Ч± Г^. сП ст СТ
Эо с инэнеьщ озонное! -OU'OHMOEBJ EdA-LCCl кенЦак ис1ц СТСТСТСТОСТСТСТОСТ Ст Ст ст «о ст ст ст ст ст о —’-^СТОСТС СТСТСТСТ СТ сч СЧ сч ОЧ СЧ 04 OJ сч СЧ
Наименование газа • ••* » а * • • • • » « * * »О 3 S и *° 2 а U « 2 u * ж а В • f Ьи % «а ж ' • о 3 £ % 3 fcj О S 5 !? <2> И О> Ь О SJ с я О ° fe JE < Ь- £ !г СХ — CJ zr о ф Р. >> о СХ О о Г-
как для пайки обычно требуется температура не выше 1000—1100° С,
то при работе с высокотемпературным пламенем (например, ацети-
лене-кислородным) разогрев шва производят более холодной наружной
частью факела.
Рис. 102. Схема окислительного ацети-
лено-кислородного пламени:
1 — ядро; 2—средняя зона; 3 — факел
При избытке кислорода или
воздуха в смеси образуется окис-
лительное пламя (рис. 102).
Науглероживающее пламя
образуется при избытке горючего
в смеси. При нагреве стали та-
ким пламенем происходит насы-
щение ее поверхности углеро-
дом. что приводит к повышению
твердости и хрупкости металла.
Типы горелок
В зависимости от применяемого горючего разработаны различные
типы горелок.
Для работы на природном или городском газе в смеси с воздухом
применяют горелки, работающие по принципу внешнего или внутри-
соплового смешения (рис. 103). Пламя этих горелок регулирует коли-
чество подаваемого газа и воздуха.
Для получения ацетилено-кислородного пламени широкое приме-
нение нашли горелки инжекторного типа (рис. 104 и 105).
Для работы на ацетилено-кислородной смеси при пайке могут быть
использованы горелки типа ГС-53. ГАР-2-56. ГСМ-53 (табл. 215—216;
рис. 106). «Москва», «Малютка» с набором сменных наконечников.
При работе на заменителях ацетилена может быть использован
ствол горелки ГС-53 с наконечником типа НЗП (табл. 217). Инжектор-
ные пропано-бутано-кислородные горелки типа ГЗМ-62 и ГЗУ-1-62
Ряс. 104. Схема инжекторной горелки:
/ — корпус горелки; 2 — кислородный вентиль; 3 — инжектор; 4 — отвер-
стия для яцетиленв; 5 — накидная гайка; 6 — смесительная камера; 7 —
трубка; 3 — мундштук; 9 — ацетиленовый вентиль
215. Техническая характеристика
наконечников горелок
ГС-58 и ГСМ-53
Номер на- конечников Рабочее давление кислорода в кГ/слй Расход в а/ч
кислорода ацетилена
0 0,5—4 22—70 20—65
1 1—4 55—135 50 — 125
2 1,5—4 130—260 120—240
3 260—440 230—400
4 430—750 400 — 700
5 2—4 740 — 1200 670—1100
6 1150—1950 1050 — 1750
7 1900—3100 1700—2800
(табл. 218—219) используют как заменители ацетиленовых горелок. Они
могут работать также на метане, природном и городском газах среднего
и низкого давления. По конструк-
ции они отличаются от широко
известных ацетилено-кислород-
ных горелок «Малютка», «Москва»
только размерами отверстий
в инжекторах и мундштуках.
Горелки, работающие на ке-
росине кислородной смеси, вы-
пускают двух типов: ГКУ-55 и
ГКР-1-57 (рис. 107). Они снаб-
жены однопламенными и сетча-
тыми сменными мундштуками
(табл. 220—222) и комплектуют-
ся бачком для питания горелки
керосином.
На рис. 108 и 109 показаны
бензо-воздушная горелка конст-
рукции ВНИИАвтоген и схема
ее питания. Эта горелка может
работать как обогреваемый га-
зом паяльник.
В ювелирном и зубопротезном деле применяют бензо-воздушную
паяльную установку с ножным мехом, горелкой и резервуаром для
бензина (рис. ПО), позволяющую нагревать до 800—1000° С. Тонкое,
216. Техническая характеристика горелки ГАР-2-56
Номер нако- неч- ника Рабочее давление кислорода и ацетилена в кГ/смг Расход ацетилена (мощность пламени) в л/ч Расход кислорода в л/ч
для р = 1,3 ч- 1.35 (при полностью открытых вентилях) для Р — 1,1 (нормальное пламя)
I 0.45 —1,2 50—120 65 — 160 55—130
2 0,5—1.2 120—240 160 — 320 130—265
3 0,55—1.2 240—400 320—530 265—440
4 400 — 700 530—900 440—750
5 0.6—1.2 680 — 1100 900—1450 750—1200
6 1050 — 1750 1400—2300 1150 — 1960
7 1700—2800 2300—3600 1900—3100
217. Техническая характеристика наконечников НЗП
№ нако- нечни- ков Расход в л/ч
Метан (природный газ) Коксовый газ Городской газ (типа Московского) Пропано-бута- новая смесь
0 40 — 120 75—230 50 — 150 20—50
1 120—280 230—520 150—340 50—120
2 210—530 500—990 340—630 115—230
3 500-810 930 — 1550 600—980 215—350
4 800 — 1300 1540—2450 980—1560 350—550
5 1100—1870 2080—3460 1350—2220 474—800
6 170—2900 3200—5380 2120—3520 730—1200
Примечав 50 лоч вод. ст. и е. Давление горючего газа должно быть не менее
218. Техническая характеристика горелок ГЗМ
Параметры Номер наконечника
0 1 2 3
Давление кислорода в к Г /см2 0,5—4 1—4 1,5—4 2—4
Расход кислорода в л/ч 50 — 140 105—260 260 — 540 520 — 840
Давление пропана а кГ/см2 ~ Не ниже 0,01
Расход пропана в л/ч к 15—40 30 — 70 70 — 140 140—240
219. Техническая характеристика горелок ГЗУ
ф* -5800 -1700
мундштуки 04 о о V3 со 1050-
с0 чг 1 о с <0 со 1 -1000 !
чатые О» о о 04 см 650-
о о чф 2200 650
нечнмка о ю со 0,01 -OOI'
Номер иако X >> ,<г чг 1 04 840—1400 Не ниже 240 — 400
3 Et Я ЧГ о ОО - 240
Односопловые му СО OJ о см tn 140-
04 тг 1 ю ♦» ®=ч 260—540 70-140
о <0 оч о t-
♦“* 1
105 о со
в л/ч сч =5
3 Ci. н о Я га & га К Давление кислорода "/см* Расход кислорода в Давление пропана вкГ\ Расход пропана в л/ч
а
эрелки ГКР-1-57 слород Расход в м3/ч чГ 04 04 — 04 чг 1 1 1 С0 0] OQ О — — ОС 1Q С 1 1 чГ 0 04 V 5 j 4 > е керосина в
'ехлическая характеристика г< г— л— । Давленне в кГ/см* нопламенные СО 1 04 Z Q ё «о о 2-3 1 > и е. Давлен и [ я
Керосин Расход в кГ/ч о 0,3-0,7 0,6—1,1 0,9-2,1 сП -яг 04 СО 1 1 04 10 — 04 Тримечан j 1,5—3 кГ/см5
L чгг яоя -ХхгпЕнли — 04 СО Чф 10 1 бачке
д
слород Расход в м2/ч 0,30-0,80 0,5-1,4 0,7—1,8 1,0-2,7 04 04 СП 1 1 04 04 со а в бачке
zKOljy. я эинэгавД1 ые 3 чГ ie керосин
Керосин Расход в кГ/ч Однопламенн 0,16—0,46 0,3—0,8 0,4-1,0 0,6-1,5 Сетчаты< 0,67 — 1,9 1,5-4,0 и е. Давлент
Диаметр ДОЗ ы в мм 3'5 СОСО н е ь а и и
Q. OJ О Г мунд- ин ука 04 сП ЧГ Ю 1 1 Пр 1,5-3
X
ей
4J
2
222, Техническая характеристика бензо-воздушной горелки
Размеры мундштука или паяльника Давление воздуха в к Г/см* Расход воздуха от компрессора в л/ч Расход бензина в Г/ч
Газовая горелка с наконеч- никами диаметром сопла в мм; 20 0,1 —1,0 130 — 1800 20—400
30 0,1-1,5 140—2700 20—520
Газовый паяльник с весом паяльной призмы в Г: 240 0,1—0,5 130 — 1260 20—220
90 0,1—0,5 130 — 1260 20—220
40 0,1—0.2 130—270 20—40
30 0,1—0,2 130—270 20—40
игольчатого типа пламя горелки регулируют краном, установленным
над рукояткой.
Для транспортировки и хранения сжатых, сжиженных и растворен-
ных газов применяют баллоны (рис. 111), которые по ГОСТу 949—57
Рис. 109. Схема газопитателя бензо-
воздушной горелки ВН ИИАвтоген:
/ — постовой регулятор давления;
2—тройник; 3—бензиновый бачок;
4 — горелка
Бензо - воз душная
смесь
6 Справочник лаялыцика 1343
имеют два типа: емкостью до 12 л (малой емкостью) и от 20 до 55 л (сред-
ней емкостью) с давлением до 200 кПсм\ Окраска и надписи на балло-
нах зависят от содержащегося в них газа (табл* 223).
Рис. ПО. Бензо-воздушна я паяльная установка
Рис. 111. Баллоны для сжа-
тых и растворенных газов:
1 — предохранительный баш-
мак; 2—вентиль; 3 —кольцо
горловины; 4 — корпус бал-
лона; Б — опорный башмак
223. Окраска и надписи на баллонах в зависимости
от наполняемого горючего газа
Г 33 Окраска баллона Надпись Цвет надписи
Ацетилен Водород Воздух Кислород Нефтегаз Все другие горю- чие газы Белая Темно-зеле- ная Черная Голубая Серая Красная Ацетилен Водород Сж. воздух Кислород Нефтегаз Наименова- ние газа Красный Красный Белый Черный Красный Белый
Для заполнения баллонов и выпуска из них газа служат вентили
(рис. И2), к которым присоединяют редуктор. Редукторы для сжатых
газов предназначены для понижения и регулирования давления газа
до рабочего и по принципу работы разделены на редукторы прямого
Рис. 112. Вентили для баллонов:
а — кислородный; б — кислородный мембранного типа?
в—кислородный с шариковым уплотнителем; е—ацетиле-
новый; / — сальниковое уплотнение; 2 — шпиндель;
3 — пружина; 4 — клапан вентиля; 5 — соединительная
муфта; 6—маховичок
и обратного действия (рис. 113). В зависимости от рода редуцируемого
газа они отличаются между собой окраской и способом присоединения
к баллону. На редукторах имеются запорный винт, которым поль-
зуются при прекращении подачи газа к горелке, и предохранительный
клапан, рассчитанный на давление 25—30 атм. Редукторы снабжены
двумя манометрами: один показывает давление газа в баллоне, дру-
гой — рабочее давление газа. При эксплуатации редуктора необходимо
соблюдать правила его установки на вентиль баллона, оберегать от
ударов и содержать его в чистоте.
Рис. 113. Схемы редукторов:
а — обратного действия? б — прямого действия; 1 — штуцер; 2 — манометр
высокого давления; 3 — камера низкого давления; 4 — камеры высокого
давления; 5 — редуцирующий клапан; 6 — предохранительный клапан?
7 — манометр низкого давления; 8 — камера низкого давления; У —• пружина;
10 — винт; 11 — мембрана; 12 — штифт
Рис. 114, Схемы основных систем ацетиленовых генераторов:
а — «карбид в воду»; б—«вода на карбид»; в—«контактная с погру-
жением карбида»; г — «контактная с вытеснением воды»
Ацетилен получается в результате реакции взаимодействия карбида
кальция с водой
СаС2 + 2Н2О — Са (ОН)а + С2Н2 + 30,4 кал.
Из 1 кг чистого карбида теоретический выход ацетилена состав-
ляет 344,5 л. Аппарат для получения ацетилена называют ацетилено-
выми генераторами (ГОСТ 5190—60). В зависимости от взаимодействия
карбида кальция с водой промышленность выпускает несколько систем
генераторов (рис. 114).
Технология пайки с применением горелок
Прежде чем приступить к пайке, необходимо выбрать тип горелки
и помер наконечника. Их выбирают с учетом материала соединяемых
деталей, припоя и горючей смеси.
Перед пайкой изделие очищают от окалины и ржавчины, собирают
с заданным зазором в приспособлениях и располагают на верстаке так,
чтобы во время пайки обе руки паяльщика оставались свободными,
так как в одной руке рабочий держит горелку, а в другой припой.
При пайке необходимо тщательно следить за правильным строением
факела пламени, не допуская образования копоти, которая осаждается
на изделии и препятствует растеканию припоя.
Пайка медно-цинковыми припоями наиболее качественно получается
при нагреве окислительным пламенем, так как в этом случае окислен-
ный поверхностью слой расплавленного припоя препятствует испаре-
нию цинка из припоя, тогда как в восстановительном пламени этого не
происходит.
При пайке нержавеющих сталей и жаропрочных спланов рекомен-
дуется применять нормальное пламя: избыток ацетилена при пайке
хромосодержащих сплавов приводит к образованию карбидов хрома,
которые при эксплуатации изделия вызывают межкристаллитную
коррозию.
Пламя горелки следует держать впереди растекающегося припоя,
чтобы избежать его окисления и расплавления раньше, чем прогреется
основной металл. При этом припой хорошо затекает в более горячие
места. Место спая необходимо прогревать возможно быстрее, чтобы
избежать выгорания припоя и увеличить эффективное действие флюса.
При пайке важно, чтобы все участки паяемых поверхностей были
покрыты флюсом, в противном случае незащищенные места окислятся
и прочность спая значительно снизится. Отрицательное действие на
расплавленный флюс оказывает перегрев. Это, как правило, приводит
к выгоранию компонентов флюса и к потере его флюсующих свойств»
Перегрев боросодержащих флюсов при пайке никелевых сплавов при-
водит, кроме того, к насыщению припоя и основного металла бором
с образованием хрупких соединений, снижающих качество шва.
Большое значение имеет способ подвода флюса к месту пайки. В слу-
чае применения порошкообразного сухого флюса перенос его осуще-
ствляют нагретым прутком припоя. Припой слегка нагревают и опу-
скают в баночку с флюсом; небольшое количество флюса при этом
остается на конце нагретого прутка припоя. Флюс в виде пасты наносят
или щеткой или деревянной лонагкой. Жидкий флюс наносят на изде-
лие погружением в него изделия или с помощью кисточки. Для лучшего
смачивания поверхности изделия рекомендуется применять подогретый
флюс. Остатки флюса и образовавшиеся, при пайке окислы удаляются
механически и промывкой изделия в Горячей воде.
Припой к месту спая подводят, когда полностью расплавится флюс
и паяемый металл нагреется до температуры растекания припоя. В мо-
мент подвода припоя горелку переносят для прогрева другого, близ-
3
Рис. 115. Схема распределительного устройства для питания кислородом (рампа):
/ — распределительные магистрали; 2 — штуцеры; 3 — запорные вентили; 4 — проходной вентиль высокого давления;
5 — медные трубки; 6 — накидные гайки; 7 — стеллаж для баллонов
Рис. 11G. Схемы поста
при газопламенной
пайке:
а—схема № 1; б—схе-
ма № 2: в — схема
№ 3; г — схема № 4;
д — схема № 5; е —
схема № 6; / —кисло-
родный баллон; 2 —
кислородный редук-
тор; 3 — баллон с го-
рючим газом; 4—ре-
дуктор горючего газа;
5 — шланги; 6 — го-
релка; 7 — кислород-
ный трубопровод; S—
трубопровод горючего
газа; 9—предохрани-
тельный затвор; /б —
кислородный посто-
вой вентиль; /7—ге-
нератор; 12 — баллон
с ацетиленом; 13 —
флюсо питатель ФГФ;
14 —-осушитель; /5 —
бачок для керосина
лежащею участка. Припой при газопламенной пайке обычно приме-
няют в виде прутков или тонко нарезанных кусочков.
В цехах, где имеется много паяльных участков, устраивают центра-
лизованную подачу газов по трубопроводам. Ацетилен подают от аце-
тиленовых станций, кислород — от рамповых распределительных стан-
ций или газификаторов.
Устройство кислородной рампы показано на схеме рис. 115.
В воде допускается совместная прокладка ацетиленопроводов и кис-
лородопроводов, во всех других случаях прокладка трубопроводов
должна вестись раздельно, расстояние между проводами должно быть
не менее 250 мм, если канал или траншея засыпаны песком или грун-
том и трубы покрыты двумя слоями битума для защиты от коррозии.
Кислородные трубопроводы окрашивают в голубой, а ацетиленовые
в белый цвет.
Рамповая станция размешается в несгораемом помещении с легкой
сгораемой кровлей или может примыкать к зданию цеха при условии
изоляции брандмауером. В таком помещении допускается хранение
только одной смены баллонов. Для предохранения баллонов от паде-
ния. их крепят к стеллажу рампы цепочками или хомутами.
Пост для пайки оборудуют в зависимости от состава газовой смеси.
Схема постов показана ла рис. 116.
От правильной эксплуатации и исправности горелок зависит не
только качество пайки, но и безопасность работы; поэтому перед на-
чалом работы следует тщательно проверить работоспособность горелки.
Подготовка ацетиленовой горелки к работе состоит из следующих
операций:
1) надеть резиновый шланг от кислородного баллона на соответ-
ствующий ниппель горелки;
2) в ствол горелки вставить наконечник;
3) отрегулировать давление кислорода на редукторе;
4) открыть кислородный вентиль на горелке, при этом в ацетиле-
новом канале должно создаваться разряжение;
5) если разряжение в ацетиленовом ниппеле есть, то к горелке под-
соединяют ацетиленовый шланг; если нет разряжения, то нужно снять
наконечник, произвести осмотр и устранить неисправность (прочистить
мундштук, инжектор, смесительную камеру и притереть инжектор
и седло конуса).
После проверки можно приступать к работе. Первым открывают
кислородный вентиль, а затем ацетиленовый. Смесь газа необходимо
зажигать как можно быстрее, в противном случае скопление горючего
газа при воспламенении может привести к взрыву. Пламя регулируют
постепенным закрыванием ацетиленового вентиля. Пламя гасят в обрат-
ном порядке: сначала закрывают ацетиленовый вентиль, затем кисло-
родный. Некоторые неисправности в работе горелки и способы их
устранения приведены в табл. 224.
При эксплуатации горелок на жидком топливе следует соблюдать
следующие основные правила:
1) регулярно, один раз в неделю, очистить испарители и асбестовую
оплетку; если оплетка уплотнилась и пригорела, ее необходимо за-
менить;
2) мундштук чистить латунной или медной иглой;
3) сальники уплотняют асбестовым шнуром, пропитанным жидким
зеленым мылом;
224. Неисправность в работе горелок и способы их устранения
Неисправность Способы устранения
Хлопки при зажигании горел- ки, и при полном открытии аце- тиленового вентиля нет избытка ацетилена Подтянуть накидную гайку или по- высить давление кислорода
Обратные удары или частые хлопки Загасить пламя горелки, погрузить наконечник в воду и прочистить мунд- штук латунной или медной иглой
Пропуск газа в сальниках, вен- тилях и в других соединениях Загасить пламя горелки, подтянуть сальниковые гайки и сменить сальни- ковые набивки
Отрыв пламени Поставить мундштук большего раз- мера
4) не допускать перегрева горелки, для чего при длительной работе
головку следует охлаждать водой при приоткрытом кислородном
вентиле;
5) при засорении выходных отверстий мундштука следует отвернуть
его, прочистить или продуть;
6) периодически проверять затяжку всех узлов горелки;
7) при обратном ударе следует погасить горелку, для чего закрыть
сначала краник для горючего, затем кислородный вентиль и вентиль
для горючего на бачке;
8) давление в бачке с горючим должно быть всегда ниже давления
в кислородной линии.
ПАЙКА С ЭЛЕКТРОНАГРЕВОМ
Пайка с электроконтактным нагревом
При электроконтактной пайке (пайке сопротивлением) соединяемые
изделия нагреваются теплом, выделяемым при прохождении через них
электрического тока. Для быстрого нагрева изделия необходимо иметь
плотный электрический контакт. Неровности на контактирующих
плоскостях или недостаточное сжимающее усилие приводят к перегреву
в местах плохого контакта и даже местному о плав тению изделия.
Электроконтактный метод нагрева применяют при пайке небольших
деталей электроприборов, твердосплавного инструмента, теплообмен-
ников, часовых пружин и ленточных пил. Силу тока регулируют так.
чтобы нагрев изделия был быстрый и равномерный. При слишком
большой силе тока возможно оплавление изделия; при слабом токе
значительно удлиняется время пайки. Некоторые примеры электрокон-
аактного нагрева изделий под пайку показаны на рис. 117.
При пайке с контактны нагревом на изготовленные изделия нано-
сят припой и флюс, после чего их устанавливают между электродами,
сжимают и пропускают ток. По истечении определенного времени ток
отключают. Давление поддерживают до тех пор, пока припой пол-
ностью не затвердеет.
Рис. 117. Примеры пайки с элсктроконтактным
нагревом:
а—между электродами сварочной машины; б—ро-
ликовым электродом; о — двумя электродами; г—
одним электродом; д — в ручных клещах
Пайка с нагревом токами высокой частоты
Металлическое изделие, расположенное в индукторе, питаемом от
высокочастотного генератора, подвергают воздействию переменного
магнитного поля. Магнитное поле в металле индуктирует электродви-
жущую силу, под действием которой в нем возникают электрические
токи, разогревающие изделие до необходимой температуры.
В зависимости о г конструкции паяемых изделий их нагревают непо-
средственно от индуктора (прямой нагрев) или за счет теплоотдачи от
графитового или стального вкладыша, нагреваемого т. в. ч. (косвенный
нагрев). Применение т. в. ч. позволяет очень быстро нагреть деталь
до температуры плавления припоя при наименьшем его окислении
и короблении изделия и дает возможность непосредственно вести наблю-
дение за ходом всего процесса пайки.
Пайка с индукционным нагревом, по сравнению с другими спосо-
бами, имеет следующие преимущества:
большая производительность процесса;
возможность автоматизации;
кратковременный нагрев, благодаря чему металл меньше окис-
ляется, ограничивается протекание диффузионного процесса;
легко устанавливается и выдерживается постоянная температура
нагрева;
хорошие условия труда;
с помощью индукционного нагрева можно паять в вакууме или
в защитных средах, применяя для этих целей специальные контейнеры.
К недостаткам этого процесса следует отнести большие первона-
чальные затраты и трудность пайки деталей сложной конфигурации.
Рис. 118. Схема машинного i ей ера тора:
М — трехфаэовый электродвигатель; Г — генератор повышенной частоты;-
Ар — амперметр обмогки возбуждения; К — контактор; V р — вольтметр
генератора; Ар — амперметр тока генератора; Ci — конденсаторная батарея;
СЛ — регулирующая часть конденсаторной батареи; Bq —выключатель кон-
денсатора; Тр — трансформатор повышенной частоты; И — индуктор; Д —
деталь; Л — амперметр тока конденсаторной батареи; Aq — амперметр кон-
турного тока; В — регулятор тока обмотки возбуждения
Индукционной пайкой можно соединять все токопроводящие мате-
риалы (сталь, медь, алюминий, твердые сплавы) и керамику, если она
предварительно покрыта металлическим слоем. Нагрев т. в. ч. широко
Рис. 119» Схема высокочастотного лампового генератора:
Тр — трансформатор высокого напряжения; ВЛ — ламповый выпрямитель;
Др — дроссель; С — конденсатор; ОС — обратная связь; Д — сопротивление;
В — выключатель нагрева; О — генераторная лампа; С\ — конденсаторная
батарея контура; С£ — отключаемая часть конденсаторной батареи; ТрА —
высокочастотный трансформатор; И — индуктор; /1 — амперметр; Д — деталь
применяют при нанайке .пластинок твердого сплава» в радиотехнике
и электронике и во многих других областях промышленности.
Источником энергии при пайке с нагревом т. в. ч. служат машинные
(рис. 118), ламповые (рис. 119) и искровые (рис. 120) генераторы. Мощ-
ность. необходимая для пайки, зависит от теплопроводности нагревае-
мого металла; чем она лучше, тем больше потребная мощность. Для
пайки небольших деталей, электро- и радиоизделий, деталей счетных
и пишущих машин применяют установки мощностью 1—15 кет. Для
нагрева более массивных деталей и имеющих большую толщину сте-
нок (до 15 лш) применяют установки мощностью 5—50 кет. Для полной
загрузки мощных генераторов допускается использование их для по-
очередного питания двух или нескольких установок.
Рис. 120. Схема высокочастотного искрового генератора:
Тр — трансформатор; Р — искровые разрядники; С — кон-
денсаторы контура; Ик — индукционная катушка контура;
И — индуктор
Технические характеристики отечественных ламповых генераторов,
используемых для нагрева, приведены в табл. 225-
225. Технические характеристики высокочастотных установок
Параметры Л Г-60 А ЛГ-бОБ Л Г-30 А Л Г-30 Б «
Номинальная мощность, потребляемая в сети, в кеа 80 50
Номинальная мощность силового транс- форматора в кеа 75 50
Номинальная колебательная мощность ге- нератора в кет ....... 60 30
Полезная колебательная мощность гене- ратора в кет . . 40 20
Максимально допустимый анодный ток ге- нераторной лампы на . 4 4
Номинальный анодный ток генераторной лампы в а 3,5 3.5
Максимально допустимый сеточный ток генераторной лампы а а 0,6 0,6
Номинальный сеточный ток генераторной лампы в а 0,5 0.5
Продолжение табл- 225
Параметры ЛГ-GOA Л Г-60 Б Л Г-30 А Л Г-30 Б
Номинально допустимое значение сеточного тока генераторной лампы в а . • 0.1 0,1
Рабочая частота генератора в кгц .... 150—250 150—250
Напряжение силовой питающей сети в в 220 или 380 220 или 380
Напряжение для цепей управления в в 220 220
Переменное напряжение на газотронах в в 7650 7650
Выпрямленное анодное напряжение в в 10 300 10 300
Тин генераторных ламп Г-431 Г-431
Количество генераторных ламп в шт. . . 2 1
Тип газотрона ВГ-237 ВГ-237
Охлаждение генераторных ламп - . . . . Водяное
Расход воды в л/мин 50 30
Непосредственный разогрев паяемых изделий происходит в индук-
торе, изготовленном из медной трубки овального, круглого или прямо-
угольного сечения, охлаждаемой водой. Форму индуктора выбирают
в зависимости от формы паяемого изделия (табл. 226).
226. Типы индукторов
Продолжение табл. 226
Однсвитковый круглый из трубки
квадратного сечения
Много вит ков ы Й цил ин др и ческой
формы
Одновиткевый прямоугольный
из трубки квадратного сечения
С двумя витками, соединенными
последовательно (а) и параллельно (б)
Л й
М
Прямоугольный с параллельным (о)
и последовательно включенными
(б) витками
Переносный одновитковый
круглого типа
Трехвиткопый фасонный
из круглой трубки
Двухпозиционный для пайки
цилиндр нческих деталей
Многовитковый прямоугольной
формы
Для нагрева деталей изнутри
Большое значение при пайке имеет расстояние между индуктором
и изделием. Его выбирают в зависимости от размера и конфигурации
детали, толщины стенок; обычно это расстояние составляет 2—20 мм.
Для пайки тонкостенных деталей берут меньший зазор, для толсто-
стенных и массивных — расстояние от индуктора увеличивают. Из-за
опасности перегрева изделия расстояние между индуктором и деталью
около углов берут больше, а в местах с большим теплоотводом его,
наоборот, сокращают. Некоторые примеры правильного конструиро-
вания и расположения индукторов приведены в табл. 227.
227. Расположение индуктора в месте пайки
Для равномерного нагрева в зоне
пайки необходимо, чтобы расстояние
между индуктором и трубой было
больше, чем между индуктором
и плитой
Нагрев под пайку.
Соединение вала со «тулкой
Если нагревать внешним индуктором,
то наружная часть расширится
и в контакте возникнет большой
зазор, который ухудшает теплоотдачу..
Этого можно избежать, если нагревать^
изнутри I
При пайке небольшой детали
с массивной необходимо нагревать
последнюю
Расположение индуктора
при пайке труб
Ра с по л о же н ие и н д у кто р а
при пайке инструмента
Индуктор располагают так, чтобы
паяемые части находились в области
действия индуктора
Соединение пересекающихся
и скрещивающихся труб
Продолжение табл. 227
Соединение штампованных деталей
из разнородных металлов
Соединение крышки с коробкой
Чистота паяемых поверхностей при индукционной пайке, так же
как при всех других методах, является основным условием получения
прочного, доброкачественного шва. Поэтому перед сборкой детали под-
вергают обезжириванию и механической очистке от окислов, плен
и окалины. Сборку деталей производят на подставке или в приспособле-
ниях, изготовленных из тепло- и токоизолирующего материала.
Простейшим видом пайки методом высокочастотного нагрева яв-
ляется метод, при котором подготовленные под пайку детали вручную
но одной штуке подают в индуктор с включением и выключением тока
ручным или ножным выключателем. Такой вид пайки малопроизводи-
телен, и качество пайки во многом зависит от квалификации рабочего.
При этом качество пайки будет лучше, если включение индуктора вы-
полняют вручную, а отключение автоматически.
Время нагрева при этом способе обычно для каждой детали
подбирают опытным путем.
Для лучшего использования генератора и увеличения производи-
тельности применяют непрерывную подачу паяемых деталей в много-
местный индуктор — без выключения индуктора. Этот вид пайки ши-
роко применяют при изготовлении режущего инструмента.
Для выравнивания температур и устранения перегрева или оплав-
ления выступающих кромок при пайке т. в. ч. толстостенных деталей
рекомендуется процесс пайки вести с прерывистым подогревом. В слу-
чае, если требуется предохранить от нагрева какую-либо часть детали
от нагрева, между деталью и индуктором располагают экран из мед-
ного листа.
При большом числе одинаковых деталей целесообразно применять
автоматическую подачу их в индуктор. Подача может быть непрерывной
и периодической. В первом случае детали устанавливают на конвейер-
ную ленту, которая с постоянной скоростью подает их в проходной
индуктор, где происходит разогрев и пайка. Периодическая подача
дезалей в индуктор требует специальных автоматов, обеспечивающих
подачу в индуктор, включение и выключение его через определенное
время, вывод детали из индуктора и подачу новой детали для пайки.
Наиболее широко применяют непрерывный вид автоматической пайки.
Примеры автоматической пайки инструмента приведены в табл. 228.
Для предотвращения окисления металла при пайке тугоплавкими
припоями с помощью индукционного нагрева возможно паять в ва-
кууме и в защитной атмосфере. При пайке в вакууме (рис. 121) изде-
лие помещают под стеклянный колпак (или в специальную камеру),
из-под которого затем откачивают воздух до разряжения около 10“3 мм
рт. ст. Деталь нагревают кольцевым индуктором. После окончания
228. Механизация процесса пай км твердосплавного инструмента
Последовательное введение
головки резца в индуктор
при возвратно-поступательном
движении механизма
Резцы проходят через индуктор
по конвейеру
1 — • —. ---- _ ----------
1 1оследовател ьное внеден не
нескольких головок резцов
D индуктор
Пайка резцов на вращающемся
столе
нагрева и паики
до температуры
индуктор отводят,
150—200° С, после
Рис. 121. Пайка под колпаком в ва-
кууме;
выдерживают деталь под вакуумом
чего пространство под колпачком
соединяют с воздухом и вынимают
деталь. Несмотря на высокое каче-
ство паяных изделий, этот вид пайки
Рис. 122. Пайка в контейнере с за-
щитной атмосферой;
1 — индуктор; 2—стеклянный колпак?
3 — паяемые детали; 4 — подставка?
5—уплотнение; 6—охлаждаемый фланец
1 — индуктор; 2 — паяемые детали
3 — подставка; 4 — контейнер?
5 — песчаное уплотнение
из-за очень низкой производительности и высокой стоимости вакуум-
ного оборудования находит ограниченное применение.
Индукционная пайка в защитной атмосфере может быть произве-
дена в контейнере, изготовленном из листовой жаропрочной стали
(рис. 122). Вокруг контейнера располагают многовитковый индуктор.
Установив подготовленные к пайке детали на специальные подставки,
контейнер закрывают и производят продувку его защитным газом до
полного удаления воздуха и только после этого включают генератор*
продолжая непрерывно подавать газ до полного окончания процесса
пайки. Крупногабаритные контейнеры разогревают периодическим
включением и выключением индуктора. Температуру в контейнере
контролируют термопарой, установленной внутри контейнера. Этот
способ пайки производительный и легко поддается автоматизации.
Пайка с нагревом вольтовой дугой
Вольтова дуга горит между двумя угольными электродами (рис. 123)
или между угольным электродом и паяемым изделием. Ток к электро-
дам подается от машины для дуговой сварки, аккумуляторных батарей
Рис. 123. Ручное приспособление для пайки
вольтовой дугой
или от понижающего
трансформатора.
Высокая температура
дуги позволяет вести пай-
ку очень быстро и этим
самым предотвратить окис-
ление припоя. Процесс
пайки состоит в обычной
очистке изделия от окис-
лов и жира, покрытия мест
спая флюсом и ввода при-
поя. После подготовки
место спая нагревают
вольтовой дугой. Количе-
ство тепла, необходимое
для пайки, регулируют
расстоянием между элек-
тродами или расстоянием дуги от места нагрева.
Нагрев вольтовой дугой применяют при пайке проводов, ленточ-
ных пил, деталей приборов и двигателей.
Пайка в керамических блоках и в электронагревательных плитах
Для пайки мелких однотипных изделий применяют нагрев их в гра-
фитовом блоке (рис. 124), зажатом в губках сварочной машины, или
в керамическом блоке, нагреваемом нихромовой спиралью.
Рис. 124. Приспособ-
ление для нагрева
в графитовом блоке;
1 — паяемая деталь}
2 — припой; 3 — гра-
фитовый блок; 4 —губ*
ки сварочной машины;
5 и 6 — трубки для
подвода воды; Тр —
трансформатор
Графитовый блок, конструкция которого зависит от формы соеди-
няемых деталей, нагревается электрическим током большой силы.
Для быстрого нагрева при пайке однотипных деталей применяют
специальные нагревательные плиты, обогреваемые при помощи встроен-
ных в них элементов сопротивления. Электронагревательные плиты
могут быть применены при пайке в вакууме и в контролируемой атмо-
сфере.
ПАЙКА В ЖИДКИХ СРЕДАХ
Метод пайки, осуществляемый нагревом деталей расплавленным
флюсом или припоем, отличается высокой производительностью, боль-
шой скоростью нагрева и высокой точностью регулирования тем-
пературы.
Пайка в ванне с расплавленным припоем
Метод погружения изделия в расплавленный припой применяют при
пайке изделий с большим количеством или большой протяженностью
паяных швов. В случае пайки этим методом массивных изделий их
необходимо предварительно подогревать.
Для пайки погружением собранного узла в расплавленный припой
изделия очищают от окислов и грязи, обезжиривают, травят, скреп-
ляют между собой и окунают во флюс (обычно находящийся в жидком
состоянии) так, чтобы этот флюс проник внутрь паяемых швов; после
этого изделие погружают в ванну с расплав пенным припоем.
Процесс паяния погружением в расплавленные свинцово-оловяни-
стые припои очень часто совмещают с процессом лужения всего изде-
лия. Если необходимо запаять только один шов, то всю остальную
часть изделия покрывают каким-либо защитным слоем для предотвра-
щения лужения. Хорошей защитой от лужения свинцово-оловянным
припоем служит покрытие раствором жидкого стекла или смесью его
с каким-либо наполнителем (мел, сурик и г. д.). При пользовании
этими защитными растворами следует тщательно оберегать место пайки
от попадания на него брызг жидкого стекла, так как это вызовет резкое
ухудшение качества пайки; особую осторожность следует соблюдать
при пайке герметичных швов.
Для предохранения ванны от окисления поверхность ее посыпают
перед погружением детали в ванну хлористым аммонием, окислы сни-
мают деревянной лопаткой.
Метод погружения в расплавленный припой имеет большое рас-
пространение в автомобилестроении при изготовлении радиаторов,
приборов, электронного оборудования (рис. 125) и пайке печатных
схем. Разновидностью этого метода является капиллярная пайка,
основанная на способности расплавленного припоя втягиваться под
действием капиллярных сил в узкие зазоры. Методом капиллярной
пайки осуществляют, например, припайку опорных пластин к сотам
автомобильных радиаторов.
Недостатком пайки погружением в расплавленный припой является
постепенное загрязнение припоя медью, цинком, железом и другими
металлами, чго приводит не только к повышению температуры плав-
лення припоя, но и к заметному ухудшению качества паяемых деталей,
особенно со швами, от которых требуется герметичность.
Рис. 125. Процесс пайки погружением:
а — пайка печатной схемы; б — одновременное лужение
нескольких лепестков
Пайка в расплавленных соляных ваннах
При пайке в расплавленных соляных ваннах собранное под пайку
припоем погружают в расплавленную соль,
которая служит источником тепла для нагре-
ва изделия и одновременно предохраняет де-
таль от окисления.
При пайке в соляных ваннах достигается
высокое качество и значительно сокращается
расход припоя. Этот метод обеспечивает боль-
шую скорость пайки и равномерный нагрев
изделий, возможность одновременно паять
несколько узлов, совмещать пайку с термо-
обработкой, легко поддерживать заданную
температуру.
В расплавленных солях часто паяют жа-
ропрочные сплавы, углеродистые и конструк-
ционные стали, медь, никель и алюминий.
Печи-ванны, которые могут быть исполь-
зованы для пайки погружением в расплав-
ленные соли, различают по способу их на-
грева. Простейшая соляная ванна представ-
ляет собой тигель, обогреваемый пламенем
или электрическим током (рис. 126).
изделие с уложенным
zzzzzzz.
Рис. 126. Схемы печи-ванны
для пайки деталей в расплав-
ленной соли
LZZWZZ,;
Основные техниче-
ские характеристики
соляных печей (ванн)
приведены в табл. 229,
а общий вид показан
на рис. 127—131.
Изделия в ванну
загружают на специ-
альных приспособле-
ниях из нержавеющей
стали, никеля или инконеля. Применяя простейшие приспособления,
в ванне можно паять одновременно несколько деталей (рис. 132).
229, Технические характеристики соляных печей и ванн
Вес в т Ю »-О Ю lO см СО О Q0 ГО io ТГ LO W ю оС|Псл^'ф^сясооьо^оо'-<ФОюО'*Г' о— — Щ-Т — — сч-а-сосо — — — счсмсосмсмсч —
Габаритные размеры Б ММ Вы- сота С Ф О ф XF хг -F'-xFOOlQOOOOO’OO О О СО смооо»»офф©х»-о1^ — офю — — во — ем — ф оо — оо<оспфспоч'0-га>осм^г«оч-со-!“см’>?' — см — см — — — см — см — — см см — ю — — — — тм
Дли- на 1 1 1 СОФЮфОО-тиООФО ООО© ЮФО — —. — Chioot^ooooot-'- — ©фо [ , ,Q t"-- — СО -Г Ю С-^ со О СП хг «о — СМ — — —
Ширина (по фрон- ту) или диаметр o2mocoo<o<ooocMoc>ooiQiD-oomGO О — ОФФСПСИООО— ООФО1ЛЮ»0Ю*— Фео о о — о о о — со ст> см сч -г ю о| — ci г- ф> о о> —, — — — — CM— ..q. — — — — — СМ — — см — Кг ®
ЕВф ОЮИ^ со *===^| со 1
Напря- жение питающей сети в в 380/220 i 220 ! 380/220 380 380/220
111П 0 ЧХЗОР'П1О\у lOiOOLOininOOOOOOOOOOOOOtDCM СО1''СЧ’е,00сОФФФСЧФ — О-) « О Ct С Л см СО I'' — см — — — — —
Ъ/jM н чхэончиох -lltOUEHOcIjJ OLOOGi-OiaOOOOOOOOOOOOOOO С0100ФЮСО — СО— ХГТГГОСОСО — ГОСОФ-Т -ГОО см — — СМСОФ — го — СМ СО — — СО СО . . .
Рабочие размеры в мм Вы- сота Ф^ПФФФФФФО'.ОФОиОФФФФООФФ /NOOOOM'M'tCMWb-OlDcOiOOO'OiOOOO CD l>l <N С| СО М" |О rt lO иО СЧ to V хг 1Л Ю Ь
Дли- на о о СМ хг СЧ со 1 ОФФООФФ . , , ф Ф О © о о о со О — in о tn Ф 1 1 I «О — Ф О О Ф о — СМ СМ СМ СМ СМ СО ’ СМ со © со со со ом
Ширина (по фрон- ту) или диаметр ФФФФФФОООФФОФООФОФФОО WTC'l^’fOOCnatlOiOOOOM' •£< О О Ф> о о СМСОСМсОСМСОСОСО — Ф — СМСО-Ф’О © Ф О 1-0 СМ Ф — СО — см Q G О G Q
Эо о еЛЛхвйациех BBhOpBd БЕН -<11ГВШ1ЭЖ?ДО 1300 о о С1 850 О Ф О Ф> О О О 1ГЭ © XF -хг £Х,
I ип ф L.O Ш о ,п о 2 2 ФО — ,о — S — Й * X *П ’* ФО хг Ш © J2 С С << © ф — — о см — — — , , ю иэ О О ф «О Ю — — Ю 1Я сэ сч”о1Л"ЛО’’с^1Дооерь§оИШИ ооииоиоииоососойоооуиио
При пайке в соляных ваннах важна тщательная сборка деталей.
Для предотвращения смещения соединяемые детали закрепляют про-
волокой, точечной сваркой, сверловкой или кернением. Припой распо-
лагают так, чтобы он не был смыт соляной средой.
Рис. 127. Соляные ванны В-10,
В-20, В-30:
1 —теплоизоляция; 2—огнеупорная
кладка; 3 — отверстие для гермо-
пары; 4—вывод нагревателя; 5—на-
греватель; 6—тигель; 7 — крышка;
8 — крепление коленчатой термо-
пары; 9 — вытяжной зон г
Рис. 128. Соляная печь С-45:
/ — огнеупорная кладка; 2 — проме-
жуточный кожух; 3 — теплоизоляции;'
4 — кожух; 5—уровень соли; 6—элек-
трододе ржа те ль с водяным охлажде-
нием; 7 — сменная часть электрода;
8 — вытяжной колпак; 9 — шибер
Массивные изделия предварительно подогревают в печи до 300—
350° С и после этого погружают в ванну. В качестве соляной ванны
может быть использован расплав флюса, обычно применяемого для
пайки соответствующего металла, или специальные солевые системы
(табл. 230). Пайка в соляных ваннах производится обычно без флюса;
иногда для улучшения качества пайки применяют предварительное
флюсование изделия фгоросодержащими солями.
-----7^6 -------------------Ч
2255 ----------------------------------*
Н------------------------1870 -----------------------—Ч
Рис. 129. Соляная печь С-100:
1 — кожух; 2 — вентиляционный короб; J — кнопка управления крышкой;
4 — уровень соли; 5—крышка; 6 — электродная группа;?—ванна; 5—огне-
упорная кладка; 5 — теплоизоляция; 1U — электродвигатель
Л-A
OLOZ
v
X
С.
о»
•Q
ю
X
U
А
F
С
Е
R
сЗ
X
R
«5
©
(О
X
1О
те
X
сч
О
о
X
а
о>
»-» хх»» vc во
После пайки и охлаждения до 200—250° С изделия промывают
в горячей воде до полного удаления остатков соли и сушат в потоке
воздуха или в печи при 100—
120° С.
Для устранения вредного
влияния растворенных окислов
и кислорода, которые способст-
вуют обезуглероживанию сталь-
ных деталей при нагреве, в со-
ляные ванны вводят небольшое
количество цианистых солей или
карбида кальция. При пайке
никеля или его сплавов недо-
пустимо присутствие в ваннах
серы, которая вызывает обра-
зование трещин. Серу удаляют
стружками никеля, которые вво-
дят в ванну перед пайкой.
В процессе пайки происходит
Рис. 132. Пайка на штыре
испарение соли и унос ее с паяе-
мыми деталями, поэтому во время
работы по мере расхода следует наполнять ванну свежим составом. Для
уменьшения испарения солевую ванну следует закрывать крышкой.
230. Составы соляных ванн для пайки металлов
Материал паяемой детали Припой Соляная ванна Ртбочая темпе- ратура о °C Способ очистки
Ал юми ний Алюминий- кремний; 34 А Хлористые и фто- ристые сол и; фл юг ы № 34 А, Ф380, 17 560—620 Хими- ческий
Медь Медно-фосфор- ные, медно- цинковые, серебрим ые NaCl; 50% Na.CO3 + 4- 50% КЯСО8 810—870 Кипяче- ние в воде
Латунь Серебряные NaCl; 50% KCl + -|- 50% Na2CO«; 50% KCl 4- 44 % NaCl 670—850 G70—WOO Промыв- ка в воде
Сталь угле- родистая Латунь 50% NasCO5 4- 50% K?COS; 50% BaCL -f- 4- 40% NaCl 4- 4* 10% Na2B4O7 930 — 950
Нержавею- щая сталь Медь 85% BaCl* 4- 4- 15% SrCl2 1130
Инконслъ-Х Никелевые
Пайка в ванне с маслом
Пайка легкоплавкими припоями небольших изделий, применяемых
обычно при изготовлении приборов, может быть произведена в нагре-
том глицерине или касторовом масле.
Перед погружением в нагретое масло изделие для лучшего расте-
кания припоя покрывают флюсом. Изделия после пайки протирают
чистой тряпкой или промывают в бензине, спирте или ацетоне.
Пайка потоком (волной) расплавленного припоя
Рис. 133. Схема пайки волной припоя:
а — с одним направлением потока: б—с двумя на-
правлениями потока
При изготовлении радиосхем и других мелких изделий применяют
пайку в движущемся потоке припоя.
Для получения волны или гребня припоя в ванну помещают насос,
который гонит припой через трубу и создает над поверхностью ванны
непрерывный поток
жидкого пр и поя.
Паяемое изделие
движется над по
верхностью волны
припоя, касаясь ее
точками, подлежа-
щими опайке (рис.
133).
Волна расплав-
ленного припоядол-
жна иметь спокон--
пую, без завихре-
ния поверхность,
свободную от пленки окислов. Пайка в потоке жидкого припоя обес-
печивает высокое качество паяного соединения. Движущийся припой
омывает наносимый на зону пайки флюс и освобождает от необходимо-
сти удаления его после пайки.
Пайка путем заливки изделия расплавленным припоем
Пайку кабельных жил, исправление дефектов отливок, изготовле-
ние противопожарных и других предохранительных устройств осущс-
Рис. 134. Соедине-
ние алюминиевых
жил поливом рас-
плавленного при-
поя:
1 — паяльная ложка; 2 — алюминиевая жила; 3 — подмотка
асбестом; 4—лоток; 5—тигель; 6—стальная разъемная форма
ствляют путем заливки расплавленного легкоплавкого припоя в соеди-
нение. При пайке кабельных жил (рис. 134) концы их обрезают под
углом 55°, промывают бензином и зажимают в круглую стальную разъ-
емную форму, обе половины которой скрепляют бандажом. Щели между
жилами и формой с целью предупреждения вытекания припоя заделы-
вают замазкой и уплотняют шнуровым асбестом. Затем в щель сталь-
ной формы ложкой заливают припой до тех пор, пока место соединения
не прогреется и не произойдет соединение концов жил. Излишки при-
поя стекают по лотку обратно в тигель.
ПАЙКА В ПЕЧАХ
Наиболее производительным и экономичным методом пайки изде-
лий в массовом производстве является пайка в печах. Этот метод пайки
даст возможность применить широкую механизацию процесса и обес-
печивает высокое и постоянное качество паяных соединений.
Атмосферы для пайки в печах
Для предохранения паяемого металла и припоя от окисления в про-
цессе нагрева рабочее пространство печи заполняют защитной газовой
атмосферой, которая не только предохраняет металл от окисления, но
и удаляет с поверхности его имеющиеся окислы. В качестве защитной
атмосферы могут быть использованы восстановительные и нейтраль-
ные газы или их смеси.
Сильным восстановителем для многих окислов металла при высоких
температурах является водород, поэтому он находит применение для
пайки сталей всех марок и жаропрочных сплавов. Применение чистого
водорода при пайке вызывает трудности в работе в связи с его взрыво-
опасностью. Температура воспламенения смеси водорода с воздухом
и с кислородом соответственно равна 530—590 и 450—590° С; предел
взрываемости при смешении с воздухом 4—75% водорода, а при сме-
шении с кислородом—4—95% водорода. Несмотря на высокую взрыво-
опасность, при правильном обращении водородную атмосферу можно
с успехом применять, не вызывая взрыва.
Для снижения взрывоопасности и стоимости атмосферы вместо
чистого водорода применяют его смесь с техническим азотом. Смесь
должна пройти осушку.
Энергичным восстановителем многих окислов черных и цветных
металлов является диссоциированный аммиак и его смеси с азотом.
Жидкий аммиак (ГОСТ 6221—62) поставляют в стальных баллонах
емкостью 40 кГ под давлением 15 ат. Для получения газовой смеси,
необходимой для лайки, аммиак нагревают до 750—950° С, в резуль-
тате чего он разлагается на азотноводородную газовую смесь, содер-
жащую 75% Н2 и 25% N3. При испарении 1 кГ жидкого аммиака
образуется 2,64 л3 газа указанного состава.
Широкое применение при пайке металлов получили защитные атмо-
сферы, приготовляемые в специальных газовых установках путем
неполного сжигания природных газов, пропана, бутана, древесного
угля. В зависимости от исходного продукта и способа получения гене-
раторные газы в различных количествах содержат окись и двуокись
углерода, водорода, азот и другие компоненты (табл. 231). Схемы уста-
новок для получения контролируемых атмосфер показаны на рис. 135—
140» а их краткие характеристики приведены в табл. 232—237.
231, Характеристика контролируемых атмосфер, применяемых при пайке медью
Оборудование
Тип атмосфе- ры Условное обозна- чение атмосфе- ры Исходный продукт Метод приготовле- ния атмосферы Состав сухой атмосферы в объемных процентах Влажность атмосферы
СО COs Hs CH4 Ns o2 Точка росы в °C % НгО в сухой атмос- фере
В одород Из баллонов 100 — — — 60—80 0,10 Баллоны
<м о •4 X 1 н X > ДА Аммиак Диссоциация ам- миака с осушкой алюмогелем или си- ликагелем 73 — 25 -60 0.002 Испаритель, дис- социатор, адсорбер
ПСА-08 ь Без осушки (без- водный NII8). Частичное сжига- ние при а —0,7-г -5-0,9 диссоцииро- ванного аммиака с глубокой осушкой i 1 1 _ 75 7—20 1 1 «3 <Л> 1 Й £ -40 (-20)- (-40) 0,01 0,10-0,01 То же, без адсор- бера Испаритель, дис- социатор, камера сжигания, охлади- тель. рефрижера- тор, адсорбер
СО—COt— Nf гг-с Древес- ный уголь Получение сухого генераторного газа 30 2 6 1 61 -— — 10 0,25 Газогенератор, фильтр, воздухо- дувка
гг-во То же Получение гене- раторного газа в ре- торте с внешним обогревом при тем- пературе > 1и00с С 1 33 0,2- 0,7 6 1 39.5 — —25 0.06 Реторта с внеш- ним обогревом, ох- ладитель, фильтр, воздуходувка
Продолжение табл. 231
Тип атмосфе- ры Условное обозначе- ние атмосфе- ры Исходный продукт Метод приготовле- ния атмосферы Состав сухой атмосферы в объемных процентах Влажность атмосферы Оборудование
СО со2 Нг СН4 Nt О2 Точка росы в °C % Н2о в сухой атмос- фере
СО—СОЛ— н а—н 8 о—n2 ПСС-06 Углево- дородный газ Частичное сжига- ние при а = 0,6; ох- лаждение до 4-4° С 10 6 15 0,5 68.5 4 0,8 Воздуходувка, смеситель, регуля- торы, камера сжи- гания, охладитель, рефрижератор
ПСО-06 То же Частичное сжига- ние при а = 0,6; ох- лаждение, очистка от СО2; осушка до точки росы —40° С 10 0,1 16 1,5 72,5 -40 0,01 Камера сжига- ния, охладитель, колонка поглоще- ния СОа; колонка восстановления, теплообменники, адсорбер
ПСО-09 > Частичное сжига- ние при a «0,9; ох- лаждение, очистка от СО3; осушка до точки росы —40° С о а/ 0.1 2 — 96 — — 40 0,01 То же
Продолжение табл. 231
। Оборудование Башки для очист- ки от H5S, рефри- жератор ' Газогенератор, охладитель, колон- ка поглощения СОг и H2S, колонка вос- становления рас- твора, теплообмен- ники, адсорбер Газогенератор с ретортой, фильтр, охладитель, возду- ходувка, регуля- торы
Влажность атмосферы 1 % н2о в сухой атмос- фере СО о [0'0 90'0
Точка росы ! В °C о 1 LQ 1
Состав сухой атмосферы в объемных процентах К о 0,3 1
W X Ю сч ш ОД -Г
X 1 тч
сч X <N сч LO
СО г LQ сч СЧ О
СО ю СЧ о СЧ
Метод приготовле- ния атмосферы Очистка от H2S болотной рудой в рефрижераторе, охлаждение до 4-4° С Получение гене- раторного газа, очистка от СОг, осушка до --4О0 С Пропускание про- дуктов сжигания, охлажденных и осу- шенных через рас- каленный древес- ный уголь при тем- пературе > 1000е с
Исходный продукт Генера- торный газ (содержит. H2S) Антрацит, древес- ные чурки и т. д. То же и древес- ный уголь
Условное обозна- чение атмосфе- ры гг-с ГГ-О псс-э
Тип атмосфе- ры ’N—ОгН—гН—гОЗ—ОЭ
Примечание: а — коэффициент избытка воздуха.
232. Характеристика установок для приготовления атмосферы типа ДА
Выход атмосферы в м* на 1 к Г аммиака Температура в испарителе в °C Давление в испарителе в кГ/см2 ......... Расход тепла ни испарителе в лсхал/лТ Температура диссоциации в °C Расход ге пл а на диссоциацию в ккал/кГ 2.64 2 — о 4.5 —5.0 273 700—1000 650
Да иле и ио в диссоциаторс в мм вод. ст До 1000
Влажность атмосферы в % < 0,001
Точка росы атмосферы в °C Температура ь колонке адсорбера при поглощении < —60
влаги в °C <30
233. Характеристика установок для приготовления атмосферы типа ПСА-08
Параметры Сжигание газообразно- го аммиака Сжигание диссоцни рова lf- НОГО аммиака
Коэффициент избытка воздуха при сжигании . Выход атмосферы в ла на 1 к Г аммиака Выход атмосферы в м8 на I № газо- образного аммиака Выход атмосферы в м8 на 1 ла диссо- циированного аммиака , Выход диссоциированного газа в м8 на 1 кГ аммиака Выход газообразного аммиака в мл па 1 кГ жидкого Вес выделяющейся влаги в Г при сжи- гании 1 кГ аммиака То же на 1 л3 атмосферы в Г ... Точка росы продуктов сжигания после камеры сжигания в °C Температура в испарителе в °C ... » » диссоциагорс в °C . . Теоретическая температура сгорания аммиака в °C ....... . Температура в камере сжигания н °C Давление н испарителе в кГ/см2 . . . * атмосферы на выходе из ус- тановки в мм вод. ст 0,76 4,2 3,18 1,32 1250 310 68 2—5 600 — 700 1450 1070 4,5 — 5 50—100 0,78 4.2 1,52 2.64 1.32 1250 310 68 2—5 600—700 2450 1270 4,5—5 50—100
234. Характеристика установки
для приготовления атмосферы ГГ-С
Темперач ура про- цесса в °C .... Температура ге- нераторного газа в °C Выход газа в м8 из 1 кГ угля . . Расход воздуха в л3 на 1 ... . Объемный вес га- за в /сГДя3 .... Теплотворность генераторного газа в ккал/м8 1400 700 3,6—4,0 0.7—0,8 1,1 — 1,2 1250—1300
236. Характеристика установки для
получения атмосферы ГТ-ВО
Температура процес- са в зоне горения в °C Температура пронес- 1400
са в зоне восстановле- ния в °C 1000
Температура генера- торного газа на выходе из газогенератора в еС 500—700
Выход газа в мя на 1 кГ угля 3.6—4,0
Расход воздуха в мя на 1 мя ....... 0,7—0,8
Дополнительный рас- ход гепла на обогрев в ккал/м8 30—35
Теплотворность ге- нера горного газа в кка t/м8 1250—1300
236 Характеристика установок
для получения атмосферы
ПСО-06 и ПСО-09
Тип атмосферы
Параметры ПСО-06, а —0,6 ПСО-09, а ==0,9
Соотношение воз- духа и газа при сжи- гании газа; природного . . . коксовального пропана . . . • бутана .... 6 : 1 2.7 :1 И : 1 18 : 1 9 : 1 4 : 1 21 : 1 27 : 1
Выход атмосферы в м* на 1 м3 исход- ного газа; природного • • • коксовального пропана .... бутана .... 6.5 2.5 14,6 19,2 7.5 3.5 17 22
Теплотворность атмосферы в ккал/м* Температура ка- меры сжигания (по- терн 30%) в °C . . 850 1000 1300
237. Характеристика установки
для получения атмосферы ПСС-9
Топливо .... Коксовый газ
Теплотвор ность топлива в ккал/м3 4080
Коэффициент из- бытка воздуха при сжигании газа 1,0
Температура про- цесса в °C .... ♦ 1000
Температура за- щитной атмосферы в °C 300
Расход на 1 № защитной атмосфе- ры: угля в кГ . . 0.105
газа в ж3 . . . 0,15—0.26
воздуха в лг3 1,05—1,07
Сброс излишка в % 15
Объемный вес ат- мосферы в кГ/см3 1,2
Теплотворность атмосферы в ккал/м3 770—830
В качестве защитной среды при пайке в небольших печах или в кон-
тейнере применяют чистые инертные газы аргон, гелий или азот, постав-
ляемые потребителю в баллонах (табл. 238). При пайке в среде инерт-
238. Окраска и надписи на баллонах в зависимости
от наполняемого газа *
Газ Окраска баллонов Текст надписи Цвет надписи
Азот Аммиак Аргон сырой Аргон техниче- ский Аргон чистый Гелий Все другие горю- чие газы Черная Желтая Черная > Серая Коричневая Красная Азот Аммиак Аргон сырой Аргон техни- ческий Аргон чистый Гелий Наи менова- ние газа Желтый Черный Белый Синий Зеленый » Белый
* Резьба выпускного штуцера правая. во всех приведенных баллонах
Пайка в печах
193
7
X
X
я
га
X
Д’
о
Ф
о
X
С
и
ф
5-
о
f-
>
с
га
X
а
х
Ж
's.
СТ
<0
s
3
Q.
О
e
cj
О
E
CT
а
x
X
tu
R
ta
о
p
x
©
c
ra
2
ф
X
Ф
X
ra
X
<J
Ф
p*
X
©
©
X
•O
CO
a.
Справочник паялыцнка 1343
<v
£X
Ф
О
О
с
Kf <U
te
ст
X
ф
СТ
от
га
ст
ст
ф s
X
д
3
ст
^оэ
О
«
3
ф
ст
ст
Л
ф
ст
ст
3
д
О
ст
ст
8^1
от
ст
ст
от
л ст ._
ст
л
га
иа,«о
ф 12
Ф
ст
с
I *
I ф
CD
ф
Ч)
ст
к
ф
£3
ей
ф
5 о
ст
я
S-3S
3
X «
X 5
3
<и
со
ст
о
X
CL
<£>
М
Рис. 137. Технологическая схема приготовления контролируемой атмосферы
из древесного угля (атмосфера ГГ-С):
1 — воздуходувка с электродвигателем; 2 — измеритель расхода воздуха;
3 — газогенератор с огнеупорной футеровкой; 4 — загрузочная коробка газо-
генератора; 5 — люк для загрузки угля; 6 — контрольная свеча; 7 — скре-
бок колосниковой решетки; 8 — дверца зольника; 9 — сухой фильтр
Рис. 138. Технологическая схема приготовления контролируемой атмосферы
из древесного угля в газогенераторе с внешним обогревом (атмосфера ГГ-ВО);
1 — фильтр для воздуха; 2 — воздуходувка с электродвигателем; 3 — регуля-
тор давления (и сброса); 4 — измеритель расхода воздуха; 5 — реторта с дре-
весным углем; 6 — электронагреватели; 7 — термопара; 8 — выводы к тер-
морегулятору; 9 — водоохлаждаемая рубашка; 10 — скребок колосниковой
решетки; 11 —дроссель для отсечки газа при чистке зольника; 12 — крышка
зольника; 13 — загрузочная коробка; 14 — люк для загрузки угля; 15 — по-
стоянная контрольная свеча; 16 — сухой фильтр; 17 — трубчатый охладитель
атмосферы; 18 — водоотделитель; 19 — измеритель расхода атмосферы
*
ных газов следует особое внимание обращать на неплотности в соедине-
ниях трубопроводов, возможное проникновение газов из окружающей
среды через уплотнения, так как незначительное загрязнение газов
во время нагрева приведет к окислению паяемых металлов.
Условные обозначения:
Смесь воздуха и газа —— Атмосфера
~'— Продукты сжигания -----------------Вода
Исходный газ
Воздух
Рис. 140. Технологическая схема приготовления защитной атмосферы путем
пропускания продуктов сжигания через древесный уголь после их предвари-
тельного охлаждения (атмосфера ПСС-Э);
1 — регулятор давления (если требуется); 2 — измеритель расхода газа;
8 — регулятор нулевого давлении газа; 4 — смеситель с автоматическим
пропорциопированием газа и воздуха; 5 — фильтр для воздуха; 6 — газо-
дувка с электродвигателем; 7 — регулятор давления (и сброса); 8 — пламе-
гаситель; 9 — горелка; 10 — люк для поджигания газо-воздушной смеси;
// — смотровое окно; 12 — термопара; 13 — реторта с древесным углем;
14 — зольник; 15 — загрузочная коробка; 16 — люк для загрузки угля:
17 — люк для чистки; 18 — сухой фильтр с асбестовыми мешалками; 19 —
измеритель расхода атмосферы; 20 — контрольная горелка при наладке;
21 — ручная горелка; 22 — трубчатый охладитель продуктов сжигания;
23 — водоохладитель; 24 — регулятор сброса избытка продуктов сжигания;
25 — постоянная контрольная горелка
Печи с контролируемой атмосферой
Пайку в защитной атмосфере производят в специальных печах.
Несмотря на различную конструкцию печей, к ним предъявляют ряд
одинаковых основных требований:
во избежание коробления нагрев изделий должен производиться
замедленно;
температура печи должна обеспечить расплавление припоя и пере-
грев его на 50—60° С выше точки плавления;
для предотвращения окисления деталей при выемке из печи их
охлаждают в самой печи в защитной атмосфере;
печи должны быть газонепроницаемы.
Для получения качественной пайки важно, чтобы восстановитель-
ная атмосфера полностью заполняла всю печь; это обеспечивают под-
держанием небольшого избыточного давления. Избыток газа снижают
по мере того, как он выходит из печи.
В зависимости от веса деталей и требуемой производительности при-
меняют печи с ручным перемещением изделий, с сетчатым конвейером
или с роликовым подом.
Технология пайки
Качественная пайка в печах с контролируемой атмосферой может
быть получена при соблюдении следующих условий:
защитна51 атмосфера должна быть чистой и сухой;
температура в печи должна точно соответствовать заданной темпе-
ратуре пайки;
время выдержки изделия в печи должно быть строго определенным;
изделия должны быть собраны с правильными зазорами.
Перед пайкой детали очищают от грязи, масла и соединяют между
собой с требуемым зазором, затем па шов накладывают припой в виде
проволоки, кусочков или специально штампованных фасонных колец,
собранное изделие помещают в печь. При размещении припоя жела-
тельно предусмотреть возможность затекания его в швы под действием
собственного веса. При нагреве припой расплавляется и под действием
капиллярных сил заполняет узкие зазоры шва. Длительность нагрева
изделия в печах устанавливают опытным путем в зависимости от
массы изделия и приспособления. Для деталей толщиной до 3 мм про-
должительность пайки 10—15 мин, при толщине 3—10 лш время уве-
личивают до 25—30 мин. Если узел собран из деталей, сделанных из
материала различной толщины, продолжительность пайки устанавли-
вают по детали из наиболее толстого материала.
В печах с защитной атмосферой можно паять все черные и боль-
шинство тугоплавких цветных металлов и сплавов. Низколегированные
стали хорошо паять медью в среде городского газа; стали, содержащие
значительное количество марганца, ванадия или алюминия, окислы
которых трудно восстанавливаются, паяют с применением флюсов.
Нержавеющие и высоколегированные стали паяют в атмосфере сухого
водорода или диссоциированного аммиака.
При выборе защитной атмосферы следует учитывать следующее:
металлы, склонные к азотированию, не следует паять в азотповодо-
родной среде;
если обезуглероживание или науглероживание не допускается, сле-
дует применять атмосферу из прореагированных топливных газов;
сухой и чистый водород восстанавливает железо, никель и хром из
окислов и не восстанавливает окиси бериллия, магния, алюминия,
циркония.
Защитную атмосферу в зависимости от паяемого металла и припоя
выбирают по табл. 239.
При пайке в газовых средах следует учитывать не только восста-
новительные свойства данной защитной атмосферы, но и ее ядовитость
и взрывоопасность. Присутствие в атмосфере цеха выше допустимых
норм окиси углерода, аммиака, сернистого газа и сероводорода ириво-
239. Составы защитных атмосфер, применяемых при пайке в печах различными припоями
Паяемый металл Медь, латунь, малоуглероди- 1 стые стали, никель, монель-металл Легированные стали Медь, латунь Медь, сплавы меди с кремнием. ни- Легированные стали Медь, сплавы меди с кремнием 1 или с бериллием, латунь, угле- и 1 X о pj С1- nJ nJ прочные сплавы, чугун Медь, латунь, углеродистые и нержавеющие стали, никель, мо- 1еталл, жаропрочные спла- rTy Н Латуни Медь, латунь, углерод ист ые стали, никель, монель-металл. титан, цирконий
латунь, легированные стали, к ель, м о н ел ь- мет а л л
родистые и нержавеющие никель, монель-металл, ж
л ч CJ X | вы, 45
мед- j в X —Г о 3 мед- мед- фос- ф 3 а ме.д- фос- мед- фос-
яные, о г о? Ри О •6 о о ф 3 »»-4 »1Ч 6 3 X к 6 ф ф с; Ф "* »* япыс, медио- яные, 1 2 «Г Ф
! о Е К Си □ серсбр о 3 и яные: 'V о X п ф JO з> ф ф ф 3 о. ъ Си Ф <_> ф л rs хромо- с. ю ф - CU й) ф 3 CJ и яные серебр Ф 3 я
Медь, но-цинко Медь Си ю о а? (j. 5 <5 3 за О X Медь, НО‘фОСфо; Медь Медь, но-цинко фориые, Медь, но-цинко форные Си О 0) си д Медь, НО-ЦИНКО форные
сГ-'- Z / 1 — 66 68 41 — ю о со ю Сч » • а> о о ф 3 о X Си
Й I сП Г3 F-* CJ о сн4 * Следы i 1 1 1 1 кадмия, И др.
CJ «к С02 о ю 1 о *—1 1 1 1 1 СО X О с -Э- ф я 3* аргон
о S'
CJ зг х К О Г X 23 1 о 1Q ГС 54 to о 1 г- •—ч сг> 1 1 3 Си nJ р‘ ф к X X ф ел ий
X Sil 1-3 о 33- 40 ое г° 97 — 100 к к км ДИН
•» < гз О Э* CI С у к га ►—< "Г* д Я О Генераторный газ* антрацитовый древесноугольный Продукты полного его- «г со С О X И о Си •т* w« & с X nJ Си Продукты сжигания 3 33 т U nJ СП Ш U О С. о X к£ о гч —ч с количеством воздуха Продукты неполного сгорания аммиака Диссоциированный ам1- Xi <Tj Баллонный водород Нагретые летучие ма- 3 CJ « X ф* Очищенный инертный «п со
днт к отравлению обслуживающего персонала, а неправильная эксплуа-
тация газового оборудования может вызвать взрыв.
Эксплуатация печей с восстановительной атмосферой слагается из
ряда основных правил, от соблюдения которых зависит качество пайки
и безопасность работы.
1. Во вновь выложенной печи необходимо хорошо осушить кладку,
для чего медленно нагревать печь до температуры 800—850° С, после
окончания сушки температуру снижают, производят продувку печи,
пускают защитный газ и поднимают температуру до рабочей.
2. Продувку печи восстановительным газом производят до полного
удаления воздуха из камеры лечи. Расход газа на продувку равен
5—6-кратному объему печи. Когда через печь пройдет газ в количестве
не менее четырех объемов камеры, проверяют состав газа. После про-
дувки печи поджигают газовые завесы у входных и выходных дверок
печи и у контрольной свечи.
3. После включения электрического тока пускают воду в водяную
рубашку камеры охлаждения на все время работы печи. Объем воды
для поддержания камеры охлаждения при необходимой температуре
зависит от количества деталей, проходящих через печь, и определяется
во время работы печи. Лучшие резулыаты получаются при темпера-
туре выпускаемой воды 85—90° с.
4. При температуре печи 700° С необходимо включить конвейер.
5. По достижении рабочей температуры печь должна оставаться
в течение 2—3 ч при этой температуре до поступления детален. Если
пайка начинается без указанного прогрева, детали могут быть слегка
окисленными вследствие того, что в кирпичной кладке и изоляции
печи имеется небольшое количество воздуха, которое медленно вытес-
няется.
6. Для остановки печи необходимо прекратить ее нагрев, при этом
газ подается до тех пор, пока температура печи не снизится
до 200—250° С.
7. При температуре печи ниже 700° С останавливают конвейер-
ную ленту.
Для остановки печи в случае, если поступление восстановительного
газа в печь внезапно прекратилось, необходимо произвести ее про-
дувку азотом или инертным газом. Вместо продувки инертным газом
применяют так называемый способ выжигания. Для остановки печи
по этому способу открывают свободный доступ наружного воздуха
в горячую зону, где восстановительный газ полностью выгорает.
При пуске новых установок или во время эксплуатации работающего
оборудования не всегда удается получить чистую поверхность паяемых
деталей. Основная причина этого — окисление поверхности паяемого
изделия кислородом, водяным паром, двуокисью углерода, которые
в незначительных количествах могут находиться в азотноводородной
атмосфере печи.
Кислород может попасть в азмосферу печи с воздухом, входящим
через неплотности в печи или вносимым в печь с изделиями, а также
в виде свободного кислорода# находящегося в защитной атмосфере.
Водяной пар проникает в атмосферу печи с поверхности загружаемых
в печь изделий, с защитной атмосферой, вводимой в печь, или в резуль-
тате утечки воды в системе охлаждения. Двуокись углерода попадает
в атмосферу из воздуха, проникающего в печь через неплотности или
при разложении азмосферы по реакции водяного газа.
Окисление стальной поверхности может происходить в камере охла-
ждения при температуре ниже 500° С из-за наличия там кислорода или
водяного пара. Окисленная поверхность при этом имеет цвета побе-
жалости.
В случае окисления в камере нагрева при температуре выше 500° С
на изделии проявляется окалина от светло-серого до-черного цвета,
которая отслаивается во время охлаждения.
Если стальная деталь при загрузке имела блестящую зеркальную
поверхность, а вышла из печи со светлой, но разъеденной поверх-
ностью, то это означает, что окисление произошло в период нагрева,
далее же имело место восстановление окисла- Наличие на поверхности
паяемых деталей масел или других загрязнений, которые при высоких
температурах печи запекаются, может вызывать появление черных нале-
тов. Такне налеты удаляют травлением в разбавленных кислотах.
Для проверки печи с целью обнаруживания подсоса воздуха следует
при рабочей температуре закрыть все дверцы и окна печи, чтобы создать
в рабочем пространстве небольшое избыточное давление. Места воз-
можной утечки газа проверяют горячим факелом. В местах неплот-
ности выходящий из печи газ загорается. Подсос воздуха может
происходить при неправильном распределении вводимой в печь атмо-
сферы или при плохой работе газовой завесы.
При наличии в цехе воздушных потоков (сквозняков) необходимо
устранить их источники — закрыть окна и двери; увеличить подачу
в печь защитной атмосферы или сооруди 1ь колпаки над дверками печи.
При повышенной влажности защитной атмосферы на водоохлаждае-
мых стенках камеры охлаждения появляется конденсат, который нагре-
вается теплом горячей детали и превращается в водяной пар, окисляю-
щий поверхность изданий. Для уменьшения возможности образования
конденсата на стенках входной части охладительной камеры следует
уменьшить расход охлаждающей воды, установить автоматический
контроль расхода воды в охлаждающей зоне или уменьшить содержа-
ние влаги в защитной атмосфере. В случае утечки воды из охлаждае-
мых рубашек необходимо проверить сварные швы, места, покрытые
ржавчиной, пористость в литых деталях.
Влага может содержаться в печной кладке, поэтому новую или
перефутеровапную печь после проверки на герметичность необходимо
просушить. После временной остановки печи ее желательно прогреть
в течение 24—48 ч.
При пайке изделий немаловажное значение имеет предварительная
установка деталей. Для этой цели изготовляют специальные приспо-
собления, которые позволяют закреплять детали в нужном положении
в течение всего процесса пайки. Приспособления могут быть изготов-
лены из металла или керамики (табл. 240). Независимо от того, из
какого материала изготовляют приспособления, они должны выдержи-
вать высокие температуры, обладать высокой сопротивляемостью окис-
лению и коррозии, не деформироваться при нагреве, поглощать мини-
мум тепла, обладать высокой сопротивляемостью термическому и меха-
ническому удару.
Чтобы уменьшить поглощение тепла и ограничить его отвод от
изделия, приспособления изготовляют небольших размеров и с мини-
мальной площадью соприкосновения с изделием. Правильно изготов-
ленное приспособление должно обеспечить свободное расширение паяе-
мых изделий (рис. 141).
240. Преимущества и недостатки материалов, применяемых
при изготовлении зажимных и поддерживающих
приспособлений для пайки
Материал Преи мущества Недостатки
Металл (нержавею- щая сталь, жаростой- кие сплавы) Способность поддаваться механиче- ской обработке; приспособления для сложных деталей могут быть изготов- лены сваркой; хорошее сопротивление удару и износу; взаимозаменяемость частей; умеренная стоимость приспо- собления Окисление и кор- розия во время на- грева; изменение твердости при по- вышенных темпера- турах; высокое тер- мическое расшире- ние; способнос ть по- глощать тепло и смачиваться при- поем
Керамика Высокое сопротивление окислению и коррозии; высокая прочность при сжатии; стабильные размеры во время панки; низкое поглощение тепла; не- магнитны и исэлектропро водны; хо- рошо сопротивляются термическому удару и износу; высокая твердость; плохое смачивание припоем; широ- кий диапазон форы и видов Плохая механи- ческая обрабатыва- емость; плохое со- противление удару; высокая стоимость по сравнению с ме- таллами
Рис. 141. Поддерживающие приспособления для пайки в печи:
а- — поддон гладкий; б — поддон с вертикальными штырями;
в — поддон с наклонными штырями; г —конусные приспособле-
ния для пайки двух втулок; д—устройство для ручного укла-
дывания мелких деталей в печь
Пайка в контейнерах в защитной среде
Пайку в защитной среде небольших изделий можно выполнять не
в специальных» а в обычной печи с применением контейнеров, изготов-
ленных из нержавеющей стали. Простейший контейнер для пайки
представляет собой сварной ящик, имеющий крышку и две трубы,
предназначенные для ввода и вы-
вода защитного газа (рис. 142).
Последовательность пайки
в контейнерах:
1) загрузить паяемые детали
и закрыть контейнер крышкой;
2) засыпать место разъема
(затвор) песком и уплотнить его;
3) продуть контейнер защит-
ным газом до полного удаления
воздуха;
4) после продувки на выходе
из контейнера поджечь газ, не
прекращая его подачу;
5) установить контейнер
в разогретую до температуры
пайки печь;
6) время пребывания контей-
нера в печи (время пайки) уста-
навливают для каждого типа
Рис. 142. Контейнер для пайки в атмо-
сфере защитного газа:
/ — корпус; 2—борт корпус а; 3—трубка
для выхода газа; 4 — крышка; 5 — песоч-
ный затор; 6—трубка для подвода газа
деталей опытным путем;
7) после соответствующей выдержки контейнер извлечь из печи,
продолжая подачу газа;
8) охлаждение деталей, находящихся в контейнере, производить
в потоке защитного газа до температуры нс выше 200—250е С;
9) перед вскрытием продуть контейнер инертным газом.
Легкоплавкими припоями с применением флюсов можно паять
в печах без защитной атмосферы. Примером такой пайки может слу-
жить пайка («спекание») сот автомобильных радиаторов.
СПЕЦИАЛЬНЫЕ СПОСОБЫ ПАЙКИ
Пайка в вакууме
Процесс пайки в вакууме сложен, его применяют только для спе-
циальных целей, когда другие методы не дают положительных резуль-
татов. В вакууме можно паять металлы и сплавы с керамикой, стеклом
и графитом, жаропрочные и нержавеющие стали с алюминием, титаном,
вольфрамом и молибденом без предварительного покрытия этих метал-
лов хромом или никелем. В вакууме не рекомендуется паять сплавы
и применять припои, содержащие металлы с высокой упругостью паров:
цинк, магний, бериллий, марганец, кадмий, фосфор, литий. При нагреве
в вакууме эти металлы испаряются раньше, чем произойдет процесс
пайки.
Рис. 143. Схема вакуумной
печи:
1—корпус печи; 2 — нагре-
вательные элементы; 3—кон-
тейнер; 4 — патрубки для
присоединения вакуумных
агрегатов; 5 — крышка; 6 —
водяное охлаждение
стоимости оборудования и
Достоинства этого метода пайки:
во время нагрева не образуются окислы некоторых металлов, вхо-
дящих в состав припоев и основного металла;
простота управаения и безопасность процесса;
высокая прочность и пластичность паяных соединений вследствие
интенсивной дегазации припоя во время плавления;
возможность пайки без флюса.
Недостатки:
требуется высококвалифицированная
рабочая сила;
высокая стоимость оборудования;
могут быть использованы припои
только определенного состава.
Пайка в вакууме может выполняться
двумя способами:
в вакууме при независимом действии
вакуумной камеры и нагревателя;
в печах, вакуумированное простран-
ство в которых создается внутри камеры
нагрева.
Паяльная установка по первому спо-
собу состоит из вакуумной камеры (кон-
тейнера) и нагревательной печи с омиче-
ским или индукционным нагревом. Чтобы
ускорить процесс охлаждения изделий
после пайки, изготовляют контейнеры
с камерой охлаждения и съемной крыш-
кой с резиновыми уплотнителями. Пайку
в таких контейнерах производят припоя-
ми с температурой плавления не выше
900° С. Для высокотемпературных при-
поев применяют печи, в рабочей части
которых создается вакуум (рис. 143 и 141).
Вакуумные паяльные установки, рабо-
тающие по второму способу, из-за высокой
медленного охлаждения паяемых изделий
применяют редко. Вакуумпо-водородяая печь И059.007 колпачкового
тина с стержневыми молибденовыми нагревателями показана на рис. 145.
Печь снабжена вакуумным агрегатом ВА-5-4, двумя форвакуумными
насосами ВН-1 и системой автоматического управления температурой
с поддержанием разрежения в заданных пределах. Печь предназна-
чена для пайки в вакууме и может быть использована для пайки
в защитной атмосфере. Она имеет следующую характеристику:
Объем колпака в печи в м* ................................. 0,3
Габаритные размеры рабочей зоны в мм:
диаметр ................................................... 475
высота ................................................. 800
Максимальная те,м перату ра рабочей зоны в °C.............. 1200
Предельное разрежение в горячей печи в мм ргп. ст.......... 5-10-*
Охлаждение печи......................................... . Водяное
Потребляемая мощность в кет .......................... , 100
Напряжение в я............................................. 380/220
При пайке в вакууме детали должны быть тщательно очищены от
грязи, масла и следов коррозии, сборку под пайку производят в при-
способлениях с предварительным укладыванием припоя. Если приспо-
собление не требуется, то для избежания припайки к контейнеру изде-
лия устанавливают на специальные прокладки из слюды или графита.
После установки деталей в печь ее нагревают и одновременно откачи-
вают воздух. До температуры пайки нагревать следует возможно быстро,
чтобы исключить возможность взаимной диффузии припоя и основного
металла и плохого заполнения зазоров паяных соединений.
Время выдержки при температуре пайки определяется опытным
путем или, если имеется смотровое окно в пеня, по окончанию рас-
плавления припоя.
Детали из печи вынимают при температуре 200—250° С. При пайке
в контейнере собранные под пайку детали укладывают в камеру на
прокладки или в приспособления, после чего ее заваривают и прове-
ряют на герметичность. При комнатной температуре из камеры начи-
нают откачивать воздух и по достижении высокого вакуума контейнер
загружают в нагретую печь, продолжая откачку. Через определенное
время камеру вынимают из нагревательной печи, охлаждают и выгру-
жают из нее готовые изделия.
При выборе припоя следует учитывать растворимость компонентов
основного металла в расплавленном припое, так как в процессе пайки
его состав и температура плавления могут значительно измениться,
в результате чего припой или не заполнит зазор или будет растворять
основной металл.
Для предотвращения этого явления применяют более широкие за-
зоры паяных соединений, высокую температуру пайки (если темпера-
тура плавления припоя понизится) или сокращают время пайки (если
температура плавления припоя повысится).
Пайка с применением ультразвука
С помощью ультразвука паяют и лудят изделия из алюминия и
большинства его сплавов, ферриты, керамику и другие труднопаясмые
материалы. Ультразвуковая пайка магния, титана и их сплавов пока
не дает положительных результатов.
Этот метод пайки применяют в радиоэлектронной промышленности
и там, где нежелательно использование коррозионных флюсов. Малая
производительность и дорогостоящее оборудование ограничивают при-
менение этого метода пайки в массовом производстве.
Основным оборудованием для ультразвуковой пайки и лужения
служат электронные генераторы, паяльники и ванны. Генераторы
дают импульсы с частотой 15—50 кгц, которые преобразуются в меха-
ническое движение с помощью магнитострикционного вибратора, пред-
ставляющего собой сердечник из ферромагнитного металла с намотан-
ной на него катушкой, подключенной к генератору.
Пайку (лужение) с помощью ультразвука осуществляют двумя спо-
собами: паяльником и погружением в ванну с припоем, через которую
проходит ультразвук (рис. 146). Применяемые ультразвуковые паяль-
ники выполняются как с нагревом рабочего стержня (рис. 147), так
и без него (рис. 148). В последнем случае припой расплавляется на
поверхности изделия теплом от отдельного источника (например, пла-
менем горелки) и функция паяльника сводится только к удалению
окисной пленки. Ввиду того что рабочий стержень паяльника подвер-
жен кавитационному разрушение, его выполняют из стойкого сереб-
ря но-никелевого сплава.Для удобства работы паяльники изготовляют
Рис. 146. Схема лужения с применением
ультразвука:
а — при работе пая ль л и ком; б—при работе
в ванне: /—алюминиевая деталь; 2—окис-
ная пленка; 3— жидкий припой; 4—оскол-
ки окисной пленки; 5—электронагреватель-
ная обмотка; 6 — вибратор; 7 — обмотка
возбуждения вибратора; в — генератор
ультразвука; £ — ванна
поем. Под действием ультразвуковых
Рис. 147. Схема ультразвукового
паяльника с нагревателем
в виде пистолета, а стержни
делают сменными и различ-
ной формы.
По принципу действия
ванна ничем не отличается
от паяльника. Разница лишь
в том, что вместо паяльника
к вибратору прикреплена
ванна с расплавленным прн-
колебаний вибратора, жестко
соединенного с ванной металлическим стержнем, в расплавленном при
Рис. 148. Схема ультразвукового паяльника без нагревателя
пое происходит разрушение окисной пленки, и погруженная в ванну
деталь лудится. Технические характеристики ультразвуковых паяль-
ников и установок приведены в табл. 241.
241. Ультразвуковые паяльники и установки
Тип Характеристика
УЗП-1 Паяльник предназначен для пайки и лужения изде- лий из алюминия, ферритов, керамики и других трудно- паяемых матер на «то в. Возбуждение, подмагничивание и нагрев паяльника осуществляют от любого лампо- вого ультразвукового генератора с обратной акусти- ческой связью мощностью не менее 250 вт и частотой колебаний 18—25 кгц. Пайку высокотемпературными припоями выполняют специальными сменными нако- нечниками с подогревом изделия, припоя и волновода в специальных печах. Низкотемпературными припоями . паяют обычным способом с использованием нагрева тель- ного элемента паяльника. Съемный инструмент имеет различные модификации. Номинальная мощность в вт . . 250 Частота в кец 22 Номинальное напряжение в в . . 75 Ток подмагничивания в а . . . 22 Диаметр выходного конца транс- форматора в мм ....... 23 Резьба для крепления инстру- мента . М14Х1.5 Габаритные размеры в мм . . . 370x 170x50 Вес в к Г ...... 1,5
УЗУП-2 Установка отличается повышенной акустической мощ- ностью и может быть использована для металлизации керамики, лужения и пайки нержавеющей стали, ман- ганина, ковара и других металлов и сплавов, пайка которых обычными методами затруднена. Установка состоит из генератора и паяльника. Потребляемая мощность в вт . . 300 Род тока питания . Переменный, 220 а, 50 гц Выходная мощность в вт ... 40 Рабочая частота в кгц 23—28 Мощность нагревателя вот . . 70 или 120 Габаритные размеры в мм: генератор 260 х 195 х 230 паяльник 280X40X 150 Вес в к Г: генератор ........ 10 паяльник ........ 0,75
У П-21 Установка состоит из паяльника, ультразвуковой ванночки и генератора. Рабочая частота генератора в кгц 18—22 Мощность генератора в кгц - • 50 » нагревательного эле- мента в вт ......... Ю0 Род тока питания Переменный, 50 гц: 110, 127, 220 в Вес в к Г: генератор ........ 14 паяльник 1 ванночка 1
Продолжение табл. 241
Тип Характеристика
УII 31 Установка предназначена для лужения труднопаяе- мых деталей. Ванна установки состоит из металлической чаши н магнитострикционного вибратора, жестко сое- диненного с ванной с помощью стержня. Этот стержень служит для удаления горячей ванны от вибратора. Детали ванны и понижающий трансформатор укреп- лены на горизонтальном шасси и помещены в кожух. Нагревательный элемент расположен под дном ванны. Рабочая частота в кгц 22—24 хМощность генератора в в tn . . . 300 Мощность нагревателя в вт • . 500 Род чока питания Переменный, 220 в, 50 гц Габаритные размеры в мм: генератор 450 X305 X 280 ванна 212X105X138 Рабочее пространство ванны н мм 100Х 100X25 Вес в кГ; генератор 20 ванна . . 14
УЗУП-42 Ультразвуковой паяльник Потребляемая мощность и вт . . 300 Мощность генератора в вт . . . 50 Мощность нагревателя в вт . . 75 —120 Скорость пайки в см2/мцн . . . 2,5 Габаритные размеры в мм . . . 280X40X150 Напряжение сети питания в в 220
ВМЛ-1 ь Ультразвуковая ванна предназначена для бесфлю- сового лужения деталей из алюминия, меди, латуни и бронзы. Ванна может быть использована для металли- зации керамики и ферритов. Припой плавится электро- нагревательным элементом. Температуру припоя в ванне регулируют переключателем в пределах 240—350° С. Для питания обмотки вибратора током ультразвуковой частоты используют генератор УГ-0,3 или любой дру- гой генератор мощностью 300 вт с плавным изменением ' частоты в диапазоне 22±2 кгц. Питающий генератор должен иметь источник подмагничивания обмотки ви- братора постоянным током. Рабочая частота в кгц 22 Электрическая мощность ультра- звуковой частоты, потребная для вибратора, в вт 300 Постоянный ток подмагничивания обмотки вибратора в а ... . 5 Сопротивление обмотки постоян- ному току в ом 0,35 Эквивалентное сопротивление ви- братора при резонансе в ом . . 150 Источник питания нагреватель- ной обмотки Сеть переменного тока, 220 в, 50 гц Электрическая мощность, потреб- ляемая для нагревательной об- мотки, в вт 250 Внутренние размеры ванны в мм: диаметр 47 глубина . 47 Габаритные размеры в мм . . . 220X260X350 Вес в к Г ........... 13
Продолжение табл. 241
Тип Характеристика
УП-49 Установка представляет собой металлическую чашу, жестко соединенную с вибратором. На чаше ванны ук- реплены нагревательный элемент, предназначенный для расплавления припоя. Ванна припаяна к торцу вибратора (единая колебательная система с собственной частотой колебаний). Вибратор, трансформатор для питания нагревательного элемента и конденсатор пере- менной емкости заключены в металлический кожух. Мощность ультразвукового гене- ратора для ванны в от . . . 500 Рабочая частота ванны в кгц . . 22 Род тока питания на грена гель- кого элемента . . . Переменный, 220 в, 50 <?г( Мощность» потребная на на- грев ванн от сети, в ст . . . 1000 Постоянный ток поды а гни чина- ния в а ........ ... 7 Внутренние размеры ванны в мм: диаметр 100 глубина 60 Габаритные размеры в мм . . . 430X360X220 Вес в кГ 26
УЗУП-31 Установка для лужения. Потребляемая мощность в вт . . 600 Мощность генератора в в tn . . . 200 > нагревателя в вт . . 300 Габаритные размеры в мм: ванна 250Х 250Х 250 генератор ........ 250X250X450 Напряжение сети в в 220
УЗУЛ-1 Установка для лужения. Выходная мощность генератора в вт 200 _ Мощность нагревателя в в tn . • 250—350 Рабочая частота в кгц 23—25 Внутренние размеры ванны в лсм: диаметр 80 глубина 30 Габаритные размеры в мм: генератор 450X230x280 ванна .......... 200x300x250 Вес в кГ: генератор 25 канна .......... 15 Напряжение сети в б ..... 220
Продолжение табл. 241
Тип Xарактеристи ка
УЗУП-2 Установка для лужения; отличается повышенной акустической мощностью и может быть использована для металлизации керамики, лужения и пайки нержа- веющей стали, манганина, ковара и других металлов и сплавов, пайка которых обычными методами затруд- нена. Потребляемая мощность в вт . . 300 Мощность нагревателя в вт . . 70—120 Выходная мощность в вт - • 40 Рабочая частота в ксц. 23 — 28 Напряжение сети вл 220 Габяри1ныс размеры в лом: генератор 260 X 193X230 паяльник 280X40X150 Вес в к Г. генератор 10 паяльник 0,75
УЗВЛ-1 Ванна предназначена для лужения изделий из алю- миния, ферритов, керамики и других (руднопаясмых материалов. Номинальная мощность в ст . . «500 Мощность нагрева геля в вт . . ~300 Рабочая частота в кгц 18—25 Диаметр зеркала ванны в км 100 Глубина ванны в мм 65 Габаритные размеры в л<л . - . 360X360X 180 Вес в к Г 17
— Установка для лужения алюминиевых проводов. Пред- назначена для бссфлюсного лужения выводов обмоток из алюминиевого провода оловянными припоями. Кон- струкция установки позволяет применять ванны ем- костью 6—100 сл13. Средн я я п ро из водите л ы i ость в шгп/ч 1000 Количество одновременно облу- живаемых выводов 10 Размеры проводов, подлежащих лужению, в мм: ди а метр 0,1 — 2,5 длина 50 Тип генератора . У±М1 Потребная мощность в вт: генератор 900 подогреватель . 200 Выходная мощность в кет . - . 0,4 Частота колебаний в кац . . . . 20
Настольная установка для пайки и лужения может быть использована для очистки и обезжиривания тон- ких материалов. Мощность н кот: потребная ... ... 0,7 выгодная 0,4 Рабочая частота в к?ц 22 (44) Пределы регулирования тока под- магничивания в а . 0—20 Напряжения питания в а ... . 220 Габаритные размеры в мм . . . 350X320X320 Вес в кГ 20
Продолжение табл. 24 1
Тип Характеристика
Установка для лужения и пайки керамики, ферри- тов, кварца, стекла, тантала, вольфрама, титана и дру-
гнх материалов. Мощность в вт: потребная 600 выходная 200 Рабочая частота в кгц 15—25 Йзлучатель Составной со смен- нымн наконечни- ка ми Электроплитка Закрытого типа с двойным сопроти- влением Напряженно сети во 220
Подлежащие лужению детали очищают от масла, грязи и нагревают.
На подогретую поверхность затем наносят припой и доводят его до
расплавления. После включения ультразвукового контура производят
лужение поверхности плавным движением паяльника (концом вибра-
Рис. 149. Схема процесса лужения с помощью
ультразвука:
/—вибратор; 2—расплавленный припой; 3 — пу-
зырьки; 4 — окисная пленка основного металла;
5 — основной металл; б — полуда; 7 — окисная
пленка припоя
тора) в жидком припое (рис. 149). Если паяльник не снабжен электро-
нагревателем, припой поддерживают в расплавленном состоянии го-
релкой или другим способом. При лужении необходимо стремиться
к полному удалению окисной пленки. В местах, где она не удалена,
лужения не будет. Участки, не покрытые припоем, подвергают вторич-
ному лужению. Скорость лужения обычно в пределах 0,15—0,25 мЧсек.
Мелкие детали, фольгу и проволоку лудят погружением их в ультра-
звуковую ванну с расплавленным припоем. Для более быстрого про-
грева изделия перед погружением в ванну нагревают. После лужения
дальнейшую пайку можно вести обычным паяльником, горелкой или
другим способом.
Реактивно-флюсовая пайка
Существует несколько способов пайки, при которых паяное соеди-
нение получают без применения припоев. Одним из таких способов
является реактивно-флюсовая пайка алюминия, при которой припой
образуется в результате восстановления металлов из смеси сочен
(флюсов) при реакции этих со-
лей с паяемым металлом.
В качестве флюсов при реак-
тивно-флюсовой пайке приме-
няют хлористые соли цинка и
олова иногда с добавками лету-
чих соединений (хлористого ам-
мония) и высокоактивных (на-
пример, фтористых) солей (табл.
242).
При достаточно высоком на-
греве (выше 400е С) входящие
в состав флюса соли вступают
в обменную реакцию с алюми-
нием, в результате которой вы-
деляются свободные атомы ме-
талла, например
3ZnCl2 + 2А1 — 2А1С13 + 3Zn.
В результате растворения
алюминия во флюсе ослабляется
связь имеющихся на поверх но-
242. Химический состав реактивных
флюсов для пайки алюминия
Состав флюсов в % к
Хлористый цинк Двухлори- стое олово Бромистый аммоний Хлористый аммоний Фтористый натрий Температура восстановлен! металла в сС
90 8 - 2 420
90 — 8 2 380
— 90 1 8 2 330
90 — — — 10 — 410
— 90 10 — 360
45 45 — 10 " “ 330
76,5 13,5 8 — 2 380
76,5 13.5 8 2 370
72 18.0 8 -— 2 350
72 18 —- 8 2 340
46,5 43,5 8 " 2 330
46,5 43.5 —— 8 2 320
сти окислов с металлом паяе-
мого изделия, -а входящие во флюс летучие составляющие (например.
NH4C1) и пары образовавшегося при реакции соединения А1С13 под-
рывают окисную пленку и тем самым очищают поверхность алюминия.
Одновременно с этим металлические атомы, выделяющиеся из флюса,
высаживаются на чистой поверхности алюминия, покрывают ее сплош-
ным слоем и соединяют паяемые поверхности. Подбирая состав флюса,
можно получить в паяном шве сплав (припой) с желательными свой-
ствами. Добавка во флюс фтористых соединений облегчает очистку
поверхности алюминия от пленки А12О^
Флюс при реактивно-флюсовой пайке наносят на паяемое соедине-
ние обычно в виде пасты. Иногда применение реактивных флюсов сов-
мещают с дополнительным использованием обычных припоев. Такую
комбинированную пайку особенно удобно выполнять методом по-
гружения.
Контактно-реактивная пайка
Соединение металлов, способных образовывать между собой эвтек-
тики или непрерывный ряд твердых растворов с минимумом на линии
температур плавления (табл. 243), возможно, как и при реактивно-
флюсовой пайке, без применения припоя. В этом случае очищенные
поверхности двух металлов приводят в плотное соприкосновение и на-
гревают немного выше температуры эвтектики. В результате диффу-
зионных процессов на границе
243. Некоторые металлы, обра-
зующие сплавы с минимумом
температур плавления, способные
соединяться методом контактно-
реактивной пайки
Соединяемые металлы Мини- мальная темпе- ратура плав- ления сплава в °C (эвтек- тика)
1 II
6 S X и Температура плавления в °C Символ Температура плавления в bC
Ag Ag Ag А и Au Bi Bi Bi Cd Mn 960 960 960 1063 1063 271 271 271 321 1260 Вс Си 6с Со Си Cd Pb Sn Pb Ni 1282 1083 949 1190 1083 321 327 232 327 1452 881 779 650 997 890 144 125 139 248 1005
соприкосновения образуется жидкий
сплав, заполняющий зазор между
соеди няемыми дета л я ми.
Контактно-реактивным методом
можно соединять металлы даже если
они не образуют легкоплавких
сплавов. В этом случае между
двумя соединяемыми металлами не-
обходимо поместить прокладку из
третьего металла, способного обра-
зовывать легкоплавкие сплавы
с каждым из первых двух.
По этому методу можно паять
нержавеющую сталь. На притертые
и очищенные под пайку поверхно-
сти наносят сначала гальваническое
никелевое покрытие, а затем мод-
ное толщиной 0,025 лмл После этого
поверхность снова притирают и па
нее наносят родиевое покрытие тол-
щиной 0,0013—0,013 мм, Покрытые
родием поверхности подпрессовы-
вают, выдерживают в течение 1 ч
при температуре 350—500° С и мед-
ленно охлаждают. Родий, диффун-
дируя в медь на обоих поверхно-
стях, обеспечивает прочное, герме-
тичное соединение. Никель замедляет коррозию и предотвращает
диффузию родия в нержавеющую сталь или другую металлическую
основу. Преимущество метода — малый рост зерна основного металла
и малое коробление детали.
Пайка с механическим удалением окисной пленки
Способ применяют для пайки (лужения) легкоплавкими припоями
магния, алюминия, молибдена, вольфрама, титана, тантала, нержа-
веющей стали, стекла, керамики, графита, карбидов, нитридов и других
труднопаяемых материалов.
Для этой цели паяемое изделие нагревают до температуры плавле-
ния припоя, на зону шва наносят слой расплавленного припоя и под
ним шабером, паяльником или стальной щеткой удаляют поверхност-
ную пленку.
Окисную пленку иногда удаляют палочкой припоя, в который вво-
дят абразив, или при помощи паяльника с вибрирующей металлической
щеткой. По мере удаления окисной пленки припой смачивает поверх-
ность изделия. Широкое распространение получило лужение керамики,
стекла, фарфора и труднопаяемых металлов с помощью ручного абра-
зивного круга, на который натирают припой с низкой температурой
плавления (50—180° С), например, ПОС-60, сплав Вуда или сплавы
с высоким содержанием индия. Абразивным кругом зачищают поверх-
ность детали в местах пайки до покрытия припоем. Паяемые детали
перед лужением подогревают до температуры плавления припоя. Лу-
женые детали затем паяют обычными методами.
Пайка с нагревом кварцевыми лампами
Этот метод применяют в зарубежной промышленности при изготов-
лении конструкций из нержавеющей стали, титана, колумбия и молиб-
дена.
Установка состоит из двух тепловых излучателей, расположенных
один против другого, блоков охлаждения и электронной аппаратуры,
автоматически регулирующей и контролирующей технологический про-
цесс. Пайка производится в металлическом конверте, установленном
между излучающими экранами. Камера пайки может быть заполнена
защитным газом или вакуумирована. Весь процесс длится 5—15 мин.
Экзотермическая лайка
Изделие при этом методе пайки нагревают теплом, выделяемым
в результате экзотермической реакции, протекающей в специальной
термической смеси, проложенной в зоне соединения. В зависимости от
состава термические смеси могут служить для расплавления припоя
и нагрева изделия или использоваться как припой.
В первом случае применяют обычные фасонные припои (предвари-
тельно уложенные в зазор или в специальную выточку) и экзотермичес-
кую смесь (табл. 244), состоящую из окисла и металла. При достижении
определенной температуры пагрева смесь воспламеняется, и выделен-
ное при этом тепло нагревает изделие и расплавляет припой.
244. Экзотермические смеси
Окисел Температуры воспламенения в °C в зависимости от металла
Мя А1 Т1 Si в Zn Fe
Си О 563 893 521 951 499 590 460
Bi с Од . . 504 682 — — -—• 599 266
Мо03 . 660 660 _ V - — — —
МпО . . . 549 899 — 1027 582 560
Fe2O3 ..... 616 927 804 «99 577 754 —
S»O2 ...... 577 928 — —- 588 -— —
V2O5 843 473 513 -—- 460 —. —
МпчО4 593 954 — '— 732 — —
Во втором случае, когда смесь используют как припой, она имеет
сложный состав, приведенный в табл. 245. Эту смесь наносят на паяе-
мые поверхности как краску или закладывают в зазор в виде таблеток
или пластинок.
При нагреве термореактивная смесь воспламеняется. Продуктом
этой реакции являются металлы, которые при сплавлении образуют
припой, затекающий в зазор между паяемыми поверхностями.
245. Реактивные смеси, вступающие в экзотермические реакции
Температура воспла- менения 480° С Температура воспламенения 540° С
Компоненты Состав в % Компоненты Состав в % Компоненты 1 Состав В %
Mg 7,2 Mg 9,4 Mg 7,7
В 3,0 В 2,9 в 3.4
СпгО 34,0 Ag2O 36,6 Ag2O 30.2
Си О 32,3 СиО 32,2 СиО 37.1
SnO3 4,1 Ag 2,0 Ag 2,3
Си 2,0 КагВ4О, 3.3 Na2B«O7 SiO3 3.7
Na2 В4О7 3,3 SiO£ 3.6 8,7
SiO£ 7,5 К HF* 3,3 KHFa 3,8
KHF* 3,3 LisF 2,0 Li2F 2,3
KCl 0,6 KCl 0,7
Li£F 2,1 MgO 11,9 MgO 12.4
SiOg 7,8 SiO2 8. 1
KCl 0,6 Na2O 1,0 Na2O U
B2O3 11,7 B2O, 13,0
ТЕХНОЛОГИЯ ПАНКИ
ТЕХНОЛОГИЯ ПАЙКИ ИЗДЕЛИЙ
ИЗ СТАЛИ И ЧУГУНА
Пайка изделий из углеродистых и низколегированных сталей
Изделия из углеродистых сталей паяют без особых затруднений
любым из известных способов. При этом следует избегать перегрева,
так как сталь очень склонна к короблению и изменению структуры.
Для пайки обычно применяют оловяшю-свинцовые, медно-цинковые
и серебряные припои, а также медь; соединения, паяные этими при-
поями, имеют прочные и герметичные швы. Припои, содержащие фос-
фор, применять для пайки стали не рекомендуется из-за возникающей
при этом хрупкости паяного шва. Легированные стали обычно паяют
так же, как углеродистые, но если сталь содержит компоненты, которые
могут образовывать на поверхности пленки труднорастворимых окис-
лов, то пайку выполняют с применением активных флюсов. Магнитные
стали, содержащие алюминий, перед пайкой предварительно обраба-
тывают в растворе NaOH для удаления плотной пленки алюминиевых
окис нов.
Рекомендуемые методы пайки углеродистых и легированных сталей,
а также применяемые при этом припои и флюсы приведены в табл. 246.
246. Рекомендации по пайке изделий
из низкоуглеродистых и низколегированных сталей
Способы пайки Наиболее употреби- тельные припои Типы флюсов
Паяльником Газопламенными го- релками Контактным нагре- вом Нагревом т. в. ч. Вольтовой дугой Погружением в рас- плавленный припой В соляных ваннах В печах с контроли- руемой атмосферой В вакууме На оловянной и свинцовой основах На основе кадмия и висмута Медь, медно- ци н но- вые Серебряные Хлористый цинк (табл. 142), комплекс- ные флюсы на основе хлористого цинка (табл. 144), пастообразные (табл. 145) Бура, борная кислота и нх смеси (табл. 150) № 209, 284 и другие (габл. 154)
Панка нержавеющих, жаростойких и жаропрочных сталей и сплавов
Трудности пайки нержавеющих сталей и жаропрочных сплавов
обусловлены наличием на их поверхности прочных и плотных пленок,
состоящих из окислов хрома, титана, алюминия и других элементов.
Эти окисные пленки обладают высокой термической и химической стой-
костью. низкой упругостью паров и незначительной упругостью дис-
социации; они препятствуют хорошему смачиванию соединяемых по-
верхностей деталей и растеканию по ним припоев. Для снятия окисной
пленки применяют высокоактивные флюсы и производят более тща-
тельную подготовку поверхности.
Подготовка к пайке обычно состоит из обработки мест соединения
шкуркой или навильником и обезжиривания в парах органических
растворителей, в горячих щелочных растворах или в электролитиче-
ских ваннах.
Полированные и пагартованные изделия плохо смачиваются при-
поями, поэтому такие детали следует зачистить шкуркой до получения
шероховатой поверхности, это способствует лучшему сцеплению припоя.
Травление нержавеющих сталей и жаропрочных сплавов перед
пайкой производят редко. Этот вид подготовки применяют в основном
для тонкостенных штампованных и прессованных изделий.
Легкоплавкими припоями нержавеющие стали паяют редко. В ка-
честве припоев применяют олово или оловянно-евнпцовые припои.
Пайку осуществляют газопламенным нагревом, паяльником или мето-
дом погружения в припой; в качестве флюса применяют насыщенный
раствор хлористого цинка в концентрированной соляной кислоте, рас-
твор ортофосфорной кислоты или комплексные флюсы.
Канифольные флюсы недостаточно активны для пайки нержавею-
щих сталей легкоплавкими припоями, но ими можно пользоваться,
если место пайки предварительно лужено припоем с применением
кислотного флюса.
Для высокотемпературной пайки применяют обычно серебряные при-
пои с содержанием серебра более 90%. Припои с содержанием серебра
менее 90% используют при пайке т. в. ч. или с помощью газопламен-
ного нагрева.
Медь в качестве припоя для нержавеющих сталей применяют редко
из-за сильной ее диффузии в сталь и плохой растекасмости.
Для малонагруженных соединений применяют латуни марок Л62
и Л 68, ЛОК-06-04, из которых изготовляют проволоку, фольгу или
прутки.
Широко применяют припои на основе систем марганец—хром—
никель и медь—никель—кремний—бор, серебряные припои, содержа-
щие цинк, медь, никель, фосфор, кадмий и палладий.
Флюсы, содержащие бориды и фтористые соли, плохо растворяют
о кислы хрома, поэтому они малопригодны для пайки нержавеющих
сталей и жаропрочных сплавов. Более приемлемы флюсы, в состав
которых входят тетраборат и фториды.
При печной пайке и газопламенном нагреве применяют газовые
флюсы, исходными продуктами для которых являются фтористый аммо-
ний, фторборат аммония, фтористый бор.
В качестве защитной атмосферы применяют сухие и очень чистые
нейтральные газы (аргон, гелий, водород, водород в сочетании с парами
галлоидных солей хрома иди марганца, фторированную атмосферу).
В последнем случае паяемые детали помещают в специальную камеру,
в нижней части ее располагают массу, состоящую из хлористых или
фтористых солей хрома, марганца или других металлов; в верхней
части камеры располагают слой гранулированного или порошкообраз-
ного хрома, никеля, марганца или железа, которые служат для регене-
рации паров металла в атмосфере- При нагреве соли выделяют соответ-
ствующие пары, которые препятствуют окислению металла и способ-
ствуют лучшему заполнению припоем.
Пайку в вакууме и в среде нейтральных газов следует выполнять
припоями, содержащими литий, фосфор, бор и кремний.
В процессе пайки изделий из аустенитных сталей иногда наблю-
дается самопроизвольное разрушение основного металла под действием
жидкого припоя, проникающего по границам зерен. Особенно часто
это явление наблюдается при изготовлении изделий из сильно накле-
панных сталей и в сильно напряженных соединениях. Равномерный
нагрев изделия при пайке в печах и в соляных ваннах полностью пред-
отвращает растекание паяных соединений.
Пайку жаропрочных сплавов, содержащих металлы с большим
сродством к кислороду, например, алюминий, титан, бор, рекомен-
дуется производить в водородной среде с добавкой фторированной атмо-
сферы. В этом случае паяемое изделие помещают в герметичный контей-
нер, на дно которого предварительно помещают фтористый аммоний
в количестве 1 г на 1000 елг* объема контейнера. При нагреве фтористый
аммоний разлагается на водород, азот и фтористый водород, при этом
на деталях образуются в виде тонкой пленки фториды, препятствую-
щие окислению.
Иногда для устранения вредного влияния окисной пленки, с целью
предупреждения обезуглероживания и для улучшения смачиваемости
изделия из нержавеющих сталей предварительно покрывают никелем
и медью. Перед покрытием детали обезжириваю г и травят в кипящей
концентрированной соляной кислоте.
Пайка чугуна
Изделия из серого и ковкого чугуна можно паять как легкоплав-
кими, таки тугоплавкими припоями. Основное затруднение при пайке —
наличие графита, который препятствует смачиванию металла припоем
и мешает образованию хорошей металлической связи. Графит можно
удалить выжиганием окислительным кислородно-ацетиленовым пла-
менем, содержащим избыток кислорода.
Для облегчения пайки легкоплавкими припоями применяют галь-
ваническое лужение (табл. 247—249) или контактное меднение в рас-
творе медного купороса. Наиболее просто пайку чугуна осуществляют
247. Состав и режим работы ванн предварительного лужения
изделий из чугуна
Компоненты Содер- жа н ис в Г/л Режим работы
Кислот- ность pH Время обрабо г- ки в мин Плот- ность тока в а! дм*
Цианистая медь Цианистый на грин .... Свободный цианид .... Едкий натр 22 33 10—11 2 11 — 12,6 1 — 1.5 0,4—0.7
248. Состав и режим работы ванны окончательного
меднения изделия из чугуна
Компоненты Содер- жание в Г/я Режим работы
Темпе- ратура в °C Плот- ность тока в а/дм* Напря- жение на зажимах в в
Цианистая медь . . . . . Цианистый натрий . . . . Углекислый » .... 25 37 12 20—25 0.5—0,8 2,0—2,8
249. Состав ванн и режим электрохимической подготовки
изделий из чугуна к пайке и лужению
Компоненты Со- став н % Темпе- ратура в °C Напря- жение в в Плот- ность тока в а/дм* Время выдержки в мин
на аноде на катоде
Едкий натр 100 500—520 5.6—6.0 12—14 5 10 1
Едкий натр 93 460—480 4,0—4.5 10-12
Хлористый натрий 7
при использовании специальных комплексных флюсов, в состав кото-
рых входят хлористые соли олова и меди.
При пайке тугоплавкими припоями изделие из чугуна прогревают
до красного каления, при этом графит сгорает с образованием окиси
углерода. После этого пайка не представляет больших затруднений.
Из тугоплавких припоев для пайки чугунов успешно применяют
серебряные припои и латуни; для увеличения прочности соединения
к латуням часто добавляют небольшое количество (1,0—1,5%) крем-
ния, олова, никеля, марганца или железа.
Медь для пайки чугунов следует применять осторожно, ввиду высо-
кой температуры ее плавления, а припои, содержащие фосфор, не
применяют вообще из-за образования в паяном шве хрупких железо-
фосфорных соединений. Для пайки чугунов применимы все процессы,
конкретный выбор метода пайки зависит от припоя и относительной
массы соединяемых деталей.
Пламя газовой горелки или паяльной лампы должно быть только
нейтральным с температурой не выше 900° С. Ввиду плохой смачивае-
мости поверхности чугунов припоем пайку в печах с контролируемой
атмосферой производят с флюсом, который улучшает затекание при-
поя в шов.
Чугун с высоким содержанием углерода имеет низкую температуру
плавления, поэтому при пайке тонкостенных изделий необходимо тем-
пературу печи держать более низкой из-за возможного оплавления
поверхности основного металла.
Чтобы шов получился прочным, чугунные изделия сразу же после
пайки подвергают отжигу при температуре 700—750° С в течение 20 чин}
при отжиге происходит дальнейшая диффузия припоя в основной ме-
талл, что значительно укрепляет шов и, кроме того, при этом снимаются
внутренние напряжения. Ковкий чугун паяют так же, как и серый;
температура пайки его должна быть не выше 900° С.
Общие рекомендации по пайке изделий из чугуна приведены
в табл. 250.
250- Рекомендации по пайке изделий из чугуна
Способы пайки Наиболее употреби- тельные припои Типы флюсов
Паяльником Газопламенными горел- ками Контактным нагревом Нагревом г. в. ч. Вольтовой дугой Погружением в рас- плавленный припой Заливкой расплавлен- ным припоем В соляных вайнах В печах с контролируе- мой атмосферой В печах без контроли- руемой атмосферы На оловянной и свинцовой основах Медь, медно-цин- ковые Медно-цинковые с никелем, крем- нием, оловом и марганцем Серебряные Активные флюсы на основе хлористых солей (табл. 144) Бура, борная кислота и их смеси (табл. 150); № 209, 284 и другие {табл. 154)
ТЕХНОЛОГИЯ ПАЙКИ ИНСТРУМЕНТАЛЬНЫХ СТАЛЕЙ
И ТВЕРДЫХ СПЛАВОВ
Пайка инструментальных сталей
При ремонте поломанного инструмента из высокоуглеродистых ин-
струментальных сталей и при изготовлении биметаллического состав-
ного инструмента (например, резцов, сверл, фрез и долбяков и т.п.)
часто пользуются пайкой тугоплавкими припоями. В этом случае
соединяют пайкой рабочую часть инструмента из быстрорежущих ста-
лей с державкой из среднеуглеродистых легированных сталей типа 40Х
или инструментальных сталей типа У7.
Пайку высокоуглероднстых и инструментальных сталей как между
собой, так и с другими металлами, кроме алюминиевых, магниевых
и жаропрочных сплавов, осуществляют чаще всего медью, медно-
цнцковыми и серебряными припоями.
Перед пайкой соединяемые поверхности очищают от грязи, масла
и собирают с соответствующим зазором, который определяют для ка-
ждого случая отдельно в зависимости от метода нагрева и коэффициента
расширения паяемых металлов. Инструментальные стали паяют в соля-
ных ваннах, пламенной печи, нагревом т. в. ч. и газопламенными
горелками.
В соляной ванне паяют при температуре 1150—1200° С. После пайки
инструмент до 900—1000° С охлаждают па воздухе; дальнейшее охла-
ждение до 500—560е С производят в ванне одного из следующих со-
ставов (в %):
I
Хлористый барий * .
* натрий .
» кальций
Л
30
22
48
Хлористый натрий 24
» кальций 76
До комнатной температуры охлаждают па воз-
духе, после чего изделие промывают водой до пол-
ного удаления солей с поверхности инструмента.
Для печной пайки применяют обычно пламен-
ные двухкамерные печи, имеющие камеру предва-
рительного подогрева и камеру нанки. Пайку про-
изводят в следующей послсдоваюлыюсти:
1) пластинку из быстрорежущей стали устанав-
ливают в соответствующий паз державки или кор-
пуса и посыпают порошком флюса:
2) помещают заготовку инструмента в камеру
предварительного нагрева (температура камеры
750—800° С);
Рис. 150. Пайка сверл нагревом т. в. ч. с помощью со-
единительной втулки:
/—индуктор; 2—соединительная втулка
3) после выдержки (время зависит от размеров
инструмента) заготовку вынимают из камеры, укла-
дывают на зону пайки припой, посыпают припой и
зону соединения флюсом, устанавливают па кера-
мическую подставку и помещают в камеру пайки;
Рис. 151. Пайка
сверла с конус-
ным соединением
нагревом т. к. ч.:
1 — припой и
флюс; 2 —индук-
тор
4) после заполнения шва припоем заготовку вынимают из печи и
охлаждают до комнатной температуры;
5) отпуск осуществляют при температуре 560е С, после чего инстру-
мент очищают и проверяют качество пайки.
С нагревом т. в. ч. можно паять многие типы инструмента, но чаще
всего этот метод применяют для пайки (с целью удлинения инструмента
или его ремонта) сверл, зенкеров, разверток, метчиков.
Для инструмента диаметром до 7 мм применяют соединение вна-
хлестку с косым срезом; пайку осуществляют с помощью соединитель-
ной втулки (рис. 150). Изделие в этом случае располагают горизонтально
и припой с флюсом помещают в специальное гнездо втулки. После пайки
инструмент помещают в печь для снятия напряжений и дополнитель-
ного отпуска. Температура печи 560° С.
Пайку инструмента с конусным соединением (рис. 151) осуществляют
в следующем порядке:
1) в специальное гнездо удлинителя помещают припой и флюс,
после чего собирают под пайку;
2) инструмент устанавливают в индукторе вертикально; чтобы место
соединения находилось в зоне пагрева индуктора, установку произво-
дят на центрах;
3) во время пагрева инструмент необходимо равномерно вращать;
4) после охлаждения инструмент снимают с центров и помещают
в печь для снятия напряжений и дополнительного отпуска.
Пайка с помощью газопламенного нагрева рекомендуется только для
термически обработанных стержневых инструментов диаметром нс бо-
лее 10 лж. Рихтовку инструмента производят в горячем состоянии па
у час гке соединени я.
Наиболее употребительные способы пайки, рекомендуемые припои
и флюсы, применяемые при пайке инструментальных сталей, приве-
дены в табл. 251.
251. Рекомендации по пайке инструмента из быстрорежущей стали
Способ лайки Наиболее употребитель- ные припои Типы флюсов
Газопламенными го- релками В соляной ванне Нагревом т. в. ч. Марки ГФ. ГФ К, ГПФ (табл. 45), по- рошкообразные и па- стообразные (табл. 129 и 130) Бура, бура с добав- ками ферромарганца, фтор истого кал и я ил и борной кислоты (табл. 150)
Пайка металлокерамических твердых сплавов
Металлокерамические твердые сплавы состоят из карбидов воль-
фрама, титана, тантала и кобальта. Твердые сплавы изготовляют мето-
дом прессования из смеси тонкоразмолотых порошков карбида и ме-
талла с последующим спеканием в защитной атмосфере при темпера-
туре 1400—1600° С. По ГОСТу 3882—61 отечественная промышлен-
ность выпускает три типа металлокерамических твердых сплавов:
вольфрамовые, титано-вольфрамовые и титано-тантало-вольфрамовые.
Приготовленные методом спекания пластинки твердого сплава при-
паивают к корпусу инструмента, который обычно изготовляют из угле-
родистых сталей. Коэффициент линейного расширения применяемых
сталей в 2—3 раза больше коэффициента линейного расширения твер-
дого сплава. Это обстоятельство требует, чтобы нагрев и охлаждение
твердосплавного инструмента при пайке происходил равномерно, в про-
тивном случае па пластинках твердого сплава образуются трещины.
Влияние разности коэффициентов линейного расширения стали и твер-
дого сплава снижают применением компенсаниоппых прокладок, изго-
товленных нз сплава железа с никелем (45% Ni) и устанавливаемых при
пайке между двумя соединяемыми материалами.
Перед пайкой пластинки твердого сплава очищают песком и шли-
фуют по опорным плоскостям абразивными кругами. Подготовленные
для пайки пластинки не должны иметь трещин, расслоений и посторон-
них включений. В корпусе инструмента фрезеруют паз по конфигура-
ции пластинки (рис. 152), куда устанавливают для припайки предвари-
тельно обезжиренную и очищенную пластинку. Паз под пластинку
должен быть ровным, не иметь завалов, ступенек и заусенцев. Пла-
Рис. 152. Форма пазов в инструменте под пластинки
твердого сплава:
а — иазы открытые; б — пазы закрытые; в — пнзы полу-
закрытые
стннка должна быть хорошо пригнана к основной грани паза и не
качаться при нажатии (рис. 153).
Во избежание выпадения пластины из паза во время пайки, их пред-
варительно закрепляют. Существует несколько способов крепления
(габл. 252). Крепление проволокой неудобно тем. чго она всегда при-
паивается к корпусу и требует для своего удаления дополнительной
механической обработки шлифованием. Кроме того, проволока нагре-
вается быстрее твердого сплава, что приводит к образованию трещин
в местах касания пластины с проволокой; поэтому такой метод креп-
ления применяют очень редко. Закрепление пластинок чеканкой и
к пиньями иногда приводит к поломке хрупких пластин твердого сплава.
Наиболее приемлемым способом считают закрепление пластинок
при помощи компенсационных прокладок различной толщины и техно-
логической стенки. При контактной пайке или при пайке нагревом
т. в. ч. применяют различные приспособления для крепления и при-
жима пластины твердого сплава к державке (рис. 154).
Металлокерамические твердые сплавы можно паять методами элек-
тросопротивления, нагревом т. в. ч., в печах с восстановительной средой
и погружением в расплавленный припой.
Пайка инструмента электросопротивлением состоит в том, что под-
готовленную под панку пластину вставляют в корпус инструмента*
Рис. 153. Примеры неправильной подготовки пазов и пласти-
нок твердого сплава, вызывающие непропай
Правилънар
пайга
который зажимают между контактами сварочной машины. Перед вклю-
чением тока пластину посыпают
пой, который также покрывают
флюсом. Для того чтобы не про-
исходил перегрев, ток в процессе
нагрева включают периодически.
Во время расплавления флюса
следят за тем, чтобы он в доста-
точном количестве смачивал сое-
диняемые поверхности, в про-
тивном случае флюс добавляют.
В момент начала расплавления
припоя ток выключают и дают
возможность припою растекать-
ся по пластине и заполнить шов.
Пластину прижимают до темпе-
ратуры около 800° С, затем дав-
ление снимают до момента пре-
кращения растекания припоя и
продолжают прижимать до пол-
ной кристаллизации припоя.
порошком флюса, сверху кладут при-
Рис. 154. Схема приспособления для
крепления и прижима пластины из
твердого сплава к резцедержавке в про-
цессе пайки при высокочастотном нн-
Аукционном нагреве
При пайке с нагревом т. в. ч. большое значение имеет правильный
выбор формы и размера индуктора. Последовательность пайки: в паз
державки насыпают небольшое количество флюса, укладывают
& Справочник паяльщика 1343
252. Способы крепления пластин твердого сплава
к державкам при пайке
Схема крепления
X арактеристи ка
Пластину крепят проволо-
кой. Возможно образование
трещин на твердом сплаве и
припайка к нему проволоки.
Поэтому метод находит огра-
ми ценное применение
Пластинку вставляют в паз
корпуса и перед пайкой за-
крепляют чеканкой или клинь-
ями. Метод требует большой
осторожное гм, так как воз-
можна поломка пластин
Крепление с помощью про-
кладок (сплав железа с 40—
50% NJ) в открытых пазах.
В массовом производство этот
способ требует применения спе-
циальных штампов
Крепление, с помощью про-
кладок в закрытых пазах
Крепление с помощью iex-
нологичсской стенки
Твердосплавную пластинку
фиксируют при помощи вре-
менно наваренной на державку,
стальной пластинки, которая
поддерживает твердосплавную
в нужном положении НО Время
пайки
компенсационную прокладку, посыпают ее тем же флюсом, после чего
укладывают пластину. На пластину в зоне соединения с державкой
помещают припой, который также посыпают флюсом. Собранный так
инструмент помещают в индуктор. Ток включают периодически. Ско-
рость нагрева для лучшего смачивания припоем и уменьшения окисле-
ния пластины и перегрева стали державки должна быть строго опре-
деленна и составляет 30° в секунду для инструмента с поперечным
сечением до 150 мм2 и 60° для инструмента с поперечным сечением
до 1000 лш2.
При пайке твердосплавного инструмента важным условием полу-
чения качественного соединения является обеспечение равномерного
нагрева. Для этой цели инструмент помещают в индуктор так, чтобы
в первую очередь нагреть корпус инструмента и за счет теплопровод-
ности прогреть пластину твердого сплава. После прогрева для вырав-
нивания температуры инструмент передвигают и производят нагрев
места пайки. Во время пайки положение керамической пластинки в пазу
поправляют (если нет зажимного приспособления) фарфоровой или
асбестовой палочкой. Керамические инструменты охлаждают в печи или
на спокойном воздухе, для чего их укладывают на кирпичные, асбесто-
вые, керамические и другие подставки. При охлаждении в печи инстру-
менту дают отпуск при температуре 200—250° С в течение 6 ч.
В результате нагрева изделия при пайке твердость корпусов и дер-
жавок инструмента снижается, в связи с этим он нуждается в допол-
нительной термической обработке. Если требуется закалка, то ее произ-
водят сразу же после пайки. В целях предотвращения появления тре-
щин па пластинах их закаливают в среде с температурой 260—320° С.
Пайку металлокерамического инструмента можно осуществить
в печи с восстановительной атмосферой, при этом вольфрамовые пла-
стины на сталь 45 напаивают без флюса, а титанокарбидные требуют
применения высокоактивных флюсов независимо от того, на какую
сталь они напаиваются. Трудность печной пайки в основном сводится
к креплению пластины к корпусу инструмента. Наиболее рациональ-
ным способом крепления при этом методе пайки является обвязка
головки инструмента шпуровым асбестом с предварительным размеще-
нием компенсационной прокладки, припоя и флюса. Пайку металло-
керамического инструмента погружением в расплавленный припой
чаще всего осуществляют с целью совмещения пайки с термообработкой
корпуса. Процесс пайки-закалки состоит из трех основных операций:
предварительного нагрева в соляной ванне до температуры 800—850° С,
пайки погружением в расплавленный припой и закалки инструмента.
Предварительный нагрев осуществляют в ванне следующего состава
(в %):
Хлористый барий.....................................70
» натрий ......................................30
Закалочной средой для сплавов марок ВК8 и Т15К6 служит смесь
солей состава (в %):
Едкое кали .................................... 70
Едкий натр..........................................30
Температура ванн соответственно 260—280 и 380—400° С Для
сплава Т15К6 после основной закалки требуется дополнительная за-
калка в нагретой до 180—200° С селитре.
*
При пайке погружением требуется более тщательное крепление
металлокерамической пластины и обработка собранного под пайку
инструмента в кипящем насыщенном водном растворе буры (для воль-
фрамовых пластинок) или в растворе с 35% фтористого калия (для тита-
нокарбидпых пластин).
Наиболее употребительными припоями для пайки твердосплавного
инструмента являются медь и латунь Л62 с присадками до 5% никеля
или марганца. В качестве флюса обычно употребляют буру или буру
с добавками ферромарганца, фтористого калия или борной кислоты.
Рекомендации по напайке пластин твердого сплава к корпусу режу-
щего инструмента приведены в табл. 253.
253. Рекомендации но напайке пластинок твердого сплава
к корпусу режущего инструмента
Способ лайки Наиболее употреби- тельные припои Типы флюса или атмосферы
Пайка в печах с вос- становительной атмо- сферой Контактным нагре- вом Нагревом т. в. ч. Погружением в рас- плавленный припой Медь Латунь Л-62 с при- садкой до 5% никеля и марганца Восстановительная атмосфера с содержа- нием водорода больше 15% Бура Бура с добавками фер- ромарганца, фтористого калия или борной кис- лоты (табл. 150)
ТЕХНОЛОГИЯ ПАЙКИ ИЗДЕЛИЙ
ИЗ МЕДНЫХ И НИКЕЛЕВЫХ СПЛАВОВ
Пайка меди и ее сплавов
Медные сплавы можно паять всеми легкоплавкими припоями. Теп-
лостойкие соединения из меди и латуни получают при пайке их кад-
миевыми припоями с серебром. Пайку медных и латунных изделии
легкоплавкими припоями с большим содержанием свинца (до 18% Sn)
можно осуществить, применяя комплексные флюсы, в состав которых
входят хлориды цинка, олова, меди и калия. Применение малооловя-
нистых припоев и комплексных флюсов особенно рационально при
пайке изделий из медных сплавов методом погружения в расплавлен-
ный припой. При пайке меди медпо-фосфорпыми припоями в печах
с защитной атмосферой флюс не нужен, так как фосфор, входящий
в припои, окисляясь в фосфорный ангидрид, сам становится флюсом.
Латуни паяют всеми известными способами, однако панку в печах
с восстановительной атмосферой обычно не применяют из-за возможною
испарения цинка; если все же этим методом пользуются, то латунь
предварительно покрывают медью.
Латуни, содержащие до 3% РЬ, удовлетворительно паяю г медно-
фосфорными и серебряными припоями с обязательным применением
флюса; содержание свинца более 3% отрицательно сказывается на за-
полнении шва припоем» даже если пайку ведут с флюсом, при этом чем
больше свинца, тем труднее пайка.
Оловянистые бронзы паяют свинцово-оловянными, медно-фосфор-
ными, серебряными и медно-цинковыми припоями; при высоком содер-
жании олова в бронзе, пайка последним припоем становится нежела-
тельной из-за его высокой температуры плавления.
При пайке оловян истых бронз изделие следует нагревать постепенно,
так как при быстром нагреве основной металл склонен к красноломкости.
Свинцовые бронзы можно паять припоями н флюсами, применяе-
мыми для оловянных бронз. Для предотвращения окисления свинца
в бронзе необходимо следить за тем, чтобы место пайки было обильно
покрыто флюсом, в противном случае образующиеся окислы будут
препятствовать затеканию припоя в зазор.
При пайке алюминиевых, кремниевых и марганцовистых бронз
нагревать следует возможно быстро, чтобы избежать образования хруп-
кого соединения. Добавка в припой никеля значительно снижает хруп-
кость шва и делает его более пластичным и прочным. Алюминий и крем-
ний вызывают па поверхности бронзы плотные пленки окислов. Поэтому
изделия из таких бронз перед пайкой желательно обрабатывать в пла-
виковой кислоте или в царской водке. При пайке алюминиевых и крем-
ниевых бронз следует применять особоактивные флюсы с повышенным
содержанием соляной кислоты. Марганцовые бронзы рекомендуется
паять с применением ортофосфорной кислоты. Тугоплавкими припоями
эти бронзы паяют с флюсами, в состав которых входят фторбораты
и фториды щелочных металлов.
Бериллиевые бронзы паять значительно труднее, чем другие мед-
ные сплавы, их следует паять немедленно после механической зачистки
серебряными припоями с флюсом, в состав которого должны входить
фтористые соли.
Медно-никелевые сплавы паяют любым способом и припоем, в том
числе и чистой медью. Пайку медью в печи с контролируемой атмо-
сферой необходимо выполнять быстро, так как при длительной пайке
основной металл растворяется в припое, и прочность его в зоне лайки
значительно падает.
Рекомендации по пайке меди и ее сплавов приведены в табл. 254
и 255.
254. Рекомендации по пайке меди и ее сплавов
Способ пайки Наиболее употреби- тельные припои I ппы флюсов
Паяльником, газопламен- ными горелками Контактным нагревом Нагревом т. в. ч. Вольтовой дугой Погружением в расплавлен- ный припой В соляных паннах В печах с контролируемой атмосферой В печах без контролируе- мой атмосферы В вакууме На оловянной и свинцовой основах На основе цин- ка. кадмия, вис- мута, индия М ед в о- ц инков ые (42—53% Си) Медно-фосфорн ыс Серебряные Хлористый цинк и комплексные флю- сы на его основе (табл. 142 и 144) Канифоль и флю- сы на ее основе (габл. 135 и 137) Антикоррозион- ные флюсы (табл. 13Н) Бура, борная кис- лота и их смеси (табл. 150)
255. Рекомендации по пайке изделий из алюминиевых,
кремниевых и марганцовистых бронз
Способы пайки Наиболее употреби - тельн ые припои Типы флюсов
Паяльником, газопламен- ными горелками Контактным нагревом Нагревом т. в. ч. Вольтовой дугой В соляных вайнах В печах с контролируемой а гмосферой На оло- вянной и свинцовой основах Мед но- цин новые Серебряные Хлористый цинк с из- бытком соляной кислоты, ортофосфорная кислота (табл. 144 и 146) Смесь борной кислоты с борным ангидридом, хло- ристыми и фтористыми со- лями металлов (табл. ISO)
Пайка никеля и его сплавов
Никелевые сплавы характеризуются высокой прочностью и пластич-
ностью. высоким электрическим сопротивлением и коррозионной стой-
костью. а также повышенной жаропрочностью и жаростойкостью.
Сплавы на основе никеля широко применяют для изготовления паяных
изделий в электротехнической промышленности и в химическом аппа-
ратостроении.
Выбор флюса, припоя и метода пайки никелевых сплавов во многом
зависит от состава окислов на поверхности изделия. На чистом никеле
при нагреве образуется только один окисел NiO, при легировании
никеля хромом, алюминием, титаном и другими металлами образуется
комплекс окислов соответствующих металлов. Поэтому чистый никель
и слаболегированные его сплавы паяют без особых затруднений, как
железо и его сплавы.
Для пайки легированных сплавов требуется применение специ-
альных флюсов, состоящих из фторидов щелочных и щелочнозе-
мельных металлов. Нихромы и сплавы никеля с большим содержа-
нием хрома для облегчения процесса пайки покрывают медью.
Для паяния высоконикслевых сплавов не следует применять при-
пои, содержащие в своем составе фосфор, алюминий и магний,
256. Рекомендации по пайке изделий из никеля и его спланон
Способы пайки Наиболее употреби- тельные припои Типы фзюсов
Паяльником Газопламенными горелками Контактным нагревом Нагревом т. в, ч. Вольтовой дугой Погружением в расплавлен- ный припой В соляных ваннах В печах с контролируемой атмосферой На оловянной и свинцовой основах Медь, медно- цинковые Серебряные, се- ребряные с палла- дием и марганцем Никелевые Палладиевые Л кт и в н ые ф л юсы на основе хлористых солей (табл. 144) Содержащие буру и борную кислоту (табл. 150) 3 а щич ная среда без содержания сер- нистых газов
которые образуют на границе раздела припоя и основного металла
хрупкие сплавы. Для пайки жаропрочных никелевых сплавов приме-
няют серебряные и никелевые припои. Сложполегированные никелевые
сплавы паяют припоями на основе сплавов никель-хром, никель-
маиганец и никель-хром-марганец. Для облегчения пайки этих сплавов
рекомендуется их покрывать тонким споем никеля. Общие рекоменда-
ции по выбору флюса, припоя и метода панки никеля и его сплавов
приведены в табл. 256-
ТЕХНОЛОГИЯ ПАЙКИ ЛЕГКИХ МЕТАЛЛОВ
Пайка алюминия и его сплавов
Алюминий и его сплавы широко применяют для изготовления раз-
личных паяных изделий в авиационной, автомобильной, электротех-
нической и других областях промышленности.
Методами пайки можно исправлять механические повреждения
и различные дефекты в отливках из литейных сплавов. На поверхности
алюминия и его сплавов всегда имеется химически стойкая окиси а я
пленка, поэтому изделия из алюминия паять сложнее, чем изделия из
других металлов. Обычно применяют такие методы, при которых проис-
ходит разрушение окислов в момент пайки: бесфлюсовую пайку с меха-
ническим разрушением окисной пленки (абразивная, натиранием),
пайку ультразвуком, пайку с разрушением окисной пленки активными
флюсами и др. Первые два способа применимы только для пайки легко-
плавкими припоями, по третьему способу можно паять легкоплавкими
и тугоплавкими припоями. Легкоплавкими припоями алюминий и его
сплавы можно паять со многими металлами, основная задача при этом
заключается в предварительном покрытии поверхности алюминия при-
поем, дальнейшая пайка деталей, луженых припоем, ничем не отли-
чается от пайки других металлов с помощью обычных, применяемых
припоев и флюсов.
При пайке алюминия с механическим удалением окисной пленки,
изделие нагревают, на зону шва наносят слой расплавленного припоя
и под ним шабером, паяльником или стальной щеткой удаляют поверх-
ностную пленку. Иногда окисную пленку соскабливают непосред-
ственно палочкой припоя, в которую вводят абразив. По мере удаления
окисной пленки припой смачивает оголенную поверхность алюминия
и после охлаждения дает прочную связь. Абразивная пайка не требует
применения флюса. Разновидностью абразивной пайки является луже-
ние поверхности алюминия с помощью ручного шлифовального станка.
Окисную пленку с поверхности алюминия можно удалять при по-
мощи паяльника с вибрирующей металлической щеткой или ультра-
звуковым паяльником. Флюс при этом способе пайки не применяют.
Пайку алюминия ультразвуковыми паяльниками выполняют легко-
плавкими припоями па цинковой или оловянной основе с цинком, кад-
мием и алюминием. При пайке конец рабочего стержня необходимо
держать как можно ближе к поверхности алюминия, но по возможности
не касаться ее.
Соединения из алюминия, паяные легкоплавкими припоями на основе
свипца, олова, кадмия и висмута, плохо сопротивляются коррозион-
ному разрушению.
Легкоплавкими припоями алюминий можно паять также с помощью
реактивных и органических флюсов. Реактивные флюсы состоят обычно
из хлористых солей цинка, олова, аммония и фтористых солей натрия,
калия или лития. Органические флюсы изготовляют на основе триэта-
ноламина с добавками фторборатов кадмия, цинка или аммония. С при-
менением реактивных флюсов можно паять газопламенным нагревом,
в печи или в ваннах с флюсом.
В первых двух случаях флюс применяют в жидком виде, а также
в виде порошка или пасты, в последнем — собранное под пайку изделие
погружают в расплавленную соль. При пайке в ванне с флюсом припой
при сборке предварительно закладывают в специальную выточку или
применяют фасонные припои, которые укладывают в зоне пайки.
Пайка с одновременным покрытием всего изделия припоем может
быть осуществлена в ванне, состоящей из расплавленного припоя
и флюса. Для этой цели в тигель загружают припой с температурой
плавления 150—200° С и смесь солей, состоящую из окиси цинка,
едкого натра и воды, например, состава (в весовых %):
Едкий натр ..........................................80
Окись цин ка . .... . . . . 3
Вода........................................... . . 17
Если в расплавленную ванну погрузить изделие, то избыточный
едкий натр удаляет с поверхности металла окисную пленку, а из обра-
зующегося в результате реакции между двумя солями цинкаиата натрия
высадится па поверхность изделия тонкая пленка цинка. При дальней-
шем погружении расплавленный припой заполняет зазор и покрывает
оцинкованные места. Вместо едкого натра можно использовать едкий
калий (КОН) или гидроокись лития (LiOH). Этим способом можно
паять алюминиевые сплавы как между собой, так и с другими метал-
лами и сплавами, например, с медыо, никелем или сталью. Недостат-
ком пайки с применением реактивных флюсов является низкая корро-
зионная стойкость паяных соединений. Поэтому после пайки не только
следует производить тщательную промывку изделия, но и наносить
лакокрасочное покрытие. Вследствие того, что органические флюсы при
перегреве обугливаются, не рекомендуется применять нагрев открытым
пламенем. В этом случае лучше всего вести пайку паяльником с термо-
регулятором или в печи, не допуская нагрева выше 275° С.
Нанесение покрытия для пайки легкоплавкими припоями с темпе-
ратурой плавления 280—320° С может быть осуществлено следующими
способами. Подготовленное под пайку алюминиевое изделие опускают
в ванну, состоящую из растворов едкого натра (верхний слой) и ртути
(нижний слой). При этом едкий натр растворяет окисную пленку на
изделии, а при дальнейшем погружении очищенная поверхность покры-
вается слоем амальгамы, которая защищает основной металл от окис-
ления. При пайке расплавленный припой способствует испарению
амальгамы и дает прочное паяное соединение.
Удаление остатков едкого награ производят обработкой изделия
в 10%-пой азотной кислоте с последующей промывкой в горячей и
холодной воде.
Другой способ нанесения покрытия основан на контактном выса-
живании серебра из специальных растворов. По этому способу на под-
готовленную под пайку алюминиевую поверхность (присутствие кремния
нежелательно) наносят слой жидкости следующего состава:
Компоненты
Содержание
в Г/л
1. Азотнокислое серебро .................................... 100
Фтористый аммоний....................................... 100
2- Фтористое серебро........................................ 100
Азотнокислый аммоний..................................... 100
После нескольких секунд жидкость вытирают насухо мягкой тряп-
кой. На обработанное таким способом место наносяг раствор канифоли
в спирте и паяют как обычно.
Тугоплавкими припоями можно паять изделия толщиной бо-
лее 1,5 мп. Наиболее распространенными методами нагрева следует
считать газопламенный, в печи и погружением в ванну с расплавлен-
ным флюсом.
Вследствие того, что упругость испарения и диссоциации окислов
алюминия низкие, пайку в вакууме не производят. При газопламенном
нагреве применяют бензо-кислородные и воздушно-пропа новые горелки.
Лцетилено-кислородное пламя обычно не применяют для пайки сплавов
алюминия по той причине, что ацетилен вступает в реакцию с флюсом
и снижает его активность.
Воздушно-пропановое пламя дает медленный и равномерный нагрев
и защищает окружающий металл от действия воздуха. Это пламя реко-
мендуется применять при пайке конструкций из тонкого металла и
сплавов, содержащих более 2% магния. Для уменьшения коробления
при пайке крупногабаритных деталей их следует предварительно
нагревать в печи до температуры 400—450° С. Процесс пайки состоит
из следующих операций: место соединения нагревают горелкой или
ваяльной лампой до температуры пайки. Пруток припоя также нагре-
вают, вносят его в порошок флюса, а затем переносят к месту пайки.
Когда зона пайки будет полностью покрыта расплавленным флюсом,
вводят припой.
Пайку в печи производят по обычной для этого метода технологии:
приготовленные под пайку изделия собирают в приспособлениях или
в зажимах, в зазор или в специальное гнездо помещают припой и место
пайки покрывают флюсом. Вместо фасонного припоя на соединяемые
поверхности наносят слой припоя толщиной 0,10—0,20 мм. Собранные
детали помещают затем в печь, температура которой выше температуры
плавления припоя и ниже температуры плавления основного металла.
Во избежание оплавления основного металла температура печи должна
строго контролироваться и иметь отклонение от заданной ±5°. Пайку
следует вести быстро. Это вызвано тем обстоятельством, что приме-
няемые флюсы при длительном нагреве не только теряют свои свойства,
но и сильно растворяют основной металл, что в конечном итоге приво-
дит к снижению прочности паяного соединения. Кроме того, длитель-
ное пребывание изделия в печи увеличивает диффузию припоя в основ-
ной металл, что также снижает прочность соединения. Время выдержки
в печи обычно подбирэк т опытным путем, так как оно зависит не только
о г температуры пайки, но и от веса детали и типа печи.
Пайку в печи производят в обычной воздушной атмосфере. Восста-
новительная среда не дает положительного результата потому, что
окисли алюминия не восстанавливаются водородом или диссоцииро-
ванным аммиаком» инертные газы не всегда дают положительные
результаты. При пайке в печи следует избегать соединения встык и
применения избыточного количества флюса. Паяемые детали должны
быть просушены, так как во время пайки между алюминием и влагой
образуется водород, который может вызвать вздутие паяемого изделия.
Просушивание изделий перед пайкой рекомендуется вести при 200° С
в течение 20 мин. Чтобы зажимные приспособления не припаивались
к деталям» применяют различные пасты. Одна из таких паст состоит
из смеси равных частей машинного масла, мелкозернистого графитового
порошка и спирта. Перед употреблением смесь тщательно размешивают,
наносят щеткой на контактирующие места и запекают при темпера-
туре 200—250° С.
Зажимные приспособления усложняют процесс н увеличивают
время процесса пайки, поэтому применять их следует только по мере
необходимости, они должны быть легкими и простыми. Материалом
для изготовления зажимных приспособлений может служить никель,
сталь или чугун. После пайки детали осторожно вынимают из печи
и охлаждают до полного затвердевания припоя.
Сплавы, подвергающиеся термообработке, после пайки нагревают
вновь и закаливают при соответствующих температурах.
В массовом производстве удобно паять в ванне с расплавленным
флюсом. Перед пайкой детали обезжиривают, травят и собирают в при-
способлениях или зажимах. Холодные детали, погруженные в ванну,
покрываются твердым флюсом, от которого они освобождаются при
длительном погружении. Кроме того, детали бывают часто влажными
и при их погружении может произойти взрыв или выброс соли. Поэтому
перед погружением в расплавленную соль, собранные детали предва-
рительно нагревают в печи до 500—550° С. Объем ванны должен быть
достаточно большим, чтобы при погружении изделия температура
ванны не понижалась более чем на 5—10° С. Время пайки во многом
зависит от габаритов и конфигурации изделия. После пайки детали
охлаждают до полного затвердевания припоя.
При пайке алюминия с применением флюсов следует учитывать, что
остатки флюсов вызывают сильную коррозию алюминия, поэтому после
пайки изделие должно быть тщательно промыто в горячей (70—80° С)
затем в проточной холодной воде, после этого в течение 10—15 мин его
выдерживают в 2%-ном водном растворе фосфорного ангидрида или
в одной из следующих ванн:
Компоненты Состав в %
1. Азотная кислота концентрированная .......... 100
2. Азотная кислота .......................... . 10
Бихромат натрия .................................. 2
Вода ................................................Остальное
3. Азотная кислота.......................................... 10 *
Плавиковая кислота ...................................... 0,23
Вода ................................................. Остальное
После выдержки изделие снова промывают в воде и тщательно про-
сушивают.
Соединение алюминия с алюминием без применения флюса может
быть осуществлено диффузионным способом, при котором соединяемые
детали нагревают между угольными блоками с образованием эвтекти-
ческой фазы А1—Си в зоне соединения. Оборудование для диффузион-
ной пайки этим способом состоит из угольного нагревателя, источ-
ника питания и пневматического привода сжатия, обеспечивающего
постоянство давления в процессе нагрева и обжатия. Для пайки соеди-
нения собирают внахлестку длиной 9—12 мм, прокладывают между
деталями медную фольгу, устанавливают между угольными вставками
и сжимают с удельным давлением 0,85—1,4 к Г/мм'1 2 3 (рис. 155, с). Плот-
ность тока при нагреве берут 3,9—
6,25 а/мм2 при напряжении 9—13 в. Тол-
щину медной фольги принимают в зависи-
мости от толщины соединяемых полос.
Толщина алюминиевой
полосы в мм .... 0,35 3,25 1,60
Толщина медной фольги
в мк.......... . . 75—125 25—75 <25
Собранное соединение при умеренном
давлении нагревают, при этом в процессе
нагрева в контакте А1—Си образуется
жидкая фаза, которая выдавливается из
контакта прилагаемым усилием обжатия
(рис. 155, 6). Оптимальная температура
в зоне пайки 550J С (температура эвтекти-
ческого сплава А1—Си). Она достигается за
Рис. 155. Схема соединения
алюминия диффузионным
способом в графитовом блоке
время 3—20 сек в зависи-
мости от размера полос.
Пайку алюминия и его сплавов с другими металлами затрудняет
не только наличие окисной пленки А12Оз, по и невозможность подо-
брать припой и флюс, которые в одинаковой степени хорошо смачи-
вали соединяемые металлы. Для упрощения пайки сопрягаемые поверх-
ности покрывают легкоплавкими припоями, цинком, серебром, медью
или никелем. Покрытые изделия паяют обычными методами и соответ-
ствующими припоями и флюсами. Перед покрытием изделие тщательно
обезжиривают, травят и промывают по дехнологии, принятой при
подготовке изделия к пайке.
Серебрение алюминия производят в трех электролитах, последова-
тельно перенося детали из одного электролита в другой. Детали в ванну
загружают под током. Состав электролитов и режим работы ванн
приведен в табл. 257.
Меднение алюминиевых сплавов осуществляют на цинковый под-
слой. При контактном осаждении цинка изделие после обычной подго-
товки подвергают дополнительной обработке по схеме, приведенной
в табл. 258. Контактное осаждение цинка осуществляют при комнатной
температуре в одной из следующих ванн:
Компоненты Содержание
D Г/1
1. Окись цинка..................................... . 90 — 100
Едкий натр ..................................... . . 450—500
2. Окись цинка....................................... 90—100
Едкий натр .......................................... 450 — 500
Хлорное железо ........................................ I —2
Ссгнетова соль...................................... 10—20
3. Едкий Haip ............................................. 400
Сернокислый цинк........................................ 120
Соль Рошеля.......................................... 8
257. Состав и режим работы ванн для серебрения алюминия
Компоненты и параметры режима Показатели для электролитов (содержание компонентов в Г/л)
I 11 III
Ион серебра (Agy) в пересчете 24—25
на металл Циан истый н атри й: 0,7—0,8 4—4,5
общий 90—95 65 — 70 - -
свободный Цианистый калий: 85—90 60—65 —
— 65 — 70
свободный —и* — 10—15
Поташ — ***** 40—50
Рабочая температура в °C - . 25- -30 25—30
Плотность тока в а/дм2 . . . 1.5- -2,5 0,5
Выдержка в сек . ♦ 10 До получения заданной тол- щины
258. Схемы подготовки поверхности алюминиевых сплавов
к контактному осаждению цинка
Чистый алюминий и его сплавы с марганцем (1.25%) Все сплавы ал юм ин ия, кроме высококремннстых Высококремнистые сплавы алюминия
1-й вариант 2-й вариант
Осветление в 50 %-ной азот- ной кислоте Обработка и 15%-ном рас- творе серной кислоты Контактное цинкование Обработка в смеси азотной и плавико- вой кислот (3 : 1) и течение 3—5 сек
Промывка Промывка Промывка Промывка
Контактное цинкование Осветление в 50%-ной азот- ной кислоте Осветление в 50%-ной азог- ной кислоте Контактное цин- кование
Промывка Промывка Промывка Промывка
Контактное цинкование Контактное цинкование
Промывка Промывка
Для меднения можно использовать обычные цианистые медные
электролиты (табл. 259), в которых изделия обрабатывают после окси-
дирования (табл. 260).
2Б9. Состав и режим работы ванн для меднения алюминия и его сплавов
Компоненты Содержание в Г/л Режим работы
Тем- пера- тура в сС Плот- ность тока в а/дл3
Медь (в виде N«isCuCN#) Натрий цианистый Углекислый натрий Едкий натр 25—30 6—8 20—30 10—15 18— 35 0.8—1
Медь цианистая Натрий цианистый (свободный) Калий роданистый Едкий натр 110—120 6—8 15—17 30—35 75 6—10
Медь цианистая Натрий цианистый (свободный) » углекислый Ссгнетова соль Едкий натр 23—30 5—7 20—30 50—70 рН<12,6 45- 55 2—4
Сернокислая медь Пирофосфорнокислый натрий Кислый фосфорнокислый натрий (о дно- замещенный) 30—35 120—145 60—100 50— 60 1.2-1,7
260. Состав и режим работы ванн оксидирования алюминия
и его сплавов перед меднением
Компоненты Содержание в Пл Режим работы
Тем- пера- тура в X Плот- ность тока в а/дм2
Медь металлическая Натрий пирофосфорнокислый п пере- счете и а Р2О7 Аммоний сернокислый 28—30 200—210 3—6 .. 45 — 60 2—4
Медь сернокислая Н атрий п и рофосфор но к исл ы й » фосфорнокислый 30—35 130—140 85—95 18— 40 0,3—0,75
Алюминий можно никелировать по следующему технологическому
режиму:
1) обезжиривание в растворе едкого натра при комнатной темпе-
ратуре;
2) промывка;
3) обработка в течение 10—20 сек при комнатной температуре в рас-
творе плавиковой кислоты концентрации 20 он3 на 1 л воды;
4) анодное оксидирование в 5%-ном растворе щавелевой кислоты
при плотности переменного тока 2,7 а! дм? и графитовых катодах;
5) промывка;
6) обработка в течение 3—4 мин в растворе следующего состава
в Г/л:
Едкий натр .........................60
Силикат натрия ................. 45
7) гальваническое покрытие в электролитах (табл. 261).
261. Состав и режим работы ванн для никелирования алюминия
Компоненты Содержание в Г/л Режим работы
Темпе- ратура электро- лита в °C Катод- ная плот-! ность в а/дм5 X о.
Борная кислота Сернокислый никель Фторсиликат никеля 40 150 50 18— 20 1,8 2,7
Сернокислый никель Раствор фторбората никеля (уд. в. 1.49) Хлористый никель кристаллический Борная кислота 200 225 1 20 50- 70 3,0 0,9—1,5
Сталь перед пайкой с алюминием покрывают легкоплавким припоем,
цинком или алюминием. Перед покрытием изделие обрабатывают жид-
ким флюсом на основе хлористого цинка, подсушивают и на несколько
секунд опускают в расплавленный металл. Излишки металла удаляют
встряхиванием или протирают чистой тряпкой.
Покрытие стальной поверхности алюминием производят погруже-
нием предварительно очищенной и подогретой стальной детали в рас-
плавленный алюминий. Процесс может происходить как с предвари-
тельным подогревом изделия в расплавленной солевой ванне, так и без
него. Для подогрева пригодны большинство смесей, содержащих фто-
ристые и хлористые соли калия, натрия и цинка.
Для подогрева стальных изделий можно рекомендовать ванны сле-
дующих составов в %:
1. Хлористый никель .... I
Хлористый литий .... 1
» калий ...» 5
* натрий ... 4
» цинк..............89
2. Фтористый натрий .... 1
Фтористый алюминий . . 1
Хлористый аммоний ... 8
» цинк .... 90
3. Фтористый натрий .... 4
Фтористый алюминий . . 4
Хлористый калий .... 51
» литий .... 41
В расплавленную соль следует загружать хорошо высушенные изде-
лия. Время пребывания зависит не только от температуры плавления
солевой ванны, по и от объема ванны и веса изделия. В расплавленный
алюминий загружают изделие, на поверхности которого не будет
остатков нерасплавленной соли. Загружать следует быстро. Если по
каким-либо причинам процесс прерывается, вынутое из солевой ванны
изделие необходимо подвергнуть сушке (фтористые соли гигроскопичны
и при непродолжительном пребывании на воздухе впитывают в себя
влагу) или отмыть от соли и высушить, после чего процесс подогрева
повторяют. Загрузка в расплавленную соль изделия, покрытого вла-
гой, приводит к взрыву и выбросу соли.
При покрытии стальных изделий алюминием применяют также водо-
растворимые флюсы следующих составов в /7л:
1. Кислый фтористый аммоний ...................... 370
Хлористый калий................................ 450
Фтористый калий ............................... 300
2. Кремнефтористый литий.......................... 200
После обработки в одном из этих флюсов в течение нескольких
секунд изделие просушивают и погружают в расплавленный алюминий.
Время выдержки стального изделия в расплавленном цинке и алю-
минии и температуру расплава следует строго контролировать, так как
при взаимодействии стали с расплавленным цинком или алюминием
на границе раздела происходит образование хрупкой диффузионной
зоны, которая изменяется в зависимости от температуры жидкого
металла и времени выдержки. Характер этой зоны и ее толщина зави-
сят также и от марки стали: диффузионный слой, образующийся при
взаимодействии алюминия с легированными сталями, имеет меньшую
толщину, чем в случае применения простых углеродистых сгалей.
Во всех случаях следует стремиться к получению наименьшей зоны,
так как пластичность покрытого изделия повышается с уменьшением
толщины диффузионного слоя.
Сталь, покрытую алюминием, припаивают к алюминию методом
погружения в расплавленную солевую ванну или в печи. При пайке,
следует учитывать образование диффузионного слоя во время нагрева.
По этой причине паять следует быстро с минимальной температурой
нагрева.
Алюминий припаивают к меди и се сплавам после покрытия поверх-
ности меди слоем серебра или припоя.
Алюминий и никель соединяют с помощью припоев и флюсов,
пригодных для пайки алюминия.
При соединении оцинкованного железа или мельхиора с алюми-
нием последний предварительно лудят.
Твердая пайка алюминиевой бронзы с инконелем даже с применением
высокоактивных флюсов удается с большим трудом. Перед пайкой
и сборкой детали из алюминиевой бронзы тщательно обезжиривают
и травят по обычной технологии с последующим кратковременным
погружением в разбавленную соляную кислоту, детали из инконеля
травя г в смеси фтористой и азотной кислот, промывают и сушат. Пайку
производят в печи или газопламенным нагревом припоем на основе
никеля.
Чтобы избежать образования хрупкой диффузионной зоны во время
прямого контакта расплавленного алюминия и урана, пайку этих
металлов выполняют после нанесения на них металлического покрытия.
Уран покрывают хромом, железом или никелем; алюминий — цинком,
оловом, медыо или плакируют А1—Si-сплавом. После покрытия пайку
ведут обычным способом. Во время пайки может происходить раство-
рение покрытия и образование хрупких прослоек, поэтому темпера-
туру пайки и время следует подбирать опытным путем, с тем расче-
том, чтобы диффузионная зона была наименьшей. Припой (например,
Sn—Zn—РЬ) помещают в месте соединения в виде фольги.
Типы и характеристики припоев, а также рекомендации по пайке
изделий из алюминия и его сплавов приведены в табл. 262—263.
262. Типы и характеристики припоев, применяемых
при пайке алюминия и его сплавов
Тины припоев Область применения или харак- теристика
Zn Плохо смачивает поверхность алюми- ния и его сплавов
Zn с добавкой А1 и Си Смачивающая способность припоя уве- личивается 1
На основе Sn, Pb, Cd Паяемые соединения обладают низкой коррозионной стойкостью, после пайки необходимо наносить лакокрасочное по- крытие
На основе Sn, Pb, Cd, Bt с добавками Al, Cu, NI, Ag с температурой плавления до 260° С Для пайки изделий, работающих в кор- розионных средах, применять не реко- мендуется
На основе Pb, Cd. Bi с до- бавкой Zn Увеличение содержания Zn увеличивает коррозионную стойкость припоя
Содержанке Zn 30—90% с добавкой А1 и Си с темпера- турой плавления 260—385° С Высококоррозионностойкне припои
Содержание Zn более 90% с добавками Ag, Al, Си. Ni, с темпера1урой плавления 385—430° Дают возможность получить парные соединения, стойкие против коррозии в обычкой и морской атмосфере
На основе Zn с 5 —10% At, 0,5% Mg или 0,5% Si, с тем- пературой плавления 150— 250° и 450—500° С Хорошо растекаются по алюминиевым сплавам; паяные соединен ня обладают повышенной коррозионной стойкостью Для пайки стареющих сплавов типа Д1б или Д20
На основе А1 с добавкой Си Не применяются при изготовлении пи- щевой посуды
Al—Si Паяные соединения сохраняют высокую прочность на воздухе и в слабом растворе поваренной соли
Al—Si, 34А Нс пригодны для пайки сплавов типа Al—Си —Mg. Al — Си — Mg — Zn
На основе А! с добавками до 10% Си, 1% Si и до 20% Zn Для лайки декоративных деталей; после пайки следует произвести анодную обра- ботку, в результате чего паяные швы н припой будут иметь одинаковый цвет
263, Рекомендации по пайке изделий из алюминия и его сплавов
Способы пайки Наиболее употреби- тельные припои Типы флюсов
Абразивная Натиранием С применением уль- тразвука Диффузионная Г азопл а менн ы м и го- рел ками В соляных ваннах В печах Цинк, на цинковой и алюминиевой осно- вах с оловом, кад- мием, медью (табл. 27, 30, 92, ©4) Смесь хлористых и фтористых солей калия, натрия, лития (табл. 147 и 155, 156) на основе триэтаноламина (табл. 141)
Пайка магния и его сплавов
Пайка магниевых сплавов затруднена не только наличием на по-
верхности металла стойкого окисла MgO, но и большим интервалом
кристаллизации и низкой температурой солидуса магниевых сплавов,
что затрудняет подбор припоев с более низкой температурой пла-
вления.
Пайку изделий из магниевых сплавов осуществляют паяльником,
газопламенными горелками, нагревом т. в. ч.» погружением в ванну
расплавленного флюса, в печи и нагревом в электрическом блоке.
Высокая теплопроводность магния требует применения паяльников
большой мощности. При пайке газопламенными горелками используют
нейтральное ацетилено-кислородное или газо-кислородное пламя и ак-
тивные флюсы, состоящие из хлористых и фтористых солей натрия,
калия и лития.
Широкое распространение получил метод пайки магниевых спла-
вов погружением в расплавленный флюс. Для этой цели детали
обезжиривают, промывают в содовом растворе и в горячей воде, сушат
сжатым воздухом и собирают в приспособлениях вместе с припоем.
Приспособления изготовляют из нержавеющей стали. Собранные
в приспособления узлы нагревают в печи до 400—450° С, а затем на
1—3 чин погружают в ванну расплавленного флюса.
Спаянный узел охлаждают до 200°С, промывают в 2—3%-ном
кипящем растворе углекислой соды в течение 30—60 мин, а затем в хо-
лодной воде, после чего дополнительно обрабатывают при 20—30° С
в хромовокислой ванне (табл. 264), промывают в холодной и горячей
воде и высушивают в сушильном шкафу при температуре 60—70° С.
После окончательной обработки паяные детали подвергают оксидиро-
ванию для повышения коррозионной стойкости. Окись магния не
восстанавливается в среде водорода и диссоциированного аммиака
и поэтому в защитных средах магний и его сплавы паять не рекомен-
дуется. Инертные газы так же не дают положительного эффекта.
Пайку в печи выполняют с флюсом в виде сухого порошка, при этом
следует применять электрический или газовый обогрев с автомати-
ческим регулированием температуры.
Эффективен нагрев электрическими нагревательными плитами. В них
легко поддерживать необходимую температуру, что очень важно при
пайке магниевых сплавов.
264. Состав ванны для обработки
изделий из магниевого сплава
после лайки
265. Состав и режим декапирования
изделий из магниевого сплава
перед покрытием
Компо- ненты Содержание в Г/л Способ применения
Хромо- вый ан- гидрид Азотная кислота 150 240 Погружение в ванну на 1 — 3 мин; после об- работки про- мывка в холод- ной и горячей воде, сушка на воздухе
Режим работы
Ком но- неиты Содер- жание в Г/л Температура в °C Продолжительность обработки в мин
Орт «фос- форная кислота Фтори- стый калий 400—420 90—110 18— 25 2
Для облегчения процесса пайки изделия из магниевого сплава по-
крывают оловом, никелем или медью. Электроосаждение олова и никеля
осуществляют обычными методами из стандартных электролитов. Галь-
ванические покрытия следует наносить после тщательной подготовки
поверхности и декапирования (табл. 265).
Покрытие медью осуществляют после контактного осаждения цинка
(табл. 266) в электролите, состав которого и режим осаждения приве-
дены в табл. 267.
26С. Состав и режим работы ванн для контактного осаждения
цинка на магний и его сплавы
Компоненты Содер- жание в Г/л Режим работы
Темпе- ратура - в °C Продол- житель- ность в мин Кислотность раствора pH
Цинковый купорос . . 40—50
П и рофосфор н о кис л ый натрий 200—220 40—90 5—7 10.2—10,4
Углекислый натрий . «. 4—6
Калий фтористый - . . 6—8
Примечание. Температура и продолжительность обработки
зависят от толщины цинкового покрытия.
267. Состав и режим работы ванны для осаждения меди
Компоненты Содержание в Г/А Режим работы
Темпе- ра гура и °C 11родол- житсль- ность обработ- ки в мин Плот- ность тока в а/ дм2
Медь цианистая .... Нагрий цианистый (об- щин) Углекислый натрий . . Сегнегова соль .... Едкий натр ...... Натрий цианистый (сво- бодный) ........ to сл нь> ел -j о ф Illi 1 О СО 4“ W СЛ Л Сз •— К5 ГО 65 — 70 0,5—1 1,3 3,5—4 1,2
Гальванически покрытые детали паяют методами и припоями, при-
меняемыми для пайки металла покрытия.
Для предотвращения и уменьшения коррозии после пайки детали
анодируют под окраску в электролите, состав которого приведен
в табл. 268.
268. Состав и режим работы ванны для анодирования
магниевых сплавов
Компоненты Содержание в Г/л Режим анодирования
Темпе- ратура в °C Продол- житель- ность обработ- ки в мин Плот- ность тока в а/дм3
К и с л ы Й фтор и стый а м- моиий ......... Двухромовокислый нат- рий . . Ортофосфорная кислота 250—300 60—80 60 — 70 70-80 30—40 5—6
Равномерную, устойчивую к истиранию и поддающуюся полирова-
нию поверхностную пленку, которая (после дополнительного воскова-
ния) обладает высокой коррозионной стойкостью в средах с большой
относительной влажностью, дает обработка магниевых изделий (после
пайки) в ванне следующего состава (в %):
Азотная кислота ............................... 0.5—3,0
Плавиковая кислота ............................ 0.2—3,0
Трсхокись хрома ............................... 2—20
Ортофосфорная кислота............... .......... 0,5—5.0
Ванна работает при низких температурах, время обработки
2—10 мин.
Рекомендации по пайке изделий из магния и его сплавов приведены
в табл. 269.
269. Рекомендации по панке изделий из магния и его сплавов
Способы пайки Наиболее употреби- тельный припой Типы флюсов
Г азопламеннымн горелками Нагревом т. в. ч. В соляных ван- нах На основе маг- ния (табл. 96—99) Хлористые и фтористые соли лития, калия и натрия (табл. 157). Смесь борной кислоты и фтористые соли металлов
ТЕХНОЛОГИЯ ПАЙКИ
ТРУДНОПАЯЕМЫХ МЕТАЛЛОВ
Пайка молибдена
Молибден применяют в электровакуумной промышленности, в реак-
тивной и атомной технике, в авиации и в других областях, где тре-
буется от изделий стойкость при температурах 650—1800° С.
Его пайка легкоплавкими припоями на основе олова, свинца и кад-
мия не представляет трудностей. Молибден устойчив на воздухе до
температуры 350—370* С, но при более высокой температуре окисляется
с образованием летучей трехокиси молибдена (МоО3). При темпера-
туре выше 700° С скорость окисления и испарения молибдена значи-
тельно повышается, а при температуре выше 980° С нагрев, кроме того,
вызывает рекристаллизацию металла, что приводит к его хрупкости.
Рекристаллизация молибдена происходит и в процессе пайки вблизи
спая вследствие диффузии припоя с образованием хрупкой зоны.
Образование этой зоны можно уменьшить, если пайку вести быстро.
При температуре твердой пайки молибден не реагирует с азотом
и водородом, с сероводородом вступает в реакцию с образованием ди-
сульфида MoS.2, сернистый газ при температуре 700—800° С окисляет
молибден.
Пайка молибдена (и его применение) при высоких температурах
возможна только в вакууме, в нейтральной или в восстановительной
атмосфере или с защитными покрытиями (плакирование платиной, нике-
лем; гальваническое покрытие хромом, никелем, медью; наплавление
или горячее покрытие алюминием).
11ике*чирование и меднение молибдена производят после тщатель-
ной механической, электролитической и химической обработки, целью
которой является удаление с поверхности окислов, окалины и жира.
Никелем его покрывают в электролите 1, а медью в электролите 2
(табл. 270). Для улучшения сцепления покрытий с основным металлом
рекомендуется отжиг изделия в среде водорода или в вакууме. По слою
полученного покрытия возможна пайка или осаждение других металлов.
Молибден можно паять всеми известными методами, но предпочте-
ние следует отдать индукционной пайке в атмосфере аргона в вакууме,
в водороде или азотно-водородной среде. При этом методе пайка проис-
ходит быстро, без образования заметной хрупкой зоны. Пайка молиб-
дена на воздухе с относительно медленным нагревом сопровождается
270. Состав и режим работы ванны для никелирования
и меднения молибдена
Компоненты Содержание в Г/л Режим работы
Температура в °C 11л О 1 кость тока в а! дм2
1. Сернокислый никель Никельхлористый гидрат Борная кислота 250—300 40—50 30—35 50—60 3—5
2. Сернокислая медь Серная кислота 200 20 25—30 2—1
образованием окислов» которые выделяются по границам зерен и де-
лают основной металл хрупким.
При пайке припоями с относительно низкой температурой плавле-
ния можно применять нагрев слегка окислительным кислородно-
ацетиленовым пламенем с применением флюсов, рекомендованных для
пайкн серебра или меди.
Молибден паяют благородными металлами, палладием, никелем, ти-
таном, медью, кобальтом и их сплавами.
Молибденовые детали, от которых требуется высокая прочность при
температуре до 1800° С, паяют боридами хрома или молибдена (Мо.,В),
содержащими 3—7% В. Бориды получают нагреванием до 2000°С
порошкообразной смеси молибдена или хрома с бором. Полученную
спеканием смесь затем измельчают в порошок и смешивают со спиртом.
Температура пайки боридами должна быть в пределах 2000—2060° С.
Рекомендации по пайке изделий из молибдена приведены в табл. 271.
271. Рекомендации по пайке изделий из молибдена и его сплавов
Условия работы паяного соединения Тип флюса или защитной атмосферы 1 ни припоя
При низких тем- пературах Содержи п vie канифоль, насыщенный раствор хло- ристого аммония с хло- ристым цинком На основе олова, свин ца ил и кадмия
До 650° С Слегка восстановитель- ное кисло родно- а це» клено- вое пламя с флюсом, при- меняемым дл я пай ки се- ребра или медн Ag-f-0,25% Р
Погружение в расплав- ленный припой, покрытый флюсом Ag—Си; Ag--Cu —Ni— Li
Продолжение табл. 271
Условия работы паяного соединения Тип флюса или защитной атмосферы Тип припоя
От 650 до 1500° С Водород. азотм о-водо- родная смесь, инертные газы, вакуум. Нагрей т. в. ч. или в печи Pt. Au, Ag, Pd, Ni. Т1. Со, Си и их сплавы между собой; Мо — Ри; Мо— В; Nb — NI
От 1500 до 1800° С То же Борид х ро м а ил и мол мбде н а (3 — 7 % В)
Когда прочность ис имеет решающего значения В печи с защитной средой Cu-}-7% Р, припои на основе Ni, Со, Fe
К ог д а треб уе гс я высокая прочность Индукционная пайка в атмосфере аргона Инконель, Хейнс-25
Пайка бериллия
Легкоплавкими припоями бериллий паяют с применением спе-
циальных флюсов, содержащих фториды и хлориды цинка, аммония
или щелочноземельных металлов. При пайке горелкой изделие сле-
дует нагревать быстро, чтобы предотвратить окисление мест пайки,
так как применяемые флюсы быстро теряют свои свойства. Для улуч-
шения качества паяемые поверхности желательно предварительно лу-
дить. Пайку луженых деталей ведут свинцовыми припоями с индием,
цинком или серебром.
Пайка бериллия тугоплавкими припоями затруднительна из-за об-
разования на его поверхности пленки окиси бериллия (ВеО).
Один из способов пайки состоит в том, что на поверхность, подле-
жащую пайке, помещают пластинку магния, после чего изделие загру-
жают в нагретую до 750° С печь, заполненную инертным газом. При
этом на поверхности бериллия образуется пленка, состоящая из хими-
ческих соединений Mg—Вс. Между подготовленными таким способом
деталями прокладывают пластинку алюминия. Собранный узел нагре-
вают в течение 10 мин в среде аргона при температуре 750° С.
Положительные результаты можно получить при диффузионной
пайке бериллия с другими металлами. Для этой цели между бериллием
и металлом прокладывают серебряный припой, содержащий до 15—
20% Pd. Полученное соединение нагревают в вакууме (10'Б мм рт. ст:)
до температуры несколько ниже температуры начала плавления при-
поя. При этой температуре деталь выдерживают в течение 5—10 мин',
затем температуру повышают выше температуры полного расплавле-
ния припоя и дают выдержку около 1 мин для получения паяного
соединения. Паяную деталь быстро охлаждают до температуры начала
плавления припоя.
Другой способ пайки состоит в предварительном покрытии берил-
лия другим металлом, например, медью или серебром н цианистых
или кислотных растворах, металлизацией распылением или погруже-
пнем в металлический расплав. Перед покрытием поверхность берил-
лия обрабатывают в 5—10%-ном растворе HF и без промывки деталь
переносится в ванну для покрытия.
На медные покрытия иногда наносят слой гидридов бериллия, пред-
ставляющий собой суспензию тонкого порошка гидридов бериллия
в спирте. Подготовленные соединения собирают и паяют серебряным
припоем в вакууме или в печи с инертной атмосферой.
Стойкие паяные соединения получают тогда, когда па очищенную
наждаком поверхность наносят слой расплавленного золота, на кото-
рое электролитически осаждают медь, затем пайку можно вести обыч-
ными методами.
Горячее покрытие бериллия может быть осуществлено методом по-
гружения детали в ванну с припоем, закрытым с поверхности жидким
флюсом. Покрьпыс детали затем собирают и паяют в печи с инертной
атмосферой в течение 10—15 мин при температуре 700° С.
При панке бериллия с бериллием применяют в качестве припоя
алюминий и его сплавы. Серебряные припои применяют при пайке
соединений, работающих при нормальных температурах, для лучшего
смачивания в них вводят 0,2—0,5% Li.
Для работы при высоких температурах припоями служат сплавы
бериллия с серебром, титаном или цирконием.
Цинковые и кадмиевые припои хорошо растекаются по бериллию
и обладают способностью проникать в узкий зазор. Пайка этими при-
поями идет без образования диффузионной зоны. Большинство же
припоев плохо растекается по бериллию, поэтому для получения плот-
ных швов припои следует закладывать непосредственно в зазор. Реко-
мендации по пайке изделии из бериллия приведены в табл. 272.
272. Рекомендации ио пайке изделий из бериллия
Способы пайки Наиболее употребительные припои Типы флюсоо или защитной атмосферы
Паяльником. Пламенными горел ками На основе свинца с индием, кад- мием, цинком или серебром (после предварительного покрыт») Фтористые и хлористые соли цинка
Нагрев т. в. ч. Б печи Серебро и его сплавы Серебряные с литием Алюминий Алюминий-серебро Серебро-медь (28%) Сплавы бериллия с серебром, тита- ном или цирконием Инертная среда, водород
[ Вакуум То же —
Пайка вольфрама
Вольфрам широко применяют в ракетостроении, в радиотехнике и
в производстве различных жаропрочных сплавов и сталей, способных
работать при температуре выше 2700° С.
При обычной температуре вольфрам обладает высокой химической
стойкостью, но при нагревании выше 400—500° С окисляется с обра-
зованием трехокиси вольфрама (WO3)«
Вольфрам после тщательной очистки можно паять всеми известными
методами, но наиболее надежные результаты получают при индукцион-
ной пайке в атмосфере инертных газов или в водороде. Никелирова-
ние или меднение вольфрама значительно облегчает его пайку с дру-
гими металлами.
Вольфрам, как и молибден, склонен к рекристаллизации при тем-
пературах пайки. Для уменьшения образования хрупкой зоны перспек-
тивным является метод диффузионной пайки, что позволяет значительно
сократить время пайки и повысить надежность конструкции. В табл. 273
приведены припои и режим диффузионной пайки вольфрама. При пайке
этими припоями происходит диффузия и взаимное растворение припоя
и основного металла — вольфрама. Рекомендации по пайке изделий
из вольфрама и его сплавов приведены в табл. 274.
273. Припои для диффузионной пайки вольфрама
Компо- ненты Состав в % • «0 O.S Е a f_ Ф СЗ сз Н Q. E <с Время пайки в мин Компо- ненты Состав в % Темпе- ратура пайки в °C Время пайки в мин
N1 Сг Fe В Si С «3,5 6,5 2,5 3,0 5.0 0,15 1066 5 । Мп NI Со В 68 16 16 0,5 1066 5 «
Ni Сг Si Fe 70 20 10 1 1185 5
fl р и м с ч а н и е. Паяют в атмосфере водорода. Припои приме
няюг в виде порошка.
274. Рекомендации по пайке изделий из вольфрама и его сплавов
Условия работы паяного соединения Тип флюса или защитной атмосферы Тип припоя
При низких тем- пературах Содержащие хлористый цинк На основе олова или свинца
Изделия, покры- тые никелем или хромом Содер ж ащ ие кан ифол ь или хлористый цинк, флюсы для пайки никеля и меди серебряными при- поями Оловянно-свинцовые, серебряные припои
При высоких тем- пературах Аргон, гелий, водород, азотноводородная смесь Та. Ti, Ni, Au, Си, Си—Ni, Аи—Си, сере- бряные, марганцовые, пал л ад не вью
Панка титана
В обычных условиях поверхность титана покрыта окисной пленкой,
которая с трудом удаляется с помощью флюсов и при нагреве диффун-
дирует в металл с образованием хрупкой зоны. При температурах
выше 500° С титан поглощает азот, водород и кислород. По этой при-
чине газовые среды и флюсы, содержащие азот, водород и кислород, не
применяют при пайке титана. Образование окисной пленки при нагреве
предотвращается применением флюсов, состоящих из хлоридов олова,
меди или серебра, быстрым нагревом под пайку, проведением пайки
в среде инертных газов высокой чи-
стоты или в вакууме, предваритель-
ным покрытием титана оловом, се-
ребром, медью и другими металлами.
Титан и его сплавы легкоплав-
кими припоями паяют после пред-
варительного покрытия деталей оло-
вом, серебром или медью. Для по-
крытия оловом подготовленное под
лайку изделие быстро опускают
на 10—20 мин в нагретое до 700° С
олово. Покрыть титан оловом можно
и при помощи флюса, в состав ко-
торого входит хлористое олово.
Компоненты флюса просушивают и
применяют в мелкоразмологом ви-
де. Деталь покрывают флюсом тол-
щиной до 3 лш и нагревают в печи
с нейтральной средой до 350—
400° С.
Медное покрытие может быть
получено погружением изделия на
несколько секунд в расплавленную
хлористую медь или ее смесь с дру-
гими хлоридами меди при темпера-
туре 650—700° С.
Серебром гитан покрывают .ме-
275. Состав и режим работы ванн
для подготовки изделий ил титана
к гальваническому покрытию
Компоненты Состав в % ga.3 «я « г- С. га со
Углекислый натрий Азотнокис- лый натрий 96 4 500
Плавиковая кислота Соляная кислота Вода 3—5 15 Осталь- ное 20—25
Азотная кислота Плавиковая кислота Вода 20 1—3 Осталь- ное
тодом окунания изделия в расплав-
ленное серебро. После охлаждения деталь очищают от остатков флюса
и шлака паром или кипячением в воде с последующей зачисткой мел-
кой наждачной бумагой или щеткой. Луженое изделие паяют легко-
плавкими припоями с температурой плавления не более 200° С с при-
менением канифольных флюсов.
Перед нанесением покрытия гальваническим способом детали обез-
жиривают в органических растворителях или в растворах, применяе-
мых для обработки нержавеющих сталей, и травят в течение несколь-
ких минут в одном из растворов, приведенных в табл. 275. После пред-
варительной подготовки титан покрывают сначала хромом и на оса-
жденный хром наносят медь. Состав и режим работы ванн для хроми-
рования и меднения титана приведены в табл. 276—277.
Меднение титана может быть осуществлено в пирофосфатной ванне
с доращиванием слоя меди до необходимой толщины из сернокислого
электролита (габл. 278).
276. Состав и режим работы ванн для хромирования
титана и его сплавов
Компоненты и режим работы Электролиты
1 2 3
Состав злек троли тов в Г/л
Трехокись хрома Серная кислота 350—400 3.5—4 230—260 2.3—2.6 150—180 1.5—1,8
Условия работы
Температура в °C .... Катодная плотность в а/дм* 44—55 10—20 50—55 30—45 55—60 35—100
277. Составы электролитов и режим работы ванн
меднения титана и его сплавов
Компоненты и режим работы Электролиты
1 2 3
Состав электролитов в Г/л
Медь (в виде NasCuCN3) . . 25—30 40 30
Натрий цианистый .... 8—12 10 8—10
» » .... » - 55 8—10
Едкий натр 10—15 —“• —
Углекислый натрий . . . 20—30 — 50—80
Сегнегова соль —* 30
Условия охлаждения
Температура в °C .... 18-35 18-25 18—25
Катодная плотность в а/дм* 0.8-1 i 0,3—0,5 1,0—1.5
Материал анодов Медь
278. Состав и режим работы ванн для меднения анта на
Компоненты Содержание в Г/л Режим работы
1. Натрий пирофосфорно- кислый Сернокислая медь 120 — 145 30—35 Температура электролита 20—30° С, плотность тока 0,3 —0,4 а/дм*, pH = 7,5-ь8,9 '
2. Сернокислая медь Серная кислота 200 — 220 50—70 Температура 15—20°, плот- ность тока 1 —2 а/дм*
Серебрение титана и его сплавов осуществляют последовательной
обработкой изделия в растворах, состав которых приведен в табл. 279.
Применяют также способ гальванического покрытия титана и его
сплавов перед пайкой железом или кобальтом.
279. Состав и режим работы ванн для покрытия титана
и его сплавов серебром
Компоненты Содержание в Г/А Режим обработки Примечания
Время обработ- ки в мин «2 л о Р. Щ--' 1—• о 1—< ЙЙ Н Е
Азотная кислота Плавиковая кислота 200— 250 10-25 1 — 1. Температура всех ванн 15 — 25° С. 2. После обработ- ки в ванне следует промывка. 3. В ванне из хло- ристого никеля и соляной кислоты де- таль обрабатывают сначала без тока, а затем под гоком.
Хлористый никель Соляная кислота 210 — 25С 130— 120 3-4 4 —5 4—6
Ион серебра (А#') в пересчете па металл Цианистый калий Углекислый калий 0.5 — 1,5 45-80 12—30 0,5 4—6
Ион серебра (Ag'J в пересчете на металл Цианистый калин У гл е к и г л ый кал и й 20 — 30 45 — 80 20 — 50 Зависит от толщины покрытия 0,4 — 0.6
Перед нанесением покрытия детали обезжиривают, промывают хо-
лодной водой и для удаления остатков окислов погружают в ванну:
при нанесении железного покрытия па 10 мин в кипящую концентри-
рованную соляную кислоту, при нанесении покрытия из кобальта —
на 15 мин в раствор состава (в об. %): НС1 — 0,4; H2SO4 — 9—10;
Н2О — 90, температура ванны комнатная. Применение ванн указан-
ного состава позволяет переносить детали без их промывки в гальвани-
ческую ванну (табл. 280).
280. Гостан и режим работы ванн для гальванического покрытия
титана и его сплавов железом и кобальтом
Покрытие Содержание компо- нентой в Г/л Темпе- ратура в °C Примечание
Железо Хлористое же- лезо 300 Хлористый каль- ций 150 80—100 pH ванны доводят до 0.6—1,0 добавлением со- ляной кислоты
Кобальт Сернокислый ко- бальт 500 Борная кислота 45 Фтористый нат- рий 14 60—70 pH ванны доводят до 1,0—3,0 добавпением со- ляной кислоты
До погружения в гальваническую ванну детали подключают в цепь
так, чтобы катодом служила деталь, а анодом — железо или кобальт
в зависимости от типа покрытия. Толщина покрытия железом 0,01 —
0,015 льи, кобальтом 0,005—0,0125 мм. После покрытия паяют обычным
способом. Чтобы обеспечить диффузионный процесс, в качестве припоя
применяют серебро.
При пайке покрытых деталей необходимо обеспечить контакт паяе-
мых поверхностей. Особое внимание следует обратить на количество
припоя, так как избыточное содержание его приводит к растворению
покрытия. Оптимальная толщина медного покрытия, защищающего
тиган от окисления и взаимодействия припоя, находится в пределах
15—20 мк для интервала температур 750—830° С. При температурах
выше 830° С медное покрытие следует применять с большой осторож-
ностью, так как происходит значительная диффузия титана в медное
покрытие с образованием хрупкой зоны, по которой паяное соединение
разрушается.
Тугоплавкими припоями титан и его сплавы можно паять с нагре-
вом газовым пламенем, угольной дугой, в индукторе, сопротивлением,
в вакууме и в печах с нейтральной средой. Во время пайки титан реаги-
рует с компонентами припоя с образованием соответствующих интер-
металлических соединений, которые снижают прочность и пластичность
паяных швов. Поэтому время пайки строго контролируют, так как
чем это время меньше, тем меньше зона интерметаллидов и тем прочнее
паяное соединение. Газовой горелкой паяют после того, как припой
уложен в зазор и поверхность, подлежащая пайке, покрыта флюсом.
Пайку в вакууме производят без флюса или в среде чистого и сухого
инертного газа. Печь следует нагревать после достижения вакуума
10~3 мм рт. ст. Для качественной пайки требуется вакуум порядка
10’6—10“ej4>t рт. ст. Вакуумирование печи прекращается после охла-
ждения спаянных деталей до температуры 200—250° С. Дальнейшее
охлаждение производят на воздухе. Наиболее эффективным способом
нагрева следует считать индукционный в среде аргона или гелия.
При этом способе процесс пайки происходит очень быстро и не обра-
зуется значительной диффузионной зоны.
Печная пайка не всегда дает положительные результаты из-за
сравнительно высокой длительности процесса, что приводит к образо-
ванию широкой диффузионной зоны и к потере прочности паяного со-
единения. Хорошие результаты можно получить, применяя контейнер,
который после загрузки в него изделий, опускают в расплавленную
соль или помещают в печь. В контейнер подают аргон под небольшим
давлением.
Для пайки титана с титаном и титана с другими металлами лучше
применять чистое серебро, серебряные и серебряно-марганцовистые
припои. Добавка к чистому серебру 1—2% Li значительно увеличивает
растекасмость припоя по поверхности титана в нейтральной среде и
в вакууме, что позволяет паять титан с титаном и тиган с другими ме-
таллами без нанесения на паяемые детали промежуточных покрытий.
Серебряные припои, содержащие медь, олово, кадмий и цинк,
дают твердую и хрупкую зону соединения при температурах пайки
выше 400° С и применять их следует при большой скорости пайки.
Рекомендации по пайке изделий из титана и его сплавов приве-
дены в табл. 281.
28). Рекомендации по пайке изделий из титана и его сплавов
Способы пайки Наиболее употреби- тельные припои Типы флюсов и защитной атмосферы
Паяльником Г азо пл а мен и ыми го- рел ками ОлОЩ1ННО-СВИПЦОВЫС (после предварительно- го покрытия оловом, медью или серебром) Цинковые с оловом Хлористые соли се- ребра, олова и меди, содержащие канифоль
Индукционный на- грев В печах с контроли- руемой атмосферой Серебро и ею спла- вы, серебро с литием и марганцем В атмосфере аргона и гелия с применением флюса
В вакууме (10-5— 10 $ мм. рт. ст) ПСр ЛАШ-72 Серебро
Пайка циркония
В нормальных условиях цирконий устойчив на воздухе, но при
нагреве быстро сгорает с выделением большого количества тепла.
Но своим технологическим свойствам он близок к меди. Цирконий обла-
дает высокой коррозийной стойкостью в агрессивных средах и поэтому
находит применение в химическом машиностроении и в ядерной технике.
Цирконий трудно поддается пайке, полученные паяные соединения
хрупкие и отличаются низкой коррозионной стойкостью.
Для облегчения пайки рекомендуется на поверхность циркония
наносить покрытие обработкой (длительность обработки при комнатной
температуре 2—5 мин) в одном из следующих растворов:
Компоненты Содержание
В МЛ;'Л
1, Ортофосфорная кислота 85%-наи ........................ 60
Борофтористоводородная кислота 50%-ная . ................. 30
2. Ортофосфорная кислота 85%-пая............................. 20
Борофтористоводородная кислота 50%-ная..................... 5
3. Ортофосфорная кислота 85%-ная 30
Борофтористоводородная кислота 50%-ная.................... 50
Окись олова...................................... . ] Г/л
Для увеличения твердости покрытия проводят дополнительную
обработку (после промывки) в одном из следующих растворов (pH —
— 11-г-12) при 35—40е С в течение 1—5 мин.
Компоненты Содержание
в Г/л
1. Углекислый натрий ....................................... 30
2. Кремнекислый натрий....................................... 20
3. * » 12
Углекислый н<нрий ........................................ до
Покрытие значительно улучшает качество и упрощает пайку.
Применение самофлюсующих серебряных припоев с литием позво-
ляет паять цирконий в среде чистого аргона без предварительного по-
крытия циркония промежуточными металлами. Пайку легкоплавкими
припоями на основе олова и свинца осуществляют после предваритель-
ного лужения циркония. Пайка луженого циркония с другими метал-
лами не представляет трудности и может быть выполнена с примене-
нием канифольных флюсов. Высокотемпературную пайку циркония
даже в атмосфере инертных газов и водорода следует производить с при-
менением флюсов. Только при наличии очень чистого аргона или гелия
флюс можно не применять.
В качестве припоев можно рекомендовать серебро и его сплавы,
палладиевые и никелевые припои. Рекомендации по пайке циркония
приведены в табл. 282.
282. Рекомендации по пайке изделий из цирконии
Способы пайки Наиболее часто употребляемые припоя Типы флюсов или атмосферы
Паяльником I 'азопла мен н ым и горелками На оловянной или снин- цовой основе после предва- рительного лужения Содержащие кани- фоль (табл. 135—137)
В печах с кон- тролируемой атмо- сферой Нагревом т. в. ч. В вакууме Серебро и его сплавы, палладиевые, никелевые Аргон, гелий или водород при наличии флюса
Серебро с литием (0,2 — 1% Li), никель с фосфо- ром (в случае отсутствия покрытия) Чистый аргон
Пайка тантала
Тантал очень коррозионно-устойчивый металл. В большом количестве
тантал поглощает азот, водород растворяется в тантале с образованием
твердых растворов. Благодаря высокой химической стойкости тантал
находит применение в химическом машиностроении, электро- и радио-
технике, при изготовлении вакуумной аппаратуры.
Тантал трудно поддается пайке. По этой причине перед пайкой его
поверхность рекомендуется покрывать никелем или платиной. Пайку
покрытых изделий можно вести известными способами с применением
флюсов в среде инертных газов или в вакууме.
Рекомендации по пайке тантала приведены в табл. 283.
283. Рекомендации по пайке изделий из тантала
Способ пайки Наиболее употреби- тельные припои Типы флюсов
В вакууме Контактным нагре- вом Мс д н о- зол от ые Медно-серебря н ые Дл я пай ки тигана (табл. 152. 153)
Пайка ниобия
Ниобий обладает высокой химической стойкостью и поэтому
находит применение при изготовлении химического, электровакуум-
ного, радиотехнического оборудования, ядерпых реакторов, теплооб-
менников, сотовых панелей и других деталей, работающих при темпе-
ратурах до 800° С.
При нормальной температуре ниобий не окисляется на воздухе, но
при нагревании выше 200° С на его поверхности образуется прочная
окисная пленка, которая при более высоких температурах нагрева
диффундирует в металл, делая его хрупким.
Пайку ниобия следует производить только в вакууме или в среде
сухого и чистого инертного газа, так как оп при нагреве поглощает
азот, водород, водяные пары, двуокись и окись углерода. В качестве
припоев могут быть использованы сплавы на основе титана и циркония,
обладающие работоспособностью при температуре до 800° С и корро-
зионной стойкостью в среде жидких щелочных металлов.
Пайка ковара
Паяют обычно золоченый ковар. Золочение состоит из очистки
поверхности щелочным и кислым растворами, электролитической обра-
ботки ковара в горячем растворе KCN и обычного золочения из кис-
лого раствора повышенной чистоты (нс допускается содержание в элек-
тролите железа, кобальта и никеля) или способом контактного осажде-
ния золота в растворах, состав которых приведен в габл. 284. Толщина
покрытия под пайку должна быть 1,25—2,5 мк. После золочения произ-
водят старение изделия при 200—300° С в течение нескольких часов.
Соединение позолоченного ковара с полупроводниковыми материалами
осуществляют золотыми припоями.
284. Электролиты для контактного осаждения золота на ковар
Компоненты Содер- жание в Г/л Темпе- ратура процесса в °C Компоненты Содер- жание в Г/л Темпе- ратура процесса в °C
Дицианоараат ка- лия Лимонная кис- лота . Вольфрамовая ки- слота Едкий натр . . . 28 G0 45 16 80 — Дицианоараат ка- лия Цитрат аммония Мочевина .... А ммо и и й хл о р и- стый 5 20 25 75 95
Диэтил гл ицнн- натрневая соль . , Однозамещенный фгалсвокислый ка- лий 4 25 90 Дицианоараат ка- лия Д в у угле к и с л ый натрий 8 160 IC- 75
Пайка германия и кремния
При пайке токопроводящего проводника с полупроводниковым эле-
ментом важным условием является создание плотного элскгрического
контакта между ними. Наиболее распространенные полупроводники
германий и кремний смачиваются припоями только при наличии на их
поверхности металлической пленки. Конечным поверхностным слоем
является обычно золото или никель.
Для осаждения золота и никеля тщательно очищенное изделие по-
гружают в один из растворов состава, приведенного в табл. 285.
После промывки и сушки, пайку с токопроводящим проводником
осуществляют легкоплавкими припоями по обычной технологии с при-
менением пекислотпых флюсов. Для быстрой и более качественной
пайки металлические части следует предварительно облудить. Лужение
может быть осуществлено с применением кислотных флюсов, нос обя-
зательной тщательной промывкой, нейтрализацией и сушкой изделия.
285. Состав растворов для химического покрытия кремния
и германия никелем и золотом
Покрытие Покрытие
Компоненты и режим работы нике- лем ЗОЛО- ТОМ Комионенгы и режим работы инке- ! лем ' золо- том
Состав pact Хлористый ни- кель ...... Днцианоараат калия Цитрат аммо- н ня Хлористый ам- моний Фосфорнокис- лый натрий . . пворов в 30 65 50 10 Г/А 2 50 75 10 Условия j Температура в °C Скорость оса- ждения в мк/ч чокрыпп 90 5.0 1Я 90—95 2,5—5.0
ТЕХНОЛОГИЯ ПАЙКИ
ЛЕГКОПЛАВКИХ МЕТАЛЛОВ И ИЗДЕЛИЙ
С МЕТАЛЛИЧЕСКИМИ ПОКРЫТИЯМИ
Пайка олова
Место пайки тщательно очищают от грязи, следов масла и жира.
Механическая очистка при этом необязательна. В качестве припоев
применяют оловянио-свинцовые сплавы, а также легкоплавкие припои,
содержащие висмут, кадмий и индий с температурой плавления не
более 230° С. Олово с другими металлами легче паять после предвари-
тетьного лужения металла, при этом можно применять кислотные или
канифольные флюсы.
Пайка свинца и его сплавов
Свинец и его сплавы паяются хорошо. При папке следует внима-
тельно следить за температурой, чтобы не расплавить основной металл.
Место пайки тщательно зачищают железной щеткой, шкуркой, напиль-
ником или скребком и покрывают флюсом на основе стеариновой кис-
лоты, канифоли или жиров. В качестве припоев используют сплавы
с температурой плавления 183—235° С. При пайке следует избегать
стыковых соединений, при толщине листов до 3 мм величину нахлестки
следует брать 10 зш. При пайке свинца с другими металлами сначала
их лудят оловом или припоем. Затем зачищают свинец, покрывают место
пайки флюсом и паяют обычным способом.
Пайка кадмия
Поверхность кадмия покрыта тонкой пленкой, которую перед пай-
кой необходимо удалить механическим способом. Паять кадмий можно
эвтектическими сплавами кадмия с оловом или оловянно-свинцовыми
припоями с температурой плавления не более 280—300° С. При пайке
рекомендуется применять флюсы на основе хлористого цинка и ка-
нифоли.
Пайка цинка и его сплавов
Цинк паяют оловянно-свинцовыми припоями или припоями на
основе свинца с добавкой 8% Cd и 2% Zn. Флюсом обычно служит
хлористый цинк с избытком соляной кислоты.
Пайкой обычно заделывают различные дефекты. Дефектные места
перед пайкой зачищают напильником или рассверливают, затем металл
нагревают до температуры плавления припоя и лудят им паяемую
поверхность. После лужения процесс пайки идет обычным путем.
Пайка сталей и чугунов, имеющих горячее
покрытие
Для пайки стали и изделий из чугуна, луженных оловом, можно
применять некоррозионные флюсы и свинцово-оловяппые припои
(до 30% Sn). Подготовка поверхности под пайку состоит в удалении
загрязнений и жира. Соединения обычно нагревают паяльником,
г, в. ч. или газовым пламенем.
Сталь, покрытую оловянно-свинцовыми сплавами, паяют оловянно-
свинцовыми припоями. В качестве флюса применяют канифоль или
хлористый цинк. Поверхность покрытой стали не требует дополни-
тельной механической обработки перед пайкой, кроме удаления масла,
жира и других загрязнений. Длительно хранившиеся изделия перед
пайкой слегка зачищают. Во время пайки следует избегать сильного
нагрева покрытия.
Оцинкованное железо паяют оловянно-свинцовыми припоями с со-
держанием олова 30—60% с подкисленным раствором хлористого
цинка. При пайке не рекомендуется пользоваться открытым пламенем,
следует применять большой паяльник, которььм слегка натирают место
пайки. После пайки необходима тщательная промывка изделия от остат-
ков флюса. Если оцинкованное железо предварительно лужено, пайку
можно вести с канифольным флюсом, в этом случае промывки не тре-
буется. При пайке оцинкованного железа не следует пользоваться при-
поями, содержащими сурьму. Соединения, выполненные такими при-
поями, хрупки.
9 Справочник паяльщика 1343
Пайка сталей, имеющих гальваническое покрытие
Стали, гальванически покрытые цинком или кадмием, паяют оло-
вянно-свип новыми припоями паяльником, в качестве флюса применяют
хлористый цинк;.пайка с канифольными флюсами не дает качествен-
ного соединения.
Для получения надежного соединения с канифольным флюсом
места пайки до нанесения цинка или кадмия покрывают оловом или
оловянно-свинповым припоем. После гальванического покрытия де-
тали пассивируют, промывают, сушат и паяют.
Электролитически луженые детали сохраняют удовлетворительную
способность к пайке лишь несколько дней, после чего эта способность
ухудшается. Для сохранения способности к пайке на более длитель-
ный срок свежелуженые сухие детали смачивают раствором стеарата
цинка в этиловом спирте.
Пайка медных сплавов с покрытием
Медные сплавы чаще всего покрывают оловом, свинцом и их спла-
вами, никелем, кадмием, серебром и хромом. Пайку с покрытием произ-
водят так же, как металлов покрытия, исключение составляет хромовое
покрытие. В этом случае хром перед пайкой удаляют.
Пайка плакированных сталей
Пайка плакированных сталей определяется свойствами плакирую-
щего металла. Сталь, покрытую медью или никелем, можно паять лю-
бым методом с канифольным или коррозионнЫлМ флюсом и припоями,
пригодными для пайки меди и никеля.
Сталь, покрытую алюминием, следует паять с применением спе-
циальных флюсов, оловянно-цинковыми припоями или ультразвуко-
вым методом без флюса.
ПАЙКА БЛАГОРОДНЫХ МЕТАЛЛОВ
Пайка серебра, золота, платины
Золото, серебро, платина и их сплавы с другими металлами отли-
чаются высокой пластичное!ью, стойкостью к окислению при повы-
шенной и обычной температуре. Сплавы благородных металлов приме-
няю! в основном в ювелирном деле, в медицине, в слаботочной технике
и в радиоэлектронике. Техника пайки благородных металлов и. их
сплавов с другими металлами не представляет трудностей. Важное
значение при этом имеет подбор цвета припоя, обеспечивающего цвет
соединения, имеющего декоративное значение. Рекомендации по пайке
серебра, золота и платины приведены в табл. 286.
286. Рекомендации по пайке изделий из металлов и их сплавов благородных
Способы пайки Наиболее употребительные припои Типы флюсов
Серебро и его сплавы
Паяльником Г азопла мен и ымн горелками Контактным на- гревом ПОС-50, ПОС-61 Серебряные припои с не- большим содержанием ме- ди, цинка, кадмия На основе хлори- стого цинка (табл. 144) Бура с борной кис- лотой (табл. 150)
Золото и его сплавы
Газо пл а мен н ы ыи горелками Контактным на- гревом Нагревом т. в. ч. Медно-фосфорные Золотые с медью Серебряные Хлорид золота Бура
П латина
Паяльником Г азоп.п а мен Н ыми горелками На оловянной и свинцо- вой основах Золотые, серебряные, зо- лотые. содержащие палла- дий и серебро Содержащие ортофос- форную кислоту и эти- ловый спирт (табл. 139) Бура
Пайка изделий, покрытых пленкой благородных металлов
Гальваническое покрытие труднопаяемых металлов или полупровод-
ников применяют чаще всего при изготовлении деталей радиоэлектрон-
ной аппаратуры. Например., в случае, когда к кристаллу кварца тре-
буется припаять провод или пластинку. Для этой цели изделие или
часть его гальванически покрывают гонкой пленкой золота или серебра.
Толщина пленки в 10 мк гарантирует нормальную проводимость в об-
ласти высоких частот. Перед пайкой детали обезжиривают в парах
трихлорэтилена, дихлорэтана, в спирте или в ацетоне. Трудность
пайки заключается в том, что во время нагрева нельзя нарушить слой
покрытия растворением его в расплавленном припое. Во избежание
этого паяют специальными припоями (см. табл. 90) или слой благо-
родного металла покрывают оловом или медью. Покрытие изделия
целесообразнее паять паяльником.
СОЕДИНЕНИЕ МЕТАЛЛА
С НЕМЕТАЛЛИЧЕСКИМИ МАТЕРИАЛАМИ
Пайка графита
Изделия из графита чаще всего паяют с титаном, цирконием иЛи их
сплавами, или с окислами некоторых металлов. Графит с этими мате-
риалами паяют в инертной атмосфере или в вакууме при температуре
до 1300° С.
При пайке графита с медью или нержавеющей сталью, чтобы пред-
отвратить образование трещин, возникающих из-за разницы коэффгь
циентов линейного расширения, между паяемыми деталями помещают
тонкую пластинку из сплавов титана или циркония, а припой помещают
с обеих сторон пластинки. В собранном виде деталь устанавливают
в зажимное приспособление и помещают в печь с защитной средой для
нагрева.
Графит с графитом можно паять следующим способом: на паяемые
поверхности, очищенные от грязи, масла и жира, наносят методом налы-
ления суспензию, состоящую из тон кои змельчен кого порошка цирко-
ния, титана, молибдена или их сплавов и раствора полистирола в бен-
золе (например, металлический порошок 10 Г + 10%-ный раствор
полистирола в бензоле 100 см3). Собранный узел помещают в вакуумную
индукционную печь и медленно нагревают, одновременно откачивая
испаряющиеся при нагревании компоненты. Пайка происходит при
температуре 1200—1300° С и разрежении 10"4—10-Б мм рт. ст.
Нагревать под папку можно также в электропечи с защитной средой-
Для изготовления графитовых изделий, работающих при низких
и средних температурах, применяют титановые и мсдпо-серебряные
припои. Эти припои хорошо смачивают графит, их можно применять
для пайки графита с графитом и графита с металлом.
Для пайки графита с графитом применяют также припои с крем-
нием. Эти припои хорошо растекаются по поверхности графита и об-
ладают способностью быстро диффундировать в графит. Поэтому при
их употреблении следует тщательно выдерживать температурный режим
и соблюдать установленное время пайки. Припои этой группы пригодны
для пайки изделий, работающих при высоких температурах. Высоко-
качественное соединение графита с молибденом, цирконием, титаном
и ниобием получают при использовании золотых припоев с никелем,
танталом или молибденом.
Пайка пластмассы
Пластмассы паяют с металлами легкоплавкими припоями после
нанесения на ее поверхность тонкой металлической пленки. При соблю-
дении технологии покрытия получают прочное сцепление металла
с пластмассой. Металлизированную поверхность после предваритель-
ного лужения паяют с любым металлом. Источником нагрева обычно
служит паяльник. При пайке тепло следует подводить через металл,
не допуская перегрева во избежание размягчения изделия из пласт-
массы.
Металлическую пленку на паяемую поверхность пластмассы наносят
обычно тремя методами: гальваническим осаждением металлов, метал-
лизацией в вакууме или методом напыления.
При гальваническом осаждении металла электропроводящий (гра-
фитовый) слой наносят втиранием чистого измельченного графита на
поверхность пластмассы, предварительно покрытую лаком, или вти-
ранием тонко измельченной смеси следующего состава (в весовых
частях):
Льняное масло
Скипидар . .
Черная краска
Смола • . .
Графят . . .
5
5
250
180
420
Пластмассу, покрытую графитом или смесью, высушивают при тем-
пературе 70—80° С, протирают щеткой до появления глянца и обраба-
тывают в кислой гальванической ванне, в которой происходит осажде-
ние никеля. Для гальванизации пригодны электролиты, рекомендован-
ные для покрытия графита металлом. Токопроводящие пластмассы
графитизировать не следует. Фенолформальдегидные пластики с та-
кими наполнителями, как сажа, графит или их смеси, полиэфирные,
эпоксидные пластмассы с армирующим наполнителем, обладают хорошей
способностью к гальванической металлизации. /Менсе падежной спо-
собностью обладают полиамиды, полиэтилен, акрилаты, поликарбо-
наты и др.
/Металлизацию в вакууме производят при разрежении 0,02—
0,3 рт. ст. Этим методом можно металлизировать пластики с низ-
ким давлением собственных паров: полистирол, стеклопластики на
полиэфирных смолах, эпоксидные смолы, нейлон, металлокрнлаты
и др. Трудно металлизировать апетат и ацетатбутир ат. Такие пла-
стики. как полиолефины (полиэтилен, полипропилен), фенольные, мо-
чевинные и меламиновые, перед металлизацией следует обрабатывать
специальным лаком, который предотвращает выделение паров и газов,
содержащихся в пластмассах, с высоким давлением собственных паров.
Лаковое покрытие должно обладать гладкостью, блеском, хорошей
адгезией и низким содержанием летучих. На поверхноегь пластмассы
металлический слой можно нанести методом напыления. При изготов-
лении пластмассовых изделий, подлежащих металлизации, литники
или приливы следует располагать так, чтобы их можно было исполь-
зовать для крепления в металлизациоппой камере на подвесках. После
нанесения металлического слоя (чаще всего серебра) и тщательной
очистки гальванически осаждают медь или никель.
Меднение осуществляют при комнатной температуре и плотности
тока 0,3—0,5 а/дм2 в электролите состава (в Пл):
Сернокислая медь .................................... 250
Серная кислота ..................................... 50
Химическое никелирование производят после двухминутной обра-
ботки поверхности в горячем растворе четырех хлор истого палладия
(0,1 Пл). Ванна для никелирования имеет состав (в Г/л):
Хлористый никель . ................................ 30
Гипофосфит натрия.................................. 10
Лимоннокислый натрий . ........................ 10
Обработка изделия ведется при температуре 70—80° С.
Пайка стекла
Важным условием получения качественных и вакуумных спаев
стекла (и другой керамики) с металлом является согласование их
коэффициентов линейного расширения. В случае нарушения этого
правила, в результате нагрева соединяемых узлов под пайку и охла-
ждения после пайки, керамическое изделие в зове соединения дает
трещину. В табл. 287—288 и на рис. 156—158 приведены составы,
свойства и коэффициенты линейного расширения металлов, обычно при-
меняемых для пайки со стеклом. Коэффициент линейного расширения
стекла в основном зависит от состава входящих в него окислов и от
температуры (рис. 159, табл, 288—289).
^Металлизированную пленку на стекло наносят обычно из благород-
ных металлов, либо их сплавов с висмутом или медью методом сжигания.
Для этой цели на предварительно обработанную поверхность наносят
суспензию, состоящую из смеси хлоридов платины, висмута и лавандо-
вого масла или окислов серебра, меди и лавандового масла* После
Рис. 157. Тепловое расширение железо-
никелевых сплавов:
Рис. 156. Тепловое расширение тех-
нических железо-никелевых сплавов,
содержащих 40, 42, 44, 48 и 50 &
никеля
о — сплав из армко и электролитичес-
кого никеля; X — сплав с 0,03%-иым
содержанием углерода
темпеоа!Т1уой.
Температура
Рис. 158. Кривые теплового расши-
рения некоторых металлов, спаи-
вающихся со стеклом:
Рис. 159. Кривые теплового расши-
рения некоторых электровакуумных
стекол:
1 — медь; 2 — железо; 3 — хромис-
тая сталь (26% Сг); 4 — платина;
5— молибден; 6—вольфрам; 7—ко-
вар; 8 — инвар
1—кварцевое; 2 — № 17; 3—ЗС-9;
4 — ЗС-5; 5 — № 46; 6 — ЗС-8;
7 — № 401; 8 — ЗС-4
нанесения суспензии изделие помещают в печь и нагревают. Темпера-
туру нагрева подбирают в зависимости от состава стекла: для стекол
с коэффициентом линейного расширения до 5 -10*6—около 900° С
и для стекол с коэффициентом линейного расширения выше 8,8* 10“ е —
от 550 до 700° С. Суспензию можно приготовить из порошков платины,
золота, серебра или их сплавов и органического растворителя с содер-
жанием металлической составляющей 10—70%.
Во избежание растворения жидким припоем тонкой металлизиро-
ванной пленки на стекле после процесса обжига и охлаждения произ-
водят гальваническое покрытие полученной пленки медью. Для этого
применяют следующий электролит:
Компоненты Содержание
в Г) л
Сульфат меди . . ... 150
Серная кислота .................................. 40
Гуммиарабик .................... ..... 1
Сульфат меди.................................... 30
Гричтаиоламин ................................... 12
Режим работы ванньг температура электролитов 25—30° С,
плотность» тока 10 ма/см*. напряжение
6 в, расстояние между анодами и катодом
2—4 см, анодом служит медь.
287. Свойства металлов, применяемых для спаивания со стеклами
Металл Темпе- ратура плав- ления в "С Максимальная тем- пература работы в °C а-10” (при 20 — 350° С)
в ва- кууме на воз- духе
С малый коэффициентом линейного расширения
Вольфрам ... .... 3350 3000 300 4,4
Молибден . 2450 2000 200 5.5
Сплав из 98% w и 2% Ni — 900 300 4,9
» » 80% W и 50% Мо -2800 2000 200 5,0
» > 84% W, 12% Ni, 4% Со 6,8
Сплав Фернико (54% Fe. 28% Ni. 18% Со) ..... . -1450 -1000 -600 4.5
Сплав Ковар (54 % Fe, 29% Ni, 17% Со) ........ -1450 — 1000 -600 4,7
Тантал 2800 2500 —я 6,5
Сплав Фернико II (54% Fe, 31% Ni, 15% Со) -1450 -1000 -600 5,0
Ферроникель с 43% Ni . . -1450 -1000 -600 5,2
С высоким коэффициентом линейного расширения
Платина . 1 1750 1600 1400 9,25
Медь ... 1083 400 150 17,8
Никель 1452 900 400 14.5
Железо 1530 500 200 13,2
Платини г(проволока из ни- келевой стали с 43% N1, по- крытая медью) ...... 400 150 -7,1
Сплав 50% N1 и 50% Fe . . — 1000 — -9,0 9,5
Феррохром с 26% Сг . . . > — 1000 1000 10.2
Сплав 42% Ni, 52% Fe и 6% Сг 700 8.9
Сплав фернихром (37% Fe, 30% Ni, 25% Со и 8% Сг) — — 10
288. Коэффициенты линейного расширения некоторых стекол
при температурном интервале 20 —400° С
Листовые и специальные стекла Электр отех яи че- ские стекла X им и ко-лабора- торные стекла Оптические стекла
Тип, марка стекла а* 10’ Тип, марка стекла а. 10’ Тип, марка стекла а-107 Тип, марка стекла « 107
Листовое: № 17 39,5 ДО? 23 89 ЛФ6 81
ВВС 89 № 2 89 ДО? 846 79 КФЗ 106
прокат- 88 БД-1 90 № 29 78 Ф1 77
нос
Бороси- ликатное Цирко- 90 33 № 35 (молиб- деновое) 54 УС цл 74 77 Ф2 ФЗ 81 75
новое
Водо- мерное 86 № 4G (молиб- деновое) 47 ЦЛ-32 90 ТФЗ 93
Малоще- лочное 50 ДО? 40 (мазда) 37,5 152/34 73 ТК2 83
13-в
Свинцовое 80 ДО? 16 81,5 152/30 78 ТК5 83
Кварцевое 5.8 ДО? 55 (у виолевое) ЗС-4 ЗС-5 (ка- лиевое) ЗС-5 (на- триевое) ЗС-8 ЗС-9 № 401 С-88-13 89 88 49 •19 48 35.5 82,5 89 59 Дюроба кс. Пирекс Сверх- пирекс 48 36 30 ткз 84
289. Удельные константы линейного расширения окислов в стекле
(по Ап пен у) в интервале температур 20—400° С
Окислы Удельные коэффициенты линейного расширения окислов в стекле <1,- 107 Окислы Удельные коэффициенты линейного расширения окислов в стекле 107
SiO2 Ог 5 до 38 CdO 115
ТЮ2 » —5 » 30 РЬО 130—190
ZrO2 —60 Мп О (Мп2О3) 105 (105-2)
SnO2 —45 1еО (Fe2O3) 55 (55- 2)
Al$Qs —30 СаО 50
В» Од От —50 до 0 N1O 50
Sb2O.4 75 СиО 30
Li2O 270
BeO 45 NaEO 395
MgO 60 К2О 465
СаО 130 CaF2 180
SrO 160 Na<>SiFe 340
BaO 200 Na3AlFe 480
ZnO 50 Р2ОЬ 140
В процессе нанесения пленки вакуумной металлизацией следует вни-
мательно следить за давлением (не выше 10” 2 мм рт. ст.). Поверхность
стекла перед нанесением слоя должна быть чистой и сухой.
Вакуумной металлизацией на поверхность стекла можно наносить
медь* серебро, золото, цинк, никель, кадмий и другие металлы, теп-
лота испарения которых 20—130 ккал/моль.
Методом катодного распыления на стекло наносят обычно пленку
из серебра и золота. Режим нанесения на стекло пленки из благород-
ных металлов приведен в табл. 290.
290. Режимы золочения и серебрения стекла путем катодного распыления
Металл Давление в мм рт. ст. Удаление газов Нанесение металла Скорость нанесения металла в мг/смг- ч
Напря- жение в в Сила тока в ма Время в мин Напря- жение в в Сила тока в ма
Золото . ..... 0,1 1100 15 2 1200 10 0,2
Серебро ...... 0.1 1100 15 2 1600 7 0,16
После нанесения металлизированной пленки паяют по обычной
технологии. Во время пайки необходимо избегать перегрева металла,
для этого при пайке горелкой следует применять очень острое пламя,
нс допуская прямого воздействия пламени на стекло и перегрев спая.
Пайку ведут свинцово-оловянистыми припоями, с небольшой (1—2%)
добавкой серебра. В процессе пайки по мере надобности добавляют
припой и флюс.
Вследствие большой разницы коэффициентов линейного расшире-
ния кварца и металла (молибдена или вольфрама), их паяют через
несколько переходных стекол, состав которых приведен в табл. 291.
291. Переходные стекла от кварца к вольфраму и молибдену
Марка стекла Химический состав в вес. % а-10’
SiO2 ЬгОэ Л12о3 СаО к2о NasO
Кварц 99,8 0,1 0,1 — 5,8
Г15 89,0 8,5 2,0 — 0,5 15.1
117 89,5 9,75 0,25 1 — 0,5 18,7
112 88,0 10,0 - 2,0 24.3
113 83,0 11,5 2,0 1,5 2,5 29,1
1115 78,5 15.0 2,0 1,5 3,0 33,4
№ 123 ; 77,5 14,0 1,5 1,5 5,5 42,0
При пайке стекол с коэффициентом линейного расширения 8- Ю~8—
9-10'6 применяют легкоплавкие припаечные стекла (табл. 292).
Выполнение герметичного спая медь—стекло можно осуществить
по следующей технологии: между медью и стеклом последовательно
впаивают несколько промежуточных колец из металлов и сплавов*
коэффициент линейного расширения которых занимает промежуточное
положение между коэффициентом линейного расширения меди и стекла.
Абсолютная величина каждого следующего кольца приближается
к абсолютной величине коэффициента линейного расширения соответ-
ствующего материала (меди или стекла, смотря ио тому, откуда начи-
нается счет колец). В качестве материала для промежуточных колец
21)2. Припаечные стекла
Химический состав в вес. % а- 107 Темпе- ратура размяг- чения в *С
Si О, Л12О» в2оа РЬО ZnO
5 5 И) 80 93,4 399
4.5 4,5 11 80 - 94,5 394
4 4 12 80 — 91.5 394
3,5 3,5 13 80 ч 94,8 393
— *- 20 80 — 99.0 403
3 11 И 75 83,0 440
2,5 сч 18 72 5 83,0 428
2,5 2,5 14 67,5 15 81,3 414
1.8 — 12.4 68,4 17,5 81,3 402
293. Коэффициент линейного расширения железо-никеле вых сплавов
Содержание элементов в % (Fe — остальное) Среднее значение а. 10е Содержание элементов в % (Fe — остальное) Среднее значение «• 10«
N» Мп Si Ni Мп Si
33.83 0,89 1,1 41.88 0.24 0,03 4,85
35,89 0,87 0,01 1,2 42,76 0,92 0,01 5.5
35,65 0,15 0.33 1,54 43,01 — 5,71
38.17 1,00 0,05 1,6 44,77 1,08 0,07 6,2
40.17 0.80 0.004 2,4 45,16 ——- — 7.25
38,70 0,12 0,07 2,50 47,09 0.82 — 7,3
42.12 1,54 0.004 3,9 46,00 0,24 0.11 7,61
48.10 0,09 0,03 8,79
50,00 —- 9.18
50.19 0.64 0,02 9,6
52,10 0,03 0,16 10,09
294. Режимы отжига стекла
а-10* Тол- щи в а в ММ Время выдерж- ки в мин ’I емпе- ратура нагрева в ЦС Скорость охла жден и я
3,2 — 5.0 <3 20 550 Естественное охлаждение печи от 550° С со скоростью 15 г рад/мин
3—12 20 300 До 300° С скорость 3 град/мцн, за- тем естественное охлаждение с печью
Св. 8.8 <2 20 550 Ес гее е вен ное охлаждение печи, с 550е С скорость охлаждения 15 град/мин
2—10 20 250 До 250° С скорость 3 град/мин t затем ее гее 1 венное охлаждение печи
можно брать (последовательно) железо, железо-никелевые сплавы
(табл. 293). ковар и т. д.
После высокотемпературной пайки стекла с металлом необходимо
производить отжиг (табл. 294).
Отжиг паяных соединений должен преследовать следующие основ-
ные цели:
1) конечные напряжения должны быть возможно меньшими и должны
способствовать сцеплению стекла с металлом, а не ослаблять его;
2) во время отжига но должно возникать временных напряжений,
которые могут разрушить стекло.
Пайка фарфора и радиотехнической керамики
Для соединения методом панки тугоплавкими припоями деталей,
изготовленных из фарфора или радиотехнической керамики, их по-
верхность необходимо предварительно покрыть металлической пленкой,
которую можно наносить, например, методом вжигания металлических
порошков. Для этого подлежащую пайке поверхность изделия тщательно
очищают наждачной бумагой, делают очищенную поверхность шеро-
ховатой, травят в ваннах следующего состава:
Содержание
в Г/л
Компоненты для травления керамики:
Серная кислота ................................... 230
Плавиковая кислота ................................ 125
Трехокись хрома .................................... 62
Компоненты для травления стекла и кварца:
Плавиковая кислота ................................. 38
Фтористый аммоний ................................ 12
Компоненты для обработки после травления керамики, стекла
и кварца:
1- Дну хлористое олово .......................... 25 (25)
(лоляная кислота............................... 20 (130)
2. Сернокислое олово............................ 25—40
Серная кислота ........................... 5 — 20
После обработки в ваннах детали тщательно промывают и сушат.
Затем на очищенную поверхность наносят пасту, содержащую в ка-
честве наполнителя порошкообразные, металлы или окисли.
При изготовлении иасты предварительно приготовляют 5%-пый рас-
твор коллодия в смеси амилацетата с эфиром (1 : 1). В этот раствор
вводят порошкообразные металлы (Mo, Alo—Мп, Si—Fe) или окислы
(Рс2Оз, SnO2) из расчета 1 кГ порошка на 1 л раствора.
Изделия с нанесенной на них настой помещают в печь с сухой и
чистой азотно-водородной (20% Н2) атмосферой и обжигают при тем-
пературе 1100—1200° С. Затем изделие охлаждают и на подлежащие
пайке поверхности вторично наносят слой пасты и подвергают повтор-
ному обжигу при температуре 1000—1150° С в течение 10 мин. После
такого двойного обжига на поверхности образуется прочно соединенная
с ним пленка толщиной 0,012—0.05 мм. Такую металлическую пленку
на поверхность фарфора и керамики можно нанести также в вакууме
или r водородной атмосфере.
Изделия, с нанесенным на них покрытием, можно паять как между
собой, так и с другими металлическими изделиями: титаном, цирко-
нием, серебром, медью и ссребряно-медными припоями в печах с кон-
тролируемоп атмосферой.
Для пайки фарфоровых и керамических изделий легкоплавкими при-
поями । подлежащие пайке поверхности, предварительно покрывают
295. Состав м режим работы ванн для получения пленки
никеля на фарфоре и радиотехнической керамике
Компоненты Содер- жание в Г/л Время обработ- ки в мин Темпе- ратура ванны в VC pH
Хлористый никель > аммоний Лимоннокислый натрий Гипофосфит натрия Аммиак 25%-ный 45 50 45 12 До pH 8—8,5 190 80—90 8—8,5
Хлористый никель Гипофосфит калия Ацетат натрия 92 16 10 5 60—80 4,0—4,5
Никель сернокислый Гипофосфит нагрия Ацетат натрия 20 10 10 60 60 — 80 4,0 —4,5
слоем никеля, наносимого методом контактного осаждения из электро-
литов, состав которого приведен в табл. 295.
В некоторых случаях поверхность керамических изделий перед
пайкой предварительно лудят при помощи вращающегося круга, па
поверхность которого наносят легкоплавкий (не выше 100° С) припой.
296. Состав и режим работы ванн
для подготовки кварца
к химическому никелированию
№ о пе- ра ци и Компоненты Содер- жание в Г/л Время выдерж- ки в MUK
1 Плавиковая кислота Ф горне гый аммоний 38 12 1—2
2 Хлористое олово Соляная кислота 10 45 1—2
3 Хлорис!ый палладий 0,1—0,5 До 3
4 Гипофосфит натрия 30 2—3
Перед лужением детали предвари-
тельно подогревают до темпера-
туры 50—80° С.
Изделия» покрытые никелем или
легкоплавким припоем, можно паять
обычными методами.
Пайка кварца
Кварц можно паять только после
нанесения на его поверхность ме-
таллической пленки. Эту пленку
можно нанести трем я способами:
гальваническим, металлизацией и
вжиганием благородных металлов.
Перед нанесением гальванического
покрытия кварц последовательно
обрабатывают при комнатной тем-
пературе в ваннах, состав которых
приведен в табл. 296, при этом после
каждой операции следует тщательно
промывать изделие водой и сушить.
Осаждение металла (никеля) про-
изводят при температуре электро-
литов 80—85° С и pH — 4,54-5,8,
в одной из следующих ванн:
Компоненты
1. Хлористый никель ....... . ..........
Уксуснокислый натрий .......... ...................
Гипофосфит кальция
2. Сернокислый никель . . . . ...............
Цитрат натрия......................................
Ацетат натрия . . . ............ . . . . . .
Однозамещенный фосфорнокислый натрий ......
Содер жание
в Г/л
Н
8
35
10
7
10
После никелирования кварц можно дополнительно покрыть медью
или серебром. Такое покрытие дает возможность вести пайку малооло-
вянистымп припоями с применением канифольных флюсов. Очень тон-
кую металлическую пленку можно получить методом металлизации
кварца с'последующим нагревом до температуры 1000—1200° С. Полу-
ченный таким способом металлизированный слой способен к пайке
с различными металлами. Покрытие кварца пленкой благородных ме-
таллов можно осуществить по следующей технологии: на паяемую по-
верхность кварца кистью наносят платино-золотую краску. После
сушки покрытое изделие в вакууме нагревают до температуры 550-—
580е С до получения металлического блеска покрытой поверхности
и в обычных условиях при температуре 200—250° С вибрирующей
щеткой на пленку наносят чистый расплавленный индий. Кварц с дру-
гими металлами паяют оловянно-индиевыми припоями с применением
флюса.
Пайка изделий из тугоплавких окислов
Пайку изделия из глинозема (99% А12О3) с титаном можно произ-
водить по следующей технологии: паяемые изделия тщательно очи-
щают, собирают в приспособлениях и между ними помещают про-
кладку — кольцо или стержень (в зависимости от конфигурации паяе-
мых поверхностей) из эвтектического медно-серебряиого припоя (Ag +
+ 30% Си). Собранный узел помещают в вакуумную печь, температуру
которой доводят до 850е С. При этой температуре припой плавится
и сплавляется с титаном. Расплавленный сплав хорошо смачивает
поверхность А12О3, обеспечивая получение прочного спая.
Изделия из А12О3 с другими металлами паяют после нанесения на
поверхность А1.3О3 металлической пленки методом вжигания порошков
марганец—молибден—гидрид титана, окись марганца—окись гитана
или окись марганца—окись титана—молибден (например, состава
4% Ti + 19% Мп + 77% Мо) и последующего гальванического мед-
нения. Порошки смешивают в шаровой мельнице в среде ацетона или
амилацетата с нитроклетчаткой. Полученную пасту наносят па пред-
варительно очищенную паяемую поверхность, после чего изделие на-
гревают в водородной среде в течение 30 мин при температуре 1400—
1425° С. Полученную металлическую пленку затем гальванически мед-
нят и паяют тугоплавкими или легкоплавкими припоями.
Изделия из плавленной двуокиси кремния (SiO2) паяют с металлами
после нанесения на ее поверхность платиновой краски и обжига в ва-
кууме при температуре 600—650° С.
На полученную металлическую пленку затем наносят вибрирующей
щеткой расплавленный индий. После покрытия индием изделие паяют
обычными способами оловянно-индиевыми припоями.
ПРИМЕРЬ! ТЕХНОЛОГИИ ПАЙКИ
Изготовление автомобильных радиаторов
Основными частями автомобильного радиатора (рис. 160) являются:
сота, опорные пластины, верхний и нижний бачки и различная арматура.
Соту радиатора автомобиля собирают из луженых трубок, обычно
свертываемых из латунной ленты на специальной машине. Лужение
трубок преследует две цели: обеспечение герметичности трубки (иро-
найка замкового шва) и получение на
Рис. 160. Радиатор автомобиля
труоке запаса припоя, который
будет необходим для припайки
к трубкам охлаждающих плас-
тин.
К концам охлаждающих тру-
бок припаивают опорные плас-
тины. Припайку осуществляют
капиллярным методом, ооывзн-
вым на способности расплавлен-
ного припоя втягиваться под
действием капиллярных сил
в узкие зазоры.
Пайка радиаторных трубок.
Процесс изготовления трубок
заключается в следующем: в тру-
бочной машине латунная лента
свертывается в эллиптическую
трубку, при этом края ленты
соединяются в замок. Изготов-
ленную трубку подвергают лу-
жению. Процесс лужения состоит
в следующем: готовую трубку
смачивают флюсом по всей на-
ружной поверхности, затем она
поступает в ванну с расплавлен-
ным припоем (рис. 161), где
происходит лужение и одновременно запайка птва (рис. 162). Для
равномерного распределения флюса по всей наружной поверхности
и снятия его излишков трубка проходит через войлочные прижимы,
излишек расплавленного припоя сдувается с трубки сжатым воздухом.
Давление подаваемого воздуха регулируют краном. Для лужения
применяют припой ПОС-ЗО. В этом случае флюсом служит раствор
хлористого цинка. Трубки без ухудшения качества пайки можно
лудить и малооловянистыми припоями с содержанием 18% Sn, по
с обязательным применением специального флюса ЗИЛ-2. При этом
малооловяниегые припои хорошо пропаивают замковые швы, обеспе-
чивая герметичность трубки. После лужения трубку охлаждают водой
и разрезают автоматической фрезой па заданную длину. Для получения
оптимального слоя припоя па трубке скорость движения ее (время пре-
бывания в припое) и давление подаваемого на трубку воздуха устанав-
ливают опытным путем. Для предохранения припоя от окисления по-
верхность ванны покрывают хлористым цинком. Температуру расплав-
ленного припоя в ванне поддерживают постоянной при помощи регули-
рующего пирометра.
Пайка (спекание) соты радиатора. После сборки соты для улучшения
передачи тепла охлаждающие звенья («змейка») припаивают к трубкам.
Припайку осуществляют в автоматических печах припоем, которым
были облужены трубки. Для этого соту обливают раствором хлори-
Рис. 161. Схема ванны для лужения трубок d arpeiare ЗИЛ:
1 — движущаяся трубка; 2—обдувочное кольцо; 3 — основ-
ная ванна с припоем; 4—вторая ванна с припоем; 5 — насос
для перекачки припоя; 6 — вакрытая камера лужения
стого цинка и направляют в печь спекания. При температуре 380—
420° С припой на трубке расплавляется и припаивает трубки к охла-
ждающим звеньям. Время спекания подбирают опытным путем. При этом
следует иметь в виду, что длитель-
ное пребывание соты в камере спе-
кания может привести к окислению
припоя и пережогу соты.
Пайка опорных пластин. Уста-
новка для пайки (рис. 163) состоит
из общей ванны, в которой плавит-
ся припой ПОС-ЗО пли ПОС-40,
промежуточной ванны, куда пере-
качивается припой из общей ванны
насосом, и рабочей ванны, в кото-
рой концы трубок припаиваются
к пластинам.
При пайке соту радиатора с за-
прессованными опорными пласти-
нами после флюсования устанав-
ливают на ванночку до упора опор-
ных пластин в борт; трубки при
этом на 3—погружаются в рас-
плавленный припой (температура
припоя 380—400° С), который под
влиянием капиллярных сил втяги-
вается в зазор между отбортовкой
опорной пластины и стенкой трубки,
образуя паяный шов. В таком поло-
жении соту радиатора выдерживают
Рнс. 162. Микроструктура замка
радиаторной трубки:
1—радиаторная трубка; 2—припой
15—20 сек для прогрева до температуры припоя. Соту в ванночке сле-
дует держать строго определенное время и при температуре не выше
указанной, так как большая выдержка и более высокая температура
приводят к загрязнению припоя вредными для него примесями меди
и цинка. Слишком низкая температура и малая выдержка утолщают
слой полуды, что ведет к перерасходу припоя. Для уменьшения
окисления припоя поверхность его в общей ванне покрывают слоем
Рис. 163. Электрованна для припайки опорных пластин капил-
лярным способом:
/ — футеровка ванны: 2 — расплавленный припой; 3 — специ-
альная ванночка; 4 — остов радиатора; 5 — электродвигатель;
6 — центробежный насос; 7 — основная ванна для припоя;
8 — электронагреватели
хлорисгого цинка. Температура припоя поддерживается постоянной
при помощи терморегулирующего пирометра.
Припайка бачков и обоймы. Дальнейшие операции изготовления
радиатора пайкой производят обычно паяльниками или газовой горел-
кой с применением припоя ПОС-ЗО и флюса, состоящего из раствора
хлористого цинка и хлористого аммония. Бачки, изготовленные из
латуни Л62, подают под лайку после химической обработки, поэтому
они не нуждаются в дополнительной подготовке. После установки их на
опорные пластины швы развальцовывают и обрабатывают флюсом.
Припайку к опорным пластинам производят паяльником большой мощ-
ности или нагревом т. в. ч., для чего прутковый припой предварительно
укладывают в шов после его подготовки.
Стальную обойму и другие стальные и чугунные детали радиатора
для лучшего смачивания припоем покрывают медью контактным спо-
собом в растворе состава (в Г/л):
Сернокислая медь ................................... 100
Серная кислота . *...................................... 25
Время обработки 3—5 сек. Припайку их осуществляют газовой го-
релкой (февкой) или паяльником.
Пайка пластинчатых сот радиаторов. Пластинчатые соты охлаждаю-
щих радиаторов собирают из гофрированных охлаждающих пластин
Рис. 164. Пластинчатая сота радиатора в приспособлении
для пайки
и штампованных обойм. Чтобы образовались каналы для прохода
охлаждающей воды, такие обоймы собирают в пачки и пропаивают по
боковым поверхностям (рис. 164). Пайку осуществляют методом погру-
жения соты в расплавленный припой. Предварительно соту погружают
боковой плоскостью в ванну с раствором хлористого цинка для флюсо-
вания мест пайки, а затем погружают в ванну с расплавленным оло-
вяняо-свинцовым припоем до упора в решетку, установленную в ванне
на 6—8 мм ниже уровня расплавленного припоя. Через несколько
секунд готовую соту вынимают из ванны и охлаждают. Таким же спо-
собом пропаивают вторую боковую сторону соты, а также торцовые
замки обойм.
Рис. 165. Схема припайки мед-
ной трубки к алюминиевой плас-
тине, плакированной медью:
1 — трубка; 2 — алюминиевая
пластина; 3 — медь; 4—припой
Одновременно с пропайкой боковых поверхностей соты при погру-
жении се в ванну расплавленный припой под влиянием капиллярных
сил проникает в зазор между гофрированными охлаждающими пласти-
нами и обоймами, прочно соединяя их между собой. Готовую соту
подают па дальнейшую сборку радиатора.
Пайка алюминиевых радиаторов. Основными препятствиями для
внедрения радиаторов из алюминия являются трудность пайки его
в существующих автоматических процессах, возможная коррозия пая-
ного шва и большие трудности, связанные с ремонтом радиатора, как
в процессе изготовления, так и в экс-
плуатации.
Сердцевину алюминиевого радиато-
ра изготовляют обычно из плоских
алюминиевых трубок, расположенных
в коридорном порядке; пространство
между трубками заполняют гофриро-
ванными лонгами, выполняющими роль
охлаждающих пластин. В некоторых
случаях изготовляют трубчато-плас-
тинчатую сердцевину. Охлаждающие
пластины припаивают к трубкам при-
поем.
Толщину алюминиевых трубок и
пластин удваивают по сравнению с мед-
ными и латунными, т. е. охлаждаю-
щие пластины изготовляют толщиной
0,15 мк (вместо 0,08 мм) и трубки тол-
щиной 0,25 мм (вместо 0,15 леи). Такой
выбор объясняется тем, что при пайке
(особенно тугоплавкими припоями) тон-
кие алюминиевые листы теряют свою
нагартовку и прочность, необходимую
в условиях эксплуатации и изготовле-
ния радиатора.
Алюминий может быть применен в трубчатом или пластинчатом ра-
диаторе в двух вариантах: из него изготовляют только пластины,
а трубки, бачки и патрубки — из латуни; все детали радиатора делают
из алюминия.
В большинстве случаев применяют комбинированные радиаторы
с латунными трубками и биметаллическими алюминиевыми охлаждаю-
щими пластинами (алюминиевая лента, покрытая легкопаяемым ме-
таллом, например, медью, никелем и др.). Покровный металл наносят
гальваническим способом или методом прокатки. Основным преиму-
ществом применения биметаллической алюминиевой лепты являегся
возможность сохранения существующего технологического процесса.
Производство латунно-алюминиевых радиаторов не влечет за собой
значительных изменений как в оборудовании, так и в технологии
производства, но требует применения специальных флюсов и припоев,
основой которых являются системы Zn—Sn или Zn—Cd с содержанием
не менее 70% Zn. Оловянно-свинцовые припои не рекомендуется при-
менять для изготовления латунно-алюминиевых радиаторов. Процесс
спекания латунно-алюминиевых сот радиатора при соблюдении этих
условий мало отличается от спекания медно-латунных сот радиатора.
Радиаторы с охлаждающими алюминиевыми пластинами с односто-
ронним покрытием медью (рис. 165) при изготовлении не вызывают
затруднений. Радиатор изготовляют по обычной технологии. Соту пе-
ред спеканием погружаю г в ванну с флюсом па основе хлористого
цинка. Спекают в ночи при температуре 400—420° С и выдержке
50—70 сек.
Пайка проходит хорошо и не требует изменения технологического
процесса, теплоотдача радиаторов равноценна медно-латунным, но
в коррозионном отношении они значительно хуже радиаторов с латун-
ными охлаждающими пластинами.
Последнее обстоятельство не дает основания рекомендовать изго-
товление радиаторов с применением алюминия» плакированного медью.
Пластины с никелевым покрытием обладают высокой коррозионной
стойкостью, ио применение их связано с дефицитностью никеля. Пла-
стины с цинковым покрытием обладают также коррозионной стой-
костью, но плохая паяем ость цинка ограничивает их применение.
Алюминиевые радиаторы изготовляют обычно пайкой тугоплавкими
алюминиевыми припоями с содержанием 7—12% Si.
Трубки со швом внахлестку изготовляют из тонколистового плаки-
рованного с двух сторон материала Алкоа-100. Основа его состоит из
сплава типа АМц. Внутреннее покрытие предназначено для предотвра-
щения коррозии и состоит из алюминиевого сплава с 2—3% Zn, внеш-
нее покрытие выполняет роль припоя и состоит из силумина с содер-
жанием до 7% Si. Пл астаты изготовляют из алюминиевого сплава
типа АМц толщиной ~0,127 мм без покрытия, бачки делают из этого же
материала. После сборки сердцевину подвергают очистке, подогревают
до температуры 400° С и опускают па 1—2 мин в ванну с расплавлен-
ными солями. Температура ванны в пределах 590—600° С.
При пайке следует очень точно выдерживать время и температуру,
так как повышение температуры выше 600° С может привести к оплав-
лению основного металла.
После пайки сердцевину выдерживают около 20 мин при темпера-
туре плавления смеси солей для того, чюбы часть-флюса стекла с соты.
Охлажденную соту тщательно очищают от остатков солей и промывают.
Бачки и другую арматуру радиатора соединяют с сердцевиной ар тон-
ной сваркой или пайкой твердым припоем. Гакая технология обеспечи-
вает высокое качество радиаторов, но связана с большим расходом
солей, высокой стоимостью плакированных материалов и вредностью
производства.
Опайка кузова легкового автомобиля
Дефекты сварки и сборки кузова автомобиля исправляют наложе-
нием расплавленного оловянно-свинцового припоя на поверхность
кузова и механической обработкой мест пайки до получения гладкой
поверхности нужного профиля. Для прочного сцепления припоя с по-
верхностью кузова последний в местах нанесения припоя предвари-
тельно лудят. Поверхность, подлежащую лужению, зачищают наждач-
ной бумагой или дрелью с наждачным кругом до металлического блеска;
если поверхность чистая, то ее только протирают чистой тряпкой.
После механической подготовки на чистую поверхность кистью топким
слоем наносят насту (габл. 127), которую предварительно перемешивают.
Покрытую пастой поверхность разогревают газовой горелкой до
расплавления порошкообразного припоя, при этом чистыми тряпками
протирают от остатков флюса и избытка припоя, добиваясь равномер-
ного покрытия. Нелуженые участки, отдельные точки или их скопле-
ния подвергают вторичному лужению, их наличие не допускается.
Для нанесения припоя на дефектные участки прутковый припои марки
ПОС-ЗО помещают в металлический поддон, газовой горелкой разогре-
вают его до жидкого состояния, посыпают сухим порошком хлористого
аммония и снимают сверху окислы. После очистки припой охлаждают
до кашицеобразного состояния и деревянной лопаткой, слегка смочен-
ной индустриальным маслом ИС-20, накладывают на луженую, пред-
варительно нагретую поверхность слоем не более 1—2 мм, при этом
в момент кристаллизации припоя его уплотняют лопаточкой. На пер-
вый слой, после его полной кристаллизации, наносят второй и т. д.
Наносить припой слоем больше 2 мм не рекомендуется из-за возможного
образования пор па поверхности кузова. По этой же причине не сле-
дует пользоваться лопаткой, обильно смоченной маслом. Индустриаль-
ное масло наносят на деревянную лопатку войлоком, пропитанным
маслом.
После опайки кузова обрабатывают места пайки и сопряженные
участки ручными пилами, шлифовальными машинами и наждачной бу-
магой; поверхность при этом должна быть гладкой без пор и надиров.
Пайка дефектов чугунных отливок
В большинстве случаев пайку чугуна применяют для устранения
пороков литья (усадочных раковин, трещин и пор). Припоем чаще всего
служит ПОС-ЗО, а флюсом — раствор хлористого цинка с добавками
хлористых солей, меди и олова.
Простейший способ пайки состоит в механической обработке мест
пайки, обезжиривании и лужении очищенной поверхности припоем.
Последовательность лужения:
1) зачистной машинкой очищают ст литейной корки место пайки;
2) очищенную (без следов коррозии) поверхность тщательно обез-
жиривают бензином, ацетоном или раствором едкой щелочи;
3) обрабатывают подготовленную для лужения поверхность кисточ-
кой, смоченной во флюсе;
4) газовой горелкой равномерно прогревают место пайки до темпе-
ратуры. при которой припой, поднесенный к очищенной поверхности,
будет расплавляться;
5) держа горелку в левой руке, а в правой смоченную во флюсе
кисть, растирают припой кисточкой.
По окончании лужения заделывают дефекты литья припоем, приме-
няя для этой цели паяльник или газовую горелку.
После пайки изделие тщательно промывают горячей и холодной
водой и слегка протирают машинным маслом.
Пайка медных кабелей
Медные жилы кабелей паяют заливкой расплавленным припоем.
Для этой цели с концов двух кабелей снимают изоляцию, оголенные
провОда обезжиривают в бензине, ацетоне или дихлорэтане и опускают
в спиртовой раствор канифоли. После этого на жилы надевают соеди-
нительную гильзу заливочным отверстием вверх.
Концы гильзы обматывают шнуровым асбестом, чтобы не вытекал
припой и не нарушалась изоляция. Припоем заливают до тех пор, пока
соединяемые элементы не прогреются до температуры плавления при-
поя. Для ускорения процесса перед заливкой гильзу с вложенными
в нее концами жил прогревают паяльной лампой или газовой горелкой.
В качестве припоя применяют обычно оловянно-свинцовые припои
с содержанием 6—30% Sn или чистый свинец.
Пайка медных труб
Медные трубы, испытывающие продолжительные нагрузки и высо-
кие температуры, паяют медно-цинковыми или серебряными припоями
с применением в качестве флюса буры с борной кислотой (для лагун-
ных припоев) или флюса № 209 (для серебряных припоев).
Рис. 166. Типы соединений для пайки медных труб
Соединение медных трубопроводов, работающих при температуре
до 120° С и небольшом давлении, осуществляют оловянно-свинцовыми
припоями с содержанием 5—95% Sn с применением в качестве флюса
раствора хлористого цинка.
Типы соединений медных труб показаны на рис. 166. Оптимальные
величины зазоров для тугоплавких припоев 0,1—0.3 мм, легкоплавких
0.02—0,10 мм.
Перед пайкой места соединения очищают от грязи, жира и покры-
вают флюсом. Припой предварительно закладывают в места пайки
в виде кольца или подают в момент, когда концы труб будут нагреты
до температуры пайки. Место пайки нагревают многосопловой ацети-
лене-кислородной горелкой с нейтральным пламенем.
Автоматическая пайка печатных схем
Автоматическая линия пайки печатных схем методом погружения
или волной припоя показана на рис. 167.
Линия состоит из конвейерного транспорта и девяти постов, или
камер. На посту I оператор устанавливает и закрепляет печатную
схему на конвейерной ленте.
Проходя через камеру 2 и 5, изделие флюсуется с помощью ролика
и высушивается потоком горячего воздуха.
Рис. 167. Автоматическая линия для пайки печатных схем
Пайка производится в камере 4 и может быть осуществлена погру-
жением в расплавленный припой или волной припоя. По первому спо-
собу пайка происходит в плоской ванне. Пластины и поверхность
ванны припоя расположены параллельно, глубину погружения изде-
лия и высоту зеркала ванны при этом способе точно фиксируют. Но вто-
рому способу в паяльной ванне с помощью насоса щелевого типа, вы-
ступающего над поверхностью жидкого припоя, создают поток припоя
высотой до 30 мм над уровнем зеркала ванны. Пайку осуществляют пере-
мещением изделия над гребнем со скоростью 60—120 см!мин.
После пайки печатная схема поступает в камеру 5, где охлаждается,
а затем в камеру 6 и 7. В этих камерах очищаются верхняя и нижняя
части панели от остатков флюса и наплывов припоя. Очистка осуще-
ствляется вращающимися щетками, скребками и горячей водой.
После окончания воздушной сушки в камере 8 готовое изделие по-
ступает па разгрузочный желоб 9,
Пайка цилиндрических сверл
Установка для пайки состоит из трех ванн, обогреваемых электри-
ческим токОхМ или газом (рис. 168), В ванне I происходит предваритель-
ный подогрев инструмента, в ванне /7, на дне которой в специальном
тигле находится расплавленный припой, осуществляется пайка,
в ванне III инструмент закаливается. Составы солевых смесей в ван-
нах приведены в табл. 297.
Для пайки пластин твердого сплава ВК8 или Т15К6 с зазором не
более 0,1 мм их плотно сажают в паз корпуса, выполненного из стали
9ХС, и сверху прижимают заусенцем, идущим от вершины сверла.
В собранном виде сверла в течение 5 мин кипятят в насыщенном вод-
ном растворе буры, после чего просушивают и подогревают до темпера-
туры 500—6(Х)° С. Затем сверла в вертикальном положении загружают
на несколько минут для прогрева в смесь солей /, температура этой
смеси 820—850n С. Затем сверла переносят в тигель 4, на дне этого
тигля находится расплавленная латунь J162, а сверху расплавленная
соль. При температуре 980—1000° С в соляной ванне производят окон-
чательный нагрев и, погружая инструмент в припой, производят его
пайку. Уровень латуни поддерживают несколько выше пластинки
сверла (по мере надобности добавляют).
Рис. 168. Установка для пайки погружением:
1 — электроды; 2, 3—смесь солей; 4 — тигель с припоем; 5 — тигель
для закалки; б — спираль подогрева; 7 — смесь солей
297. Составы солевых смесей для пайки инструмента с одновременной закалкой
Ле панны Назначение ванны Состав в %
NaCl BaCla NaNO3 KNO3
1 Нагрев инструмента 22 78 —
2 Подогрев припоя 10 90 — —
3 3 а кал ка инструмента — — 50 50
После панки сверла вынимают из тигля 4 и переносят в тигель 5.
Для сверл с пластинками из сплава ВК8 температура солей в этом
тигле должна быть 200—220° С и выдержка до 30 мин. для сплава
Т15К8 — 300—330° С и выдержка 15 мин.
В тигле 5 сверла выдерживают заданное время, после чего их вы-
нимают, охлаждают на воздухе, промывают в проточной воде и загру-
жают в электропечи на 1 ч, где при температуре 180—200° С проис-
ходит отпуск. После пескоструйной очистки сверла поступают па кон-
троль; в твердом сплаве, корпусе и в припое не должно быть трещин,
в противном случае сверла бракуют.
Приведенным методом можно паять сверла диаметром 5—12 мм.
ЗАЩИТА И КОНТРОЛЬ ПАЯНЫХ
СОЕДИНЕНИИ. ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ
ЗАЩИТА ПАЯНЫХ СОЕДИНЕНИЙ
ОТ КОРРОЗИИ
Общие понятия о коррозионных процессах
Коррозией называют разрушение металлов и сплавов под влиянием
химического или электрохимического воздействия внешней среды.
В зависимости от характера происходящих при этом процессов разли-
чают химическую и электрохимическую коррозию.
К химической коррозии относят процессы химического взаимодей-
ствия металла с внешней средой, не сопровождающиеся возникновением
электрического тока. Такой вид коррозионного разрушения наблю-
дается при действии на металлы сухих газов и жидких неэлектролитов.
Электрохимической коррозией называют процессы, в которых раз-
рушение металла сопровождается прогеканием электрического тока.
Этот вид коррозии имеет место при действии на металлы жидких элек-
тролитов. Скорость коррозионного разрушения зависит от природы
металла и характера внешней среды. Коррозионную стойкость метал-
лов и сплавов чаще всего оценивают по потере веса или по уменьшению
толщины изделия. Наиболее распространенная в практике шкала оценки
коррозионной стойкости металлов приведена в табл. 298.
Электрохимический потенциал металлов
Относительная электрохимическая активность металла характери-
зуется значением стандартного равновесного электродного потенциала,
определяемого по отношению к водородному электроду в растворе
собственных ионов с концентрацией 1 грамм-ион па 1000 Г раствора.
Нормальные электродные потенциалы для некоторых металлов приве-
дены в табл. 299.
Электродные потенциалы, определенные в растворе электролита,
содержащего ионы других металлов, называют неравновесными. Вели-
чина их зависит от природы электролита, его температуры, состояния
поверхности металла и многих других факторов. Неравновесные потен-
циалы определяют опытным путем для каждого отдельного случая.
Электродные потенциалы некоторых металлов в растворах 3% NaCl
и 3% NaCl + 0,1% Н2О2 приведены в табл. 300.
Контактная коррозия паяных соединений
Паяные соединения работают в различных газовых средах и атмо-
сферах, в растворах кислот и щелочей. Электродные потенциалы ме-
талла, из которого изготовлено паяное соединение, и припоя, при
помощи которого выполнена пайка, в общем случае различны. Поэтому
паяное соединение можно рассматривать как коррозионный элемент,
электродами которого являются металл основы и припой. Исследова-
Магний и магниевые сплавы 3000 ‘0> 0,0002—0,001 СЧ О — СЧ ОО о ООО 1 1 1 —’ СЧ—' ООО °.°о о о 1 0.02 — 0,1 0,1-0,2 о о — <м 1 1 сч о о“— о сч Л
Алюминий и алюминиевые сплавы <0,0003 0100'0-£ООО '0 сОЮ — О —со ООО ООО 1 1 1 шсэю СО —*« ООО °.со о Ю — — со ОО 1 1 сою О — о о тт ю — — сО 1 1 —'Ч' со ю о — >3.1
Потери веса в Г/м2 • ч Свинец и свинцовые сплавы <0,0012 0,0012—0,0065 0.0065 — 0,012 0,012—0,065 0,065-0,12 0.12-0,65 0,65-1,2 - ° 1 См о — 1 1 О] ю — СО >12,0
ной стойкости Никель и никелевые сплавы о о о V 0.001 -0,005 — ю о о — ООО 1 1 1 ю—*ю ООО °~66 о юо о — 1 1 — о о о о °о |Д — 1 1 ОО 0‘01 <
298. Шкала коррозион Медь и медные сплавы ^4 О V о о © 1 о о о 0,0051-0,01 0.01 —0.051 0.051—0,1 — гч ю о О — JH оГ о сч Го ю — 1 1 сч — °-Ю —< сч о Л
Железо и железные сплавы СП о о о о V 0,0009 — 0,0045 О Ю о ООО ООО 1 1 1 Ю СЧЛ ч* о т ООО °.6о о 0,09 — 0,45 0,45 —0,9 Гб—S'fr 5‘f-6‘0 сг> Л
Скорость коррозия в мм/год о о о V Ю © о о 1 о о о —'Ю ОО — ООО 1 1 1 ю — «о ООО °-6о о ю о о — 1 1 — ю ОО 1,0-5,0 5.0—10.0 о Л
ихэояцохэ цонноикой -don irireg — «1 О) го ю COi- ОО © о =-'-'4
Группа стойкости Совершенно стойкие Весьма стойкие Стойкие Пониженной стойкости Малостойкие Нестойкие
299. Нормальные электродные
потенциалы некоторых
металлов при 2Б° С
Металл Нор- мальный потен- циал в в Металл Нор- мальный потен- циал в в
Золото + 1.5 Кадмий — 0.40
Серебро К 0.80 Железо —0,44
Медь 4-0,51 Хром —0,56
Медь + 0,34 Цинк — 0,76
Висмут + 0,23 Марга- — 1,10
Сурьма + 0,20 нец
Во город 0,00 Ал юми- — 1,34
Свинец. —0.13 НИЙ
Олово —0,14 Магний — 1,
Никель —0,22 ! Ни гр ИЙ —2,71
Кобальт —0.29 Калий. —2,92
Ли гий -2,96
нии показывают, что оловяппо-
свинцовые припои имеют более
отрицательный потенциал по
сравнению с медью, поэтому при
коррозии паяного соединения из
меди сильнее разрушается при-
пой. Сталь же, наоборот, имеет
более отрицательный потенциал
по сравнению с припоем, по-
этому в стальных паяных соеди-
нениях происходит разъедание
стали вблизи паяного шва. При
300. Неравновесные электродные
потенциалы металлов (в в) в элек-
тролитах (по водородной шкале)
Me- Раствор 3% NaC! Раствор 3% NaCl |- +0.1% Н,О,
галлы На- чаль- ный Ко- неч- ный На- чаль- ный Ко- неч- ный
Сере- бро Медь Вис- мут Сурь- ма Олово Сви- нец Ни- кель Ко- бальт Кад- мий Же- лезо Хром Цин к Мар- ганец, Алю- миний Маг- ний + 0,24 + 0.02 — 0,15 — 0,12 — 0,25 —0,39 — 0,13 — 0,17 — 0,58 —0,34 —0,02 —0,83 — 1,05 —0,63 — 1,45 1 11 > 1 1 1 1 11 1 1+ + 1 С ООО О О О О ОО О ОО о 1 О о Q0 ГО СП СЛ О ГО ГО О *- О Ю W «—0000 о ГО СЛ Ю сисл «о сои* о + 0,23 + 0,20 —0,08 —0,35 + 0,2 +0,50 —0.25 + 0,40 — 0.77 — 0,52 — 1.4 + 0,23 + 0,05 + 0.1 —0.24 + 0,05 —0,30 — 0.50 + 0,06 —0.77 —0,52
этом следует учитывать, что в процессе
работы коррозионной пары происходит поляризация обоих электродов,
в результате чего сила коррозионного тока, а следовательно, и интен-
сивность коррозии сильно уменьшаются.
301. Коррозия контактирующих металлов в морской воде в Г/л1£
(среда неподвижная, отношение площадей 1:1)
Основной металл Кон тактирующий металл
Сталь Ст. 3 Серый чугун СЧ "18-36 Цинк Бронза Бр.ОЦ-Ю-2 Бронза Бр. АН-9-6 Бронза Бр, АЖМ (литая)
Сталь Сг.З « . . 0,045 0,032 0 0.080 0,081
Серый чугун СЧ 18-36 0,073 0,062 — 0,225 — — —
Цинк - Сильная — 0,017 0,1 0,126 0,997
Бронза Бр.ОЦ-Ю-2 коррозия 0.003 0,003 0 1,029 —w
» Бр. АН-9-6 » — 0.002 0,006 —
» Бр- АЖМ (литая) ...... 0,001 — 0 “—“ 0,009
СМ
о
со
| Контактирующий металл 1 ГТ НЕ 1111Э ОЛЭ И У КII НК СИР’ у **w >5 РУ У X 1
HEJzHJ РУ Ad Н
0ИУпОТЭЯЕЖ(1е)р X >> РУ | X >>
1ЧЯ1?!Г1!Э ОЗЭ и $И1ЫВДО X 1 X
Mimfi X **1 1 >>
yiiKfeyj ►*-1 аЫ 1 X
пЛлЛн ‘«HfBlQ X > 1 РУ X >>
ИПигиз хи и 1ПЙНИ8Э 'ОНОЛ'О X >>Х 1 £ >> РУ i X >>
X 1 >1 РУ Е РУ
iihAjeit ‘qtfoiv I X 1 РУ ‘л X
FiseiriK) •otffoR ‘HEHodg ЭННОЙ IE ИК CX IT И И ЭНППК HOL'O X | — г* РУ Р- >> х
МЮНОК -умкой D BL-ОУИН IWlTIW ‘Ч1ГЭН -ОМНИ *Ч1ГЭНО|У X 1 РУ : а
odgodaa ‘ini -ИХЕК1! 'O.I.O1J‘O£ 1 > РУ П. £х 0.
Основной металл - А A —" Я ra ° A Й 2 ’ 2 -0 - • fri 2 5 14 <; 4 n 3 e £ Д и ’ « 5 z ’ ' * = ‘ ' • и * * о * 5 ‘ * s § •§§ ’ S 2 ‘ 3 XD • b 3 5; - - 2 • • « • К *~ Ф . a -у . .Ф..»5- P o ч о ~ -° о _ - *> о e ' s S z 5 ’ ervttfzno О £ О « 1-1^ О 5 Pl Я i- Cl Л b 2ca o T © tv Ct t=! — X « S> S e;x E я rt ‘ Op- x e; Ю xi C — “> А E ль c CJ L> Pl A 2 О Я ССО О
словиые обозначения Н — не влияет; У—'усиливает: РУ — резко ускоряет: Р — разрушает.
При конструировании паяных изделий следует учитывать влияние
коррозии при контактировании двух разнородных металлов и сплавов.
Из табл. 301 следует, чго скорость коррозии двух различных металлов
обычно выше, чем каждого из этих металлов порознь.
Коррозионная стойкость некоторых металлов и сплавов в зависи-
мости от контактирующего металла приведена в табл. 302-
Влияние коррозии на прочность паяных соединений
Коррозия паяного соединения приводит к уменьшению прочности
шва и к потере герметичности.
В табл. 303 приведены результаты изменения прочности паяных
соединений, находящихся в контакте с влажной шлаковой ватой
303. Изменение прочности манных соединений при
кратковременных испытаниях на растяжение под влиянием
коррозии в условиях контакта с влажной шлаковой ватой
я Марки припоя и металла паяных образцов Продол житсльность воздействия корро- зионной среды в сутках Число заморажи- ваний 1 Предел прочности образцов в к Г/мм*
не под- вергав- шихся коррозии подвер- i авших- ся кор- розии Потери прочно- сти в %
Медь‘М34-ПОС-40-|-медь М3 . . Латунь Л62ПОС-404-латунь Л62 Сталь МСт.2 кп, МСт.З-к 4-НОС-40-(-сгаль МСт.2 кп, МСг.З С га ль X18 Н9Т 4-1 ЮС-40- {- сталь Х18Н9Т Медь М3 — ПОС-40—сталь Ст.2 435 435 435 435 435 10 10 10 10 10 2.45 1,80 2,90 2.80 2,80 2.40 1.65 2,60 2.60 2,50 2 9 10 7 И
Медь МЗ-{-ПОС-304-медь М3 . . Латунь Л624- ПОС-30-j-латунь Л62 Сталь МСт.2кп, Ст.3+ПОС-304- сталь МСт.2кп. МСт.З Сталь X18Н9Т4- ПОС-304'сталь Х18Н9Т Медь М3 4-ПОС-304-ста ль С г. 2 Латунь Л624-ПОС-304-сталь МСт.2кп, МСт.З 281 281 180 274 259 180 19 19 13 18 17 13 2,20 2,20 2,65 2,90 2,40 2,60 2.00 1,90 2,50 2,55 2.20 2.40 9 14 6 12 8 8
Медь М34-ПОС-184-медь М3 . . Латунь Л624-ПОС-18-{-латунь Л62 Сталь МСт.Йкп. МСт. 34- 4-ПОС-184~ сталь МСт.2кп, МСт.З Медь М3—ПОС-18 {-сталь МСт.2кп. МСт.З . . 343 343 240 240 27 27 21 21 2,10 1,80 2,90 2.50 2,10 1,80 2,50 2.13 0 0 14 14
(pH = б-т-8), в условиях периодического замораживания паяных об-
разцов жидким кислородом с последующим нагревом их вместе с шла-
ковой ватой до 60—70° С и постепенным охлаждением до комнатной
температуры. При низкой температуре основной металл и припой не
корродируют.
Из приведенного примера видно, что коррозия паяных швов зависит
от среды, в которой они находятся. Особенно вредное влияние на проч-
ность паяного соединения оказывают остатки флюса (табл. 304).
3D4. Изменение прочности паяных соединений при кратковременных
испытаниях на растяжение образцов, паянных припоем ПОС-40,
под влиянием коррозии в растворах паяльных флюсов
Коррозионная среда Марка металла паяных образцов Продолжитель- ность испыта- ний в сутках Предел прочно- сти образцов в кГ/мм*
не под- вергав- шихся коррозии подвер- гавших- ся кор- ров и и потеря прочно- С1И В ‘/о
25%-ныЙ раствор хло- ристого цинка, получен- ный растворением чи- стой соли Латунь JIG2-I- 4- медь М3 Медь М3 4- 4-сталь Ст.З 280 280 2.50 2.60 1,80 2,50 28 4
25%-ный раствор хло- ристого ция на, пол у- ченный растворением технического цинка в технической соляной кислоте Латунь Л62-|" 4-медь М3 280 2,50 1,80 28
Раствор, содержащий 15% хлористого цинка и 5% хлористого ам- мония Латунь Л62 |- 4-медь М3 280 2,50 2.00 20
Сильному коррозионному разрушению подвержены паяные соеди-
нения из алюминия и его сплавов. Швы из алюминия, паянные оловом,
свинцом и их сплавами, интенсивно корродируют но поверхности раз-
дела между металлом основы и припоем. Кадмий и припой на его основе
также вызывают коррозию паяного соединения, но скорость коррозии
ниже, чем у соединений, паянных оловянными припоями. Низкой корро-
зионной стойкостью обладают соединения, выполненные припоями на
основе висмута. Поэтому не рекомендуется применять в качестве припоев
для пайки алюминия и его сцлавов олово, свинец, кадмий, висмут и их
сплавы между собой. Значительной коррозионной стойкостью обладают
соединения, выполненные цинком или его сплавами с серебром, алюми-
нием, медью и магнием. При введении в цинк легкоплавких металлов
(олово, кадмий, свинец и висмут) коррозионная стойкость паяного
соединения ухудшается, но вполне может быть достаточной для ра-
боты в слабо агрессивных средах.
Способы защиты от коррозии
Для предотвращения коррозии паяных соединений при хранении,
транспортировке и в эксплуатации применяют лакокрасочные покры-
тия или химическую обработку в специальных растворах. Окраску
алюминиевых и магниевых сплавов рекомендуется производить хро-
матсодержащими лакокрасочными материалами или пастами. Битумные
краски рекомендуются для изоляции алюминия, магния, свинца,
цинка, кадмия и олова от действия тцелочьсодержащих материалов.
Надежной защитой магниевых сплавов от коррозии может служить
окраска после оксидирования, т. е. после травления в смеси двухро-
мовокислого калия с азотной кислотой, с соответствующей промывкой
и сушкой.
Некоторые краски, рекомендуемые для защиты паяных соединений,
работающих в коррозионных средах, приведены в табл. 305.
305. Некоторые краски для защиты паяных соединений
Ла кокрасочные материалы Краткая характеристика и применение Время высыха- ния в ч Темпе- ратура сушки в °C гост или ТУ
Нитроглифта- левые эмали марки НКО Быстросохнущие эмали на основе нитроцеллюлозы и алкидной смолы для ок- раски изделий, нс требую- щих высокой декоративной отделки 3 18—22 ГОСТ 6631-53
Нитроэмали марки НП: HI 1-33-01 НП-33-20 II П-35-99 Быстросохнущие эмали на основе нитроцеллюлозы для окраски алюминиевых и латунных авиационных приборов 1 18 — 22 ТУ MXII 420-41 ТУ МХП 419-41 ТУ МХП 421-41
Эмали ЭП-51 полуматокые Эмали на основе нитро- целлюлозы и алкидно-эпок- с иди ой смолы для покры- тия металлических поверх- ностей (предварительно за- гр у н тов а нн ы х грунтом Фо'1-03), работающих в ус- ловиях тропического Кли- ма га 1 5 3 70—80 18 — 22 ВТУ КУ 484-57
Эмаль ПХВ-715 Быстросохнущая эмаль на основе перхлорвиниле- вой смолы для окраски из- делий, работающих в усло- виях влажного климата 2 18—20 ВТУ МХП 4526-56
Эмаль УЭ-12 зеленая Эмаль горячей сушки па основе меламиноформаль- дегидной и алкидной смол для окраски изделий из ма- гниевых сплавов по пред- варительно загрунтован- ной поверхности 1 100 ТУ МХП КУ 255-55
Продолжение табл. 305
Ла кокрасочн ые материалы 1 Краткая характеристика п применение Время высыха- ния в у Темпе- ратура сушки и ГОСТ или ТУ
Лак ЛО Лак горячей сушки на основе мсламиноформаль- дсгндпой смолы и ноливм- нилбутираля для окраски магниевых, алюминиевых и стальных деталей, рабо- тающих в среде бензина, керосина и смазочных ма- сел 1 18—30 ГУ МХП 2562-31
Эмали марки ПФ Масляные пен тафта ле- вые эмали воздушной суш- ки для окраски деталей, подперта ем ы х ат мосфср но- му воздействию 48 18—22 ГОСТ 6465-53
Лаковый грунт АЛГ-1 и Л Л Г-5 Масля но-канифольная грунтовочная эмаль с тун- говым маслом для Грунто- ва и и я алюмин иев ых де- талей 40 18—22 ТУ MXII 777-41
Грунт АЛГ-7 М асл я но- гл нфта л ева я грунтовочная эмаль горя- чей сушки для грунтова- ния деталей из магниевых и алюминиевых сплавов 3 100 ТУ мхп 2550-52
Эмали Муар , Масляно-ал к и дныс эма- ли для декоративной от- делки изделий, подвергаю- щихся колебаниям темпе- ратуры 3 150 ТУ МХП 4234-54
Эмаль Л Л-70 Масляно-пентафталевая эмаль горячей сушки для окраски изделий, работаю- щих при высоких темпера- турах 1 150 ТУ КУ 312-53
Эмаль № 1433 Масляно-гдифталевая эмаль горячей сушки для окраски изделий, работаю- щих в коррозионных ус- ловиях 24 18—20 ТУ МХП 4384-55
Грунт ФЛ-03 желтый Антикоррозионный грунт на основе модифмци- рова в н ых фенолформаль- дегидных смол для покры- тия изделий из алюминие- вых сплавов 24 18 — 20 ВТУ мхп 4505-5G
Лак № 17-а Лак на основе расти- тельных масел на канифо- ли для покрытия стальных изделий при складском хранении 48 18—20 гост 3862-47
Для удаления лакокрасочных покрытий применяют составы, кото-
рые размягчают краску или растворяют ее. Для масляных красок
эффективны щелочные составы.
КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА ПАЯНЫХ СОЕДИНЕНИЙ
Дефекты
Высокую механическую прочность паяного соединения можно полу-
чить только при тщательном соблюдении технологии пайки. Недоста-
точно тщательная очистка изделия перед пайкой, неправильная кон-
струкция паяного шва, несоблюдение температурного режима пайки
и другие нарушения технологического процесса неизбежно приводят
к появлению различного рода дефектов в паяном шве и ослаблению
паяного соединения.
Наиболее часто встречающиеся дефекты паяных швов и основные
причины, их вызывающие, приведены на рис, 169 и табл. 306.
306. Дефекты, возникающие при пайке деталей в печи
с восстановительной средой, и меры предотвращения их
Вид дефекта Причины возникновения Меры предотвращения
Припой не смачивает по- верхность паяе- мого металла Низкая восста- новительная спо- собность газа Повысить скорость подачи газа в печь; повысить содержание во- дорода в атмосфере печи
Недостаточно ак- тивный флюс или сю мало Добавить в состав флюса фто- ристые соли или увеличить его ко- личество
Наличие окисной пленки. жира и других загрязне- ний Проверить состав травильных и обезжиривающих ванн, увели- чить время обработки деталей; следы коррозии, жира должны быть удалены перед пайкой
1Недостаточный нагрев изделия Уменьшить скорость движения конвейерной ленты или увеличить температуру лайки
Большая разни- ца температур пла- вления припоя н флюса Флюс должен плавиться до рас- плавления припоя. Применить флюс с более низкой температурой плавления
Недостаточна я шероховатость по- верхности Травлением или механическим способом (наждачной бумагой, на- пильником) сделать поверхность более шероховатой
11ебла гопрмятное расположение де- тали на ленте кон- вейера Установить детали в другом по- ложении
Продолжение табл. 306
Вид дефекта Причины возникновения Меры предотвращения
Наплавы или натеки припоя Деталь недоста- точно прогрета в процессе пайки, припой не распла- вляется Уменьшить скорость движения конвейерной ленты; уменьшить количество деталей на ленте или увеличить температуру пайки
Припой не затекает в за- зор (при хоро- шем смачива- нии) Малый или боль- шой зазор Опытным путем подобрать оп- тимальный зазор
Завернутые вверх заусенцы, через которые не проникает припой Установить деталь в положе- нии, удобном для затекания при- поя; поместить припой над швом или против заплечика
Припой пла- вится. но не образует гал- тель с обратной стороны шва Нарушение ка- пиллярности в за- зоре Менее плотная посадка, испро- бовать больший зазор
Недостаточная выдержка при пайке Дать более продолжительную выдержку в печи (уменьшить ско- рость движения конвейерной лен- ты)
Затвердевай ие припоя вследствие растворения в нем основного металла Уменьшить температуру или время пайки
Недостаточно чи- стая паяемая по- верхность Тщательная зачистка деталей перед сборкой; введение флюса н шов как для припоя, так и для основного металла
11едоста точное количество припоя Увеличить кол и чество пр и поя
Шероховатая поверхность паяного шва Высокая темпе- ратура нагрева или слишком длитель- ный нагрев Уменьшить температуру или время пайки
Продолжение табл. 306
Вид дефекта Причины возникновения Меры предотвращения
Пористость шва Г Высокая темпе- ратура нагрева или слишком дли- тельный нагрев Испарение ком- понентов припоя и флюса Уменьшить температуру или время пайки Проверить химический состав припоя (меди) на содержание цин- ка кадмия. При их наличии пайку вести не рекомендуется; подобрать флюс, компоненты которого не ис- паряются
Выделен не газов из паяемого ме- талла Детали, от которых требуется герметичность, должны изготов- ляться из материалов, нс содер- жащих газовых включений
Попадание в па- яемый шов пленок окислов паяемого металла Более тщательно производить травление изделия перед пайкой
Трещины в паяном шве Быстрое охлаж- дение после пайки Нс применять интенсивной тер- мической обработки после пайки; уменьшить скорость продвижения изделий через печь
Значительная разница е коэффи- циентах теплового расширения при- поя и металла Для изготовления паяного из- делия подобрать материал, кото- рый бы гю коэффициенту тепло- вого расширения был близок к при- пою (меди)
Образование хрупкой диффузи- онной зоны Снизить температуру и время пайки
Трещины в паяемом ме- талле Интенсивная дмффузи я пр и поя в основной металл Снизить температуру и время пайки
Смещение и перекосы в па- яных соедине- ниях 11лохос скрепле- ние деталей перед пайкой Искл ючить смещен ие соеди н яе- мых деталей при затвердевании припоя
Продолжение табл. 306
Вид дефекта Причины возникновения Мер ы пр едотв р ащен и я
Стальные детали выходят из печи е испорченной поверхностью Подсос воздуха в печь Осмотреть и исправить соедине- ния трубопроводов, прокладок, за- творов дверок; достаточное ли ко- личество атмосферы подается в печь
Воздушные по- то к и (с квоз п я ки) в цехе Закрыть окна и двери, увеличить подачу в печь защитной атмосферы, соорудить колпаки над тамбурами печи, проверить регулировку и эф- фективность газовых завес
Наличке воды в камере охлажде- ния: от конденсации от утечки из во- доохлаждае- мых рубашек Уменьшить расход охлаждающей соды, установить автоматический контроль расхода воды в первой охлаждающей зоне, уменьшить со- держание влаги в защитной атмо- сфере
Проверить сварные швы, места, покрытые ржавчиной, пористость в литых деталях
Чрезмерная влажность защит- ной атмосферы Проверить состояние осушитель- ного а грел ага, произвести допол- нительную сушку печи
Вместе с изде- лиями в печь при загрузке попадает воздух При загрузке деталей в печь продуть их защитной атмосферой
Наличие углеро- да на поверхности детали * Проверить, имеется ли смазка на изделиях, загружаемых^ печь, смазка должна быть удалена с де- талей
Стальные де- тали выходят из камеры ох- лаждения со светлой поверх- ностью, но тем- неют при со- прикосновении с наружным воз- духом вследст- вие окисления Слишком высо- ка я тем п ер атур а выходящих из печи изделий Увеличить расход воды в водя- ных рубашках камеры охлажде- ния; уменьшить скорость продви- жения изделий через печь; очис- тить водяные рубашки камеры охлаждения от накипи, ржавчины и грязи
Дефекты
Причины
возникновения
— - II —. II
Припой не смачивает поверх-
ность металла взоне пайки
^Наплывы или натеки припоя
Припой не затекает в зазор
(при хорошем смачивании)
Неполное заполнение ш ва при-
поем (при хорошем смачивании)
Отсутствие галтели припоя б
соединенияхпаянных внахлестку
Шероховатая поверхность
паяного шва
Прожог основного металла
^Пористость шва
| Включение флюса в паяном
^Трещины в паяном шве
Трещины в паяемом металле
Смещения и перекосы в паяных
соединениях
в
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
27
24
Рис. 169. Дефекты пая-
ных швов и причины их
возникновения:
1 — недостаточно глубо-
кий вакуум; 2 — низкая
восстановительная спо-
собность газа; 3 — недо-
статочно активный флюс
или мало его количество;
4 — наличие окисной
пленки, жира и других
загрязнений;
5 — иедо-
23
статочный нагрев поверх-
ности изде л и я; 6—бол ь -
шая разница температур
плавления припоя и флю-
са; 7 — малый зазор;
Я _ большой зазор; 9 —
перекос шва; 10 — недо-
статочное количество при-
поя; II — высокая темпе-
ратура нагрева; 12 —
слишком длительный на-
грев; /3—испарение ком-
понентов припоя и флю-
са; 14—выделение газов
из паяемого металла;
15 — попадание в паяный шов пленок окислов паяемого металла; 16 — тем-
пература плавления припоя ниже температуры плавления флюса; П —запол-
нение шва припоем с двух сторон; 13—удельный вес флюса больше удельного
веса припоя; 19 — смещение деталей при затвердевании припоя; 20—быстрое
охлаждение после пайки; 21 — значительная разница в коэффициентах теп
лового расширения припоя и металла; 22—образование хрупкой диффузионной
зоны; 23 — интенсивная диффузия припоя в основной металл; 24 — неравно-
мерный местный нагрев паяемого металла с малой теплопроводностью; 25 —
плохое скрепление деталей перед пайкой
Для того чтобы предотвратить образование дефектов в паяных соеди-
нениях, необходим тщательный контроль на всех операциях пайки;
особенно необходим технологический контроль в условиях крупносерий-
ного и массового производства.
Качество сборки и скрепления изделий перед пайкой проверяют
визуальным осмотром. Тщательность очистки и обезжиривания поверх-
ности изделия определяют по растеканию на ней капли чистой воды.
Составы обезжиривающих и травильных ванн, флюса и припоя кон-
тролируют периодически.
Особенно большое значение имеет проверка активности флюса.
Для этой проверки тщательно подготовленную пластинку из металла,
аналогичного металлу паяемого изделия, покрывают флюсом, кладут
на нее кусочек припоя и разогревают снизу на электроплитке или газо-
вым пламенем. Флюс (и качество подготовки поверхности) можно счи-
тать хорошим, если капля расплавленного припоя образует с пласти-
ной краевой угол не более 45° или полностью растекается по поверх-
ности пластины, образуя угол смачивания, практически равный нулю.
Методы контроля
Качество готовых паяных соединений обычно проверяют одним из
физических методов без разрушения изделий. В условиях крупносер им-
Рис. I 70. Классификация методов контроля паяных
соединений
кого производства однотипных паяных изделий рекомендуется выбо-
рочная проверка качества пайки путем разрушения готового изделия.
Общая классификация методов контроля качества паяных соеди-
нений показана на рис. 170. а краткое описание приведено в табл. 307.
307. Контроль качества паяных соединений
Вид контроля Методика
Внешний осмотр Проверяют состояние подготовки по- верхности под лайку, правильность скре- пления деталей и их положение, а также величину зазора и расположение припоя. Во время пайки контролируют равно- мерность нагрева изделия, температуру пайки, затекание припоя в шов. После пайки проверяют годность изделия со- гласно требованиям технических условий на изготовление паяного соединения
Испытание на герметичность
Контролю на герметичность подвергают
изделия, предназначенные для хранения
жидкостей, газов или работающие под
да вленнем.
Испытание керосином. Пая-
н ый шов 1 окрашивают меловой крас-
кой 2 с одной стороны. После высыхания
краски другую сторону обильно смачи-
вают керосином 3 и выдерживают шов
несколько минут под действием керосина;
время выдержки зависит от толщины
шва, его конструкции и т. п. Неплот-
ность шва определяют по появлению
ржавых пятен 4 керосина на меловой
окраске.
Испытание давлением воз-
духа. Паяное изделие наполняют
воздухом через патрубок 1 под неболь-
шим давлением. Паяный шов 2 с другой
стороны смачивают мыльной водой 3.
По появлению пузырей 4 на шве опре-
деляют неплотность шва.
Испытание погружением
в воду. Паяное соединение 1 опускают
в сосуд с водой 2, один конец изделия
закрывают пробкой <?, а е другой подают
сжатый воздух под давлением 1,5—2 ат.
По появлению пузырей 4 в воде опре-
деляют неплотность шва 5.
Испытание аммиаком. Пая-
ный шов покрывают бумажной или мар-
левой лентой, смоченной в 5%-ном рас-
творе азотнокислой ртути или фенолфта-
леина. Внутрь изделия нагнетают сжа-
тый воздух с небольшой добавкой ам-
миака. Неплотность шва определяют по
появлению черных или фиолетовых пятен
на ленте.
Испытание вакуум ирова-
н и'ё’м." На паяный шов 1 накладывают
камеру-коробку 2 с резиновой проклад-
кой 3 и с прозрачным верхом. Шов очи-
щают от грязи и жира и покрывают рас-
твором состава: 50 Г мыла хозяйствен-
ного, 5 Г глицерина, 10 Г сухого лакрич-
ного экстракта, воды 1 л. Вакуумную
камеру откачивают до разрежения 500 —
000 жл рт. ст. При наличии пор, тре-
щин и других дефектов на мыльной
эмульсии образуются пузырьки, по ко-
торым определяют неплотность шва
Продолжение табл. 307
Вид контроля
Методика
Контроль рентгеновскими
лучами
Проверяют изделия, работающие под
давлением или особо ответственные. Чаще
всего применяют способ рассмотрения
паяного шва на экране. Дефекты выяв-
ляются на экране в виде светлых полос
и пятен
Магнитный метод
Выявление дефектов магнитным порош-
ком основано на том. что мелкие частицы
магнитного порошка скапливаются над
дефектом. Детали для контроля намаг-
ничивают с помощью постоянного и пере-
менного тока. Материалом магнитного
порошка служат: железо, ферромаг-
нитные окисльг железа. Намагничивать
детали можно от'сварочных аппаратов
Индукционный метод
Контролируемый шов подмагничивают
переменным током. Переменный машит-
ный поток создает в металле вихревые
токи, которые создают переменные по-
токи рассеяния над дефектами у поверх-
ности изделия. Потоки рассеяния улав-
ливаются искателем, усиливаются и по-
даются на телефонные трубки, гальвано-
метр или осциллограф и т. п. В случае
попадания искателя на дефектный уча-
сток в наушниках усиливается звук или
отклоняется стрелка в гальванометре.
Этим методом можно пользоваться при
обнаружении дефектов в стыковых швах
малой толщины
Люминесцентный метод
Применяют для выявления поверхност-
ных дефектов (трещин) на немагнитных
материалах. Метод основан на свойстве
некоторых жидкостей светиться под дей-
ствием ультрафиолетовых лучей. Обычно
в качестве такой жидкости применяют:
25% автола и 75% керосина; 50% керо-
сина. 25% бензина и 25% «трансформа-
торного масла.
Жидкость наносят на шов при темпе-
ратуре 60—70е С, выдерживают на шве
15—20 мин, затем шов обтирают, просу-
шивают и облучают ультрафиолетовыми
лучами в затемненном помещении, при
^том происходит свечение жидкости, и
трещины становятся хорошо видимы
Продолжение табл. 307
Вид контроля Методика
Метод окрашивания Применяют для выявления поверхност- ных дефектов на немагнитных материа- лах при дневном свете невооруженным глазом. На испытуемую поверхность на- носят слой жидкости состава: 16% транс- форматорного масла, 5% скипидара, 10 Г красной краски на 1 л жидкости. После 15 мин выдержки поверхность про- мывают 5%-ным водным раствором каль- цинированной соды. На сухую поверх- ность пульверизатором наносят тонкий । слой каолина (I л воды, 600 — 700 Г каолина). После просушки выделившаяся из дефектов жидкость окрашивает каолин в красный цвет
Определение структуры пая- ного шва Проводят с целью выявления струк- туры паяемого металла, шва и припоя. Микро исследован ие позволяет выявить строение шва, нейронай, трещины, шла- ковые включения, поры и т. п. Для ис- следования паяного соединения вырезают образцы, из которых изготовляют шлиф. Поверхность шлифа должна включать полное сечение шва. Сначала поверхность шлифа обрабатывают на станке мл и на- пильником. затем шлифовальными бу- магами, начиная с крупных номеров и кончая мелкими. Для выявления микро- структуры шлифы травят реактивами, приведенными в табл. 308
Исследовг нения спосс 1ННС ПЕ >бом р; t II II ’ 'J I'll: j1I|J1| /*4. ' ift 1яного соеди- азъема Качество паяного соединения опреде- ляют распаиванием соединения. Разъем соединения производят расклиниванием соединяемых деталей в нагретом состоя- нии. Определяют степень заполнения за- зора припоем
Метод химического анализа Проверяют химический состав основ- ного металла, припоя, флюса, травиль- ных и обезжиривающих ванн
Испытания на ную стойкость коррозион- Коррозионную стойкость паяного соеди- нения определяют визуально или по по- тере прочности. Этим методом определяют правильность выбора пары основной ме- талл — припой, качество промывки из- делия после пайки, возможность работы паяного соединения в определенной среде
Продолжение табл. 307
Вид контроля Методика
Ультразвуковой метод Этим методом в паяном шве можно выявить дефекты в виде трещин, непро- пая, шлаковые включения, газовые поры и др. При наличии дефекта в контроли- руемом металле ультразвуковая волна отражается от дефекта и улавливается осциллографом. На осциллографе дефект изобразится в виде пика. Контроль ультразвуком возможен только при наличии чистой поверхности, для улучшения контакта между щупом и изделием применяют различные жид- кости (минеральные масла, глицерин и др.)
308. Основные реактивы для выявления микроструктуры
припоев и паяных швов
Материал, подвер- гаемый травлению Состав реактива Условия травления
Чистое олово Олдос, свинец и их сплавы Азотная кислота 1 в. ч. Уксусная кисло- та 3 > Глицерин . . . 5 » Погружение на 0,5—10 мин при 38—42° С
Сплавы олова с кадмием Азотная кислота 2—5 см3 Этиловый спирт 95—98 > Втирать или по- грузить в реактив на несколько минут
Сплавы олова со свинцом Азотная кислота I в. ч. Уксусная кислота 1 » Глицерин ... 8 » Погружением на 0,5 —10 мин при 38—42° С
Хлорное железо . 10 в. ч. Соляная кислота 2 см* Вода ..... 95 » Погружение на 0,5—5 мин при ком- натной температуре
Для сплавов свинца с сурьмой Ледяная уксус- ная кислота ... 3 в. ч. Перекись водо- рода (30%-ная) . . 1 * Время тра влейи я 6—15 сек
Чистый свинец Азотная кислота Многократное по- следовательное по- гружение в реактив и проточную воду
Сплавы олова с сурьмой и свинцом Азотная кислота 3—5 см3 Спирт 97—95 » Смочить реакти- вом и выдержать в течение нескольких секунд; затем про- мыть в проточной воде
Ю 1313
Продолжение табл, 308
Материал» подвер- гаемый травлению Состав реактива Условия травления
Сплавы кадмия с цинком и оловом Кадмиевые припои Реактив Пальмер- тона Трехокись хрома (99.95%-ная) ... 200 Г Меднокислый на- трий . . 15 » Вода • . . . . 1000 см* Погружение, а за- тем промывка в го- рячей воде
Азотная кислота 4 сл<3 Спирт 100 »
Все висмутовые сплавы Висмутовые припои Хлорное железо 5 Г Соляная кислота 50 см* Вода ...... 100 » Погружение, за- тем промывка в го- рячей воде
Азотная кислота 4 сл£а Спирт ..... 100 »
Все сплавы на основе индия Припои на основе индия Реактив Пал ка- мертона Трехокись хрома (99.95%-нал) ... 200 Г Меднокислый на- трий 15 * Вода ...... 1000 см* Погружение с по- следующей промыв- кой в горячей воде
Сплавы индия с оловом Хлорное железо 5 Г Соляная кислота 50 см* Вода ...... 100 »
Все цинковые сплавы Цинковые припои Трехокись хрома (99,95%-ная) ... 200 Г Меднокислый на- трий 15 » Вода 1000 cjm3 Погружение с лег- ким помешиванием с последующей про- мывкой в растворе состава: трехокись хрома 200 Г, вода 1000 см9
Соляная кислота 5 ж л Этиловый спирт . . 95 » Погружение на 2—3 сек
Азотная кислота 3 см* Вода . 97 > Протирка трави- телем и промывка в проточной воде
Продолжение табл. 308
Материал, подвер* гаеммй травлению Состав реактива 1 Условия травления
Сплавы с боль- шим содержанием цинка Азотная кислота Протирка трави- телем и промывка в проточной воде
Аммиак 85 л? Перекись водорода 15 см* Погружение
Цинковые спла- вы Реактив Паль- чертона Трехокись хрома (99.95%-ная) ... 200 Г Меднокислый на- трий 15 » Вода 1000 jw л Погружение с лег- ким помешиванием. Поел еду юща я пр о- мывка в растворе 200 Г, вода 1000 си®
Медь и все ла- туни Медь и латуни Аммиак 50 см* Перекись водорода 50 » Шлиф натирается ва гкоЙ, смочен ной раствором. Раствор применяется только свежим. Для пред- отвращения окисле- ния шлифа медью немедленно следует промыть водой
Медь и латуни Аммиак (насыщен- ный раствор) .... 40 лл Перекись водорода (3%-ный раствор) . .10 см* Реактив втирается до получения зер- кальной поверхно- сти шлифа. После травления латуни погружать в раствор хлорного железа (хлорное железо 5 jT, соляная кислота 10 см\ вода 100 см*)
Персульфат аммо- ния 10 Г Бода 90 СЛ15 Перед употребле- нием прибавляют несколько см* кон- центрированного раствора аммиака
Хлорное железо 5 Г Соляная кислота 50 > Вода 100 см* Хромовая кис- лота 10 Г Вода 90 Г Соляная кислота 5—6 капель Травление погру- жением или легким протиранием ват- кой, смоченной ре- активом Сол яную кислоту пр иба вля ют непос- редственно перед применением
Продолжение табл. 303
Материал подвер- гаемый травлению Состав реактива Условия травления
Медь и латуни Хлор истоа мм и а ч- нал медь 5 Г Вода ...... 120 смя Аммиак (до раст- ворения осадка) Травить 30— 60 сек
Латуни Насыщенный раствор кремовой кислоты Травить в течение 10—30 сек
Азотная кислота различной концентрации Погружение или протирание
Никель и медно- никелевые сплавы Никелевые припои Азотная кислота 50 см* Л едя н а я уксус- ная кислота ... 50 » Применяют толь- ко свежий реактив, траьить погружени- ем при комнатной температуре в тече- ние 5—20 сек
Сплавы с низким содержанием никеля Цианистый калий 5 Г Вода 95 смя Перекись водо- рода Несколь- ко ка- пель Погружение
Никель и его сплавы Хлорное железо 10 Г Соляная кисло- та ... 30 ел3 Вода 120 » Шлиф погрузить в травитель и вы- держивать до выяв- ления структуры, после чего промыть в горячей воде и просушить
Все алюминие- вые сплавы Алюминиевые припои Плавиковая кис- лота 0,5 смя Вода 99.5 » Втирать мягкой матерней в течение 15 сек
Сплавы системы А1—Си——Si Едкий натр ... 1 Г Вода ...... 99 смъ Втирать в течение 15 сек с последую- щей промывкой хо- лодной водой
Позволяет отли- чать сплавы А1 — Си—Мп— от А! — Fe— Мп или А1—Си—Fe Серная кислота 20 см3 Вода 80 » Погрузить на 30 сек в реактив, нагретый до 70е С; охладить в холод- ной воде
Продолжение табл. 308
Материал, подвер- гаемый травлению Состав реактива Условия травления
Позволяет отли- чат ь а — А1 — Fe — Si от 1-еА13 Азотная кислота 25 см3 Вода 75 > Погружение на 40 сек в реактив, на- гретый до 70° С; по- сле травления охла- дить в холодной воде
Все припои Магниевые припои 1 Щавелевая кислота (2%-ный . раствор! Втирать в течение 2—5 сек
Магниевые спла- вы Азотная кис- лота 0,5—2 см3 Спирт . 99,5—98 » Поверхность шли- фа смачивают тра- вителем, ~ выдержи- вают 3—5 сек и шлиф промывают спиртом
Сплавы системы Mg—Al—Zn и Mg—Al Плавиковая кис- лота 10 им3 Вода . »' 90 » Шлиф промывают ваткой, пропитан- ной травителем, за- тем промывают в го- рячей воде и высу- ши ва ют; время тра- вления 20—30 сек
Серебро Серебро, золото и их сплавь. Персульфат аммония 10 Г Вода 90 см3 i Применяют холод- ным; травят hoi ру- жей мем
Серебро и сереб- Бихромат калия (насыщенный рас- твор) 100 см8 Поваренная соль (насыщенный рас- 2 > твор) Серная кислота 10 » Вода До 1000 мл Раствор наносится тампоном - .
ряные припои Водный раствор, содержа- щий по 0,2% хромовой и сер- ной кислоты Время травления 1 мин
Хромовый ангид- рид 2 Г Серная кислота 2 см3 Вода До 1000 мл Травление в тече- ние 60 сек
Серебро и сереб- ряные припои Аммиак . . . . 5 в. ч. Перекись водо- рода 1 —3 в. ч. Погружение
Золотые припои Азотная кислота 25 Соляная кислота 125 » Вода ...... 150 » Применяют при комнатной темпера- туре и подогретым до 60 — 70* С
Определение механических свойств
Механические испытания дают возможность определить поведение
паяных соединений под действием нагрузок. Обычно их испытывают на
растяжение и на срез.
Стандартной методики определения механических свойств паяных
соединений не существует. Это объясняется тем, что результаты испы-
тания зависят от многих причин, которые трудно привести к единым
условиям. Полученные при испытании данные служат исходными яри
расчете прочности соединений. Форму образцов обычно выбирают в за-
висимости от назначения испытаний, чаще всего испытания проводят
на образцах, паянных встык или внахлестку.
Эскизы образцов для испытания паяных соединений приведены
в табл. 309. Методика расчета прочности паяных швов дана в табл. 310.
309. Форма образцов для испытания паяных соединений
на механическую прочность
Эскиз
Место соединения
Вид йены гания
На статический разрыв труб раз-
ных диаметров
На отрыв паяного соединения
На вибрацию. Соединение встык
На срез. Соединение трубы со
стержнем
1 !родолжснне табл. ЗОЭ
Эскиз
Вид испытания
2
На ударную вязкость
г
На разрыв. Плоские образцы
встык
100
-100
210 -
юо
На срез. Плоские образцы вна-
хлестку
310. Расчет прочности паяных швов
Виды паяного шва Формула расчета Условные обозначения
j*X XI — Р г- Р Х да- cP ih Р — расчетное усилие в лТ; — допускаемое на- пряжение при ра- стяжении в пая- ном шве в кГ/мл<£; хдв ср — Допускаемое на- пряжение при срезе в паяном шве в кГ/.иж2; 1 — ширина накроя в л,«; h — дл ина на кроя в МАГ, а — толщина описы- ваемых деталей в стыкуемом участ- ке в а — угол среза в град; d — диаметр образца в лл*; D — диаметр цилин- дрического соеди- нения в мм
Р т, X
р о 123 1 л
| R} X-
де. ср s.HDft
—\р 1— ’
р Р ^до [а
У У>~''ЛР —х> -^х X/
1
р .. Р ^дв а/, si па
х /-2? X «а, X > ХХ^
1 1 ха IX
4 *
а Р /л ^де / d \‘2 3.14 [ “ Г
L 0-
ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ
ПАЯЛЬНЫХ РАБОТ
Подготовка металлов и процесс паяния связаны с выделением пыли,
вредных паров цветных металлов и солей, которые, попадая в организм
человека через дыхательные органы, пищевод или кожу, вызывают
отравление организма, раздражение слизистой оболочки глаз, пора-
жение кожи и т. п. Характеристика некоторых веществ с точки зрения
безопасности обращения с ними приведена в табл. 311.
311. Характеристика и свойства некоторых элементов и их соединений
Элементы и их соединения Характеристика у в Г/см3 Темпе- ратура плавле- ния (за- мерзания) в °C Темпе- ратура кипения в °C
Алюминий В порошкообразном состоя- ний взрывоопасен, тонкие ли- сты и проволока горят . . . 2,7 660 2600
Барий хлористый Кристаллическое ядовитое вещество 3,87 958 1560
Бура Крупные бесцветные кри- сталлы, легко выветриваются с поверхности в сухом воздухе с образованием вредной пыли 2,37 741
Дихлорэтан Огнеопасная ядовитая жид- кость, пределы взрывообразо- вания 9,7—12,8% (по объему) 1,26 (-50) 49
Едкое кали Белое вещество, хорошо рас- творимое в воде: вызывает ожоги 9, ns 260 1320
Едкий натр Твердое белое гигроскопи- ческое вещество, хорошо рас- творимое в воде; вызывает ожоги 2,13 310—318 1390
Корунд (окись алю- Белый порошок; пыль вред- на . ♦ 4,0 2050 2210
мин и я) Кобальт Пыль вызывает дерматит кожи, оказывает острое и хро- ническое действие на желу- дочно-кишечный тракт, почки и верхние дыхательные пути 8,8 1490 2375
Кремний В аморфном состоянии лег- ко загорается; металличе- ский — мало активен; пыль вредна 2,49 1430 2630
Калий Серебристо-белый мягкий металл, легко окисляющийся и загорающийся на воздухе; энергично реагирует с водой; хранится пол слоем минераль- ного масла и керосина . . . 0,86 65,3
Кальций Серебристый мягкий металл; разлагает воду; загорается при температуре плавления . . . 1,55 850 П70
Кадмий Металл, пары и окислы ко- торого ядовиты; пары вызы- вают острое отравление, пора- жая дыхательные пути и нерв- ную систему; отлагается в пе- чени ........... 8,63 321 767
Продолжение табл. 31J
Элементы и их соединения Характеристика у в Г /смг Темпе- ратура плавле- ния (за- мерзания) в °C Темпе- ратура кипения в °C
Кислота 1 Жидкость желтого цвета с
а301ная острым запахом; растворяет большинство металлов, вызы-
васт ожоги, воспламеняет ор- ганические вещества; пары ядовиты 1,39 — —
Кислота Едкая жидкость кормчие-
серная вого цвета; обугливает орга- нические вещества, вызывает ожоги; пары ядовиты . . ? 1.55— (—25) 170—260
1,84
Кислота Едкая жидкость желтого
соляная цвета с острым запахом (рас- твор газообразного CI в воде); 1J9
пары ядовиты (-111) (-85)
Литий Легкозагорающнйся металл 0.53 180 1336
Медь Пыль и пары соединений меди и ее окнелы вредны . . 8.96 1083 2560
Молибден Молибденовые кислоты и молибденовый ангидрид ядо- 10.20
виты 2625 4800
Мышьяк Твердое желтое вещество 5.7 1400
с чесночным запахом; ядовит 814
Магний Марганец При температуре 400— 430° С в порошкообразном со- стоянии в виде проволоки и топких листов легко загорает- ся; пыль взрывоопасна . . . 1,74 650 1120
Металл, пары и пыль ядо- 7,43
виты 1235 2150
Натрий Огнеопасный, серебристый металл; разлагает воду с вы- делением тепла; хранится в ке- росине или минеральном мас- ле; загорается при темпера- туре — 500° С 0,97 97 878
Нашатырь Соль без цвета и запаха;
(хлористый при температуре 100° С начи- 1,53
аммоний) нает улетучиваться; ядовит . . —
Нафталин Огнеопасное загорающееся при температуре 85° С кри- сталлическое вещество с енль-
Окись цинка ным запахом; при горении плавится; пары тяжелее воз- духа в 4,5 раза и взрывоопас- ны; нижний предел взрыво- образования 9% 1,48 7© 219
Ядовитый белый порошок 5,6 1800
Свинец Мягкий металл; пыль и па- ры ядовиты . . . 11.34 327 1740
Сурьма Сурьма и все ее соединения
ядовиты; пыль сурьмы вызы- вает гнойничковые поражения 6.62
кожи 630 1440
Трихлор- Негорючая прозрачная ядо-
этилен витая жидкость с неприятным 85,0
запахом . . . 1.477 (—86,4)
Продолжение табл. 311
Элементы и их соединения X а р а кт ср ист и к а у и Г/см3 Темпе- ратура плавле- нии (за- мерзл пи я) в °C Темпе- ратура кипения в °C
Тетрахлор- Негорючая ядовитая жид-
этан Трпхлорэтан кость Негорючая ядовитая жид- 1,600 (-43,8) 146.3
Фосфор белый кость Ядовитое огнеопасное ве- щество с зала хом чеснока, самовозгорающееся на возду- хе: хранится под водой; пары тяжелее воздуха в 4,3 раза; загорается при температуре 1,443 (-36.7) 1 13,4
Фосфор краев ый 30—45° С Огнеопасный красно-бурый порошок без запаха; не ядо- вит; загорается при темпера- 1,83 44,3 287
Цинк туре 240° С Металл, загорающийся при температуре 900° С, горит, об- разуя ядовитую окись цинка; цинковая пыль может самоза- 2,14 Не пла- вясь пе- рс ходит в пар
горагься 7,14 419 907
Неумелое обращение с паяльными лампами, сварочными горелками,
с контактными сварочными машинами, а также с вольтовой дугой
и с солевыми ваннами может привести к тяжелым несчастным случаям.
Поэтому, приступая к подготовительным и паяльным работам, необ-
ходимо хорошо знать и точно соблюдать основные правила техники
безопасности.
Общие условия безопасности при лавке
При производстве паяльных работ припоями с большим содержа-
нием свинца, пинка, бериллия, кадмия выделяются ядовитые пары
хлористого водорода и окиси углерода. Для предупреждения отравле-
ния вредными парами рабочие места паяльщиков должны быть обору-
дованы местной вентиляцией.
При пайке алюминия, магния и других трудно паяемых металлов
и сплавов применяют флюсы, в состав которых входят фтористые и хло-
ристые солй щелочных металлов. Эти флюсы при пайке загрязняют
воздух парами фтористых соединений, которые при вдыхании вызывают
поражение слизистых оболочек глаз и верхних дыхательных путей.
Поэтому место, где происходит пайка с флюсами, содержащими фтори-
стые соли, необходимо вентилировать. Работа в загазованных помеще-
ниях не допускается. Предельно допустимое содержание газов, паров
и ныли в воздухе приведено в табл. 312.
312. Предельно допустимые концентрации ядовитых газов,
на ров и пыли в воздухе рабочей зоны производственных помещений
К «4 К ч;
•нм а тра- мГ / го • V Л Г $ Г" г4
Вещество nyci щен 1 в Вещество ? Ш £
п Sos До’ ! кон ция
Аммиак . . 0,02 Никель, окись никеля 0,5
Ацетон 0.2 Окислы азеиа (н пере- счете на N2O6) 0,005
Алюминий, окись а л юмн-
и и я, сплавы алюминия - - 2,0 Окись углерода .... 0.02
Бензин-раствори ie-чь . . 0,3 Ртуть металлическая . . 0,00001
Бензин топливный . . . 0,1 Серная кислота, серный ! ангидрид 0,001
Бензол . . Бериллий в его сосди- 0,02 Сернистый ангидрид (сер- нистый газ) 0.01
нения ... 0,001 Спирт амиловый .... 0.1
Ванадий и его сосдине-
ния; * бутиловый . . . 0.2
дым ця>мокнем вана- > метиловый . . . 0.05
ДИЯ 0,1 > этиловый .... 1.0
пыль пятиокиси ва-
надия 0,5 Свинец и его неорганиче- ские соединения 0,01
феррованадий .... 1,0 Телл ур 0.01
Гидр азин-гидр ат, гидра- зин и его производные . . 0,0001 Титан (окислы) .... 10,0
Дихлорэтан 0,01 Уайт-спирит 0,3
Диэтил амин 0.03 Уксусная кислота . . . 0.005
Кадмий (окись) 0,1 Фосфорный ангидрид 0,061
Кобальт(окись кобальта) 0,5 Фосфор желтый 0,00003
Керосин (в пересчете на’ Фюристыв водород . , . . 0,0005
углерод) ......... 0,3 Хлор 0,001
Марганец (в пересчете на МпО6) ........ 0,3 Хлористый водород и со- ляная кислота (в пересчете
Мышьяковый и мышья- ковистый ангидриды . . . 0,3 ва хлористый водород) . . 0,01
Окись цинка 5,0
Припои и флюсы содержат вещества, которые, попадая в желудок,
могут вызвать отравление. Поэтому после окончания работы и перед
принятием пищи необходимо тщательно вымыть руки.
При пайке бочки и цистерны, в которых ранее находились огне-
опасные жидкости, для предотвращения взрыва необходимо заполнять
водой или инертным газом.
Меры предосторожности при работе с травильными
и обезжиривающими растворами
При подготовке металлов под пайку применяют различные кислоты
и едкие щелочи» требующие особой осторожности и знания безопасных
приемов работы. При несоблюдении правил безопасности возможны
несчастные случаи, связанные с ожогами тела, рук, глаз и отравле-
нием парами.
При обезжиривании и травлении необходимо соблюдать следующие
основные правила:
1. Травильное помещение должно быть снабжено вентиляционным
устройством и хорошо проветриваться.
2. На рабочее место не допускать лиц, не имеющих непосредствен-
ного отношения к травильному участку.
3. Ванны для работы с кислотами и щелочами покрывать материа-
лами, которые не разрушаются от их воздействия.
4. Химикаты следует засыпать осторожно, малыми порциями, не
допуская появления брызг.
5. Случайно пролитую концентрированную или разведенную ще-
лочь необходимо немедленно смыть большим количеством воды.
6. Избегать соприкосновения с растворами кислот, щелочей и со-
лей, так как попадая на кожу или слизистую оболочку глаз, они могут
причинить серьезные ожоги, а при вдыхании паров этих веществ воз-
никает раздражение слизистых оболочек иоса и верхних дыхательных
путей; так, щелочи (NaOH, КОН) вызывают растрескивание и ожоги
кожи; вдыхание паров соляной кислоты вызывает насморк, катар
гортани и бронхов; действие паров усиливается с повышением тем-
пературы.
7. Загрузку деталей в корзину производят равномерно, не допу-
ская выпадения деталей при транспортировании и погружении в ванну.
8. Поправлять уложенные изделия в корзине или таре можно только
на загрузочной площадке.
9. Не следует допускать резких рывков электротельфера при
подъеме и перемещении корзины с деталями к травильной ванне; кор-
зину с изделиями необходимо опускать в травильную ванну медленно,
чтобы не вызвать разбрызгивания и выплескивания раствора из ванны.
10. Работать со щелочами и кислотами следует в резиновых пер-
чатках, в спецодежде из кислотостойкой материи и в очках; хорошо
предохранять лицо защитным экраном из органического стекла или
целлулоида. При попадании кислоты па кожу или в глаза необходимо
промыть пораженное место водой или раствором питьевой соды.
11. Категорически запрещается заливать воду в концентрированную
кислоту, во избежание разбрызгивания и выплескивания последней.
Концентрированную кислоту заливают в ванну лишь после того, как
ванна будет заполнена водой до нужной отметки в соответствии с пра-
вилами приготовления травильного раствора по технологической
инструкции. Емкость и тара, в которых хранят серную кислоту и ее
соединения, должны быть снабжены четкой надписью «ЯД».
12. При отборе проб травильного раствора для лабораторного ана-
лиза необходимо пользоваться только специальным деревянным чер-
паком с длинной ручкой.
13. Бутыли с кислотами и щелочами необходимо устанавливать
в корзинах с опилками или стружками. Едкие жидкости из бутылей
313. Санитарно-гигиеническая характеристика травильного и гальванического участка
'мээрк и аооэхо woeavoin я чаэоЦоиз ьеиииохроан О —. 1 1 1 г* сс с 1 1
о
Норма отсоса воз* духа с 1 мг зеркала жидкости в м*/мин при ширине ванн в мм 800 — 1000 О W . О <£> 1 1 i ю о ио о с с > > 40—55 “ 1
2g 9S—09 OS — Sfr ю ю о I 1 ю СО
до 500 О IC xr । 1 t Ю О СЗ *? о 25 — 30 i 1
Выделяющиеся вредные вещества 1 1 , О) О > (у *? >. с а х >> с Z v х г<’~~ sggsS” R и Q X £= ю д S i । 1 о ° О* 2 2 S? S °. О °- © о © о 0.0003
Состав Пары бензила и других раство- рителей Брызги щелочи Водород, кислород, брызги ще- лочи Мышьяковистый водород Сернистый газ Хлористый водород Окислы азота, брызги азотной кислоты Цианистый водород Брызги сернокислого электро- лита
Эо и exHirodinaizc нь'и udoexOEd вйАл.к<!апко1 1Л о о СЧ О V- 1 1 1 00 ОО — со о О 1Л to LQ © СЧ СЧ О СЧ 1 1 । V 1 О ОО С© V СО
Наименование ванн Обезжиривание в органических растворителях Обезжиривание химическое Обезжиривание электрохимиче- ское Травление в серной кислоте Травление в соляной кислоте Травление цветных металлов Цианистые Никелирование, меднение, цин- кование в кислых электролитах
большой емкости следует сливать при помощи усгройства со сжатым
воздухом небольшого давления или пользуясь сифоном. Если необхо-
димо слить небольшое количество кислоты или какой-либо другой
едкой жидкости из бутыли» последнюю устанавливают в контейнер
и наклоняют. Кислоты и щелочи следует сливать только после того,
как будет установлена исправность шлангов и соединений кислого-
провода.
14. Так как при повышенной температуре травильных ванн увели-
чивается опасность отравления парами кислот и щелочей, кроме вы-
тяжного зонта над ванной устраивают бортовой отсос газов. Санитар не-
гигиеническая характеристика травильного и гальванического участ-
ков приведена в табл. 313.
15. Вес операции с дихлорэтаном и другими ядовитыми жидкостями
должны быть механизированы.
16. Не допускаются ручные операции, при которых возможно непо-
средственное соприкосновение кожи работающих (промывка, протирка
изделий, разлив и др.) с дихлорэтаном или содержащими его смесями.
17. Все производственные процессы, при которых возможно выделе-
ние паров дихлорэтана (составление лаков, обезжиривание и т. п.),
должны вестись в полностью герметизированной аппаратуре, в изоли-
рованном помещении.
18. Аппараты и приборы, в которых производят работы с дихлор-
этаном или содержащими его смесями, располагают так, чтобы обес-
печить возможность безопасного обслуживания и контроль за их
исправностью.
19. Применение дихлорэтана для обезжиривания и промывки дета-
лей и установок допускается только при обеспечении условий, устра-
няющих возможпоегь разлива дихлорэтана и выделения паров его
в рабочее помещение.
20. Полы в помещениях, где производят работы с дихлорэтаном,
должны быть цементные, бетонные или выложены метлахской плиткой.
21. Все рабочие помещения, в которых ведут работу с дихлорэтаном
или содержащими его смесями, должны быть оборудованы приточно-
вытяжной вентиляцией.
22. Помещения, где возможны внезапные выделения значительного
количества паров дихлорэтана, должны быть оборудованы приспособле-
ниями для быстрого проветривания.
23. Аппаратура и оборудование, применяемые для работы с дихлор-
этаном, должны иметь паспорта; в установленные в каждом произ-
водстве сроки их подвергают осмотру и планово-предупредительному
ремонту.
Меры предосторожности при механической очистке металлов
1. Очистка металла перед пайкой в пескоструйных аппаратах и ба-
рабанах связана с выделением песчаной пыли, которая содержит окись
кремния. Проникая в организм человека через дыхательные органы,
она отлагается в легких, в лимфатических железах и сосудах. Периоди-
ческая и длительная работа в плохо вентилируемом помещении приво-
дит к заболеванию легких, сердца и других органов. Поэтому при работе
на пескоструйных установках в первую очередь необходимо оборудовать
камеру с вытяжной вентиляцией и очистным устройством. Очиститель-
ные камеры должны плотно закрываться, исключая возможность попа-
дания пыли в помещение. В практике следует избегать пескоструйной
очистки металлов, заменяя ее гидроочисткой или очисткой в дробе-
метных камерах.
2. Очистку дробью и металлическим песком производят в специаль-
ном изолированном помещении.
3. Не допускается применение сухого песка.
4. Дробеструйные и дробеметные установки должны быть такими,
чтобы рабочий мог вести очистку деталей, находясь вне камеры.
5. Загрузка и выгрузка деталей в камеры и барабаны, а также
очистка их от пыли и дроби должны быть механизированы.
6. Установки для гидроочистки и гидропескоочистки деталей должны
быть оборудованы вытяжным устройством и приспособлениями для
механического поворота деталей во время очистки и не должны выде-
лять паров и пыли в рабочее помещение цеха.
7. При применении гидропескоструйной очистки содержание песка
в воде (по весу) не должно быть более 50%.
8. Открывание ворот гидроочистных камер должно быть сблокиро-
вано с работой насосов высокого давления.
Меры предосторожности при пайке паяльником
1. Помещение, в котором производят пайку, должно быть снабжено
общей вентиляцией или усилительной местной вытяжкой, защищающей
рабочих от вредного действия паров и газов, выделяющихся при пайке.
2. При нагреве паяльника следует соблюдать общие правила без-
опасного обращения с источниками нагрева.
3. При работе с электрическими паяльниками следует соблюдать
меры защиты от поражения электрическим током. Ручка паяльника
должна быть сухой и непроводящей ток. В производственных усло-
виях напряжение тока, питающего паяльник, не должно быть выше 36 в.
Меры предосторожности при работе с паяльными лампами
1. До разжигания лампы необходимо проверить ее исправность
и убедиться в том, что нет подтекания горючего; нельзя зажигать паяль-
ную лампу, облитую горючим.
2. Горючее в паяльную лампу следует наливать не более чем на
75% емкости.
3. Во избежание взрыва давление воздуха в лампе должно быть
не свыше 1,5—2,0 ат.
4. Недопустимо доливать горючее в горящую или неостывшую
лампу.
5. Запрещается разжигать паяльную лампу путем подачи горючего
через горелку.
6. Керосиновую паяльную лампу можно заправлять только керо-
сином, заправлять ее другими горючими жидкостями (бензином, аце-
тоном и пр.) запрещается; не применять этилированный бензин —
он ядовит.
7. Запрещается снимать горелку до спуска давления.
8. Лампы можно выдавать только рабочим, проинструктированным
в отношении обращения с ними и имеющим опыт работы.
ение /см* Э .0Z / и du ээьорвб 150 20 150 30 150 150 150
CQ « со за дохээьшгивй -Vhj эоироби ,г> о о ад in «о 04 со СЧ tc сч сч сч СМ сч еч сч сч
Вид резьбы вентиля те те К X ж К « 1 га ® ел о X, со л Л * а. 5 2 * сх f к- .S’ С
314. Характеристика баллонов для газов
и X о к; га \э
Окраска
ej 1 о JS 1 га 1 W нение на га- при ’ С .MHdW jy t ВИ -IfEt) “E£BJ Г fl EHOtT I 4JL3OHW.J 1
I ’J *5 О S С 1 >*2 ч жсч 1 С с ч « I О « GJ СТ aair I -op он ‘BHOirirep I ихэомиа v i вн I JV fl EEBJ ЭЭ0
баллона
Материал
Газ
« ' If Д с ч ж a X В X «АЗОТ* Желтая с надписью пер- ними буквами «АММИАК» Черная с желтой над- I пнсью «АРГОН» Белая с красной над- писью «АЦЕТИЛЕН» Темно-зеленая с крас- ной надписью «ВОДО- РОД» Черная с белой над- писью «СЖАТЫЙ ВОЗ- ДУХ» Голубая с черной над- писью «КИСЛОРОД»
Черная с кор* полосой на верхней дрической части i пнсью желтыми б
1 1 1 06'1 1 1
С'- 1 о 1 сч ш о I 1
» ••и < к « те
О X л ч 0> Я о 6 = « к л q л Ч д Ч StxS s « ~ о X л ч о =г
И о
ад* о ж л S3 ад ад о 5 о о к 5 а х д* д л 5ад^ад^ ВЗ то <0 го Ь Д Ь 3 Ь U ьС? ни ад о л 5« ь л * о А
X X X
Азот (сжатый) Аммиак (сжижен- ный или сжатый) Аргон (сжатый) Ацетилен (раство- м _ \ ренный в ацетоне; Водород (сжатый) Воздух (сжатый) Кислород (сжа- тый)
Меры предосторожности при пайке газовой горелкой
1. Основным условием безопасной работы с газовыми горелками
является герметичность всей аппаратуры и шлангов*, утечка газа может
привести не только к отравлению. но и к образованию взрывоопас-
ной смеси.
2. Горючий газ и кислород должны хорошо смешиваться, при этом
скорость выхода смеси из горелки должна быть больше скорости заго-
рания ее. При несоблюдении этого условия загоревшаяся смесь устрем-
ляется внутрь горелки (так называемый обратный удар) и может вы-
звать взрыв.
3. Запрещается производить пайку на изделиях, находящихся под
давлением и вблизи легковоспламеняющихся или огнеопасных мате-
риалов.
4. Не допускать попадания масла на кислородные баллоны: не при-
касаться к ним загрязненными маслом руками, так как даже незна-
чительная доля масла в соединении с кислородом может вызвать взрыв
большой разрушительной силы.
5. Баллоны, заполненные кислородом, водородом и другими га-
зами, прибывшие с завода-наполнителя со следами масла, с просрочен-
ным сроком очередного испытания, с пропуском газа в вентиле, необ-
ходимо возвращать обратно с надписью «Полный с газом».
6. На каждом рабочем баллоне должен быть установлен редуктор.
7. Запрещается лаять медно-цинковы?ли припоями или припоями,
содержащими кадмий, в помещениях, не имеющих принудительной
приточно-вытяжной вентиляции.
8. Небрежное обращение с баллонами со сжатыми газами (сильный
удар, толчки, возможное падение, эксплуатация и хранение при повы-
шенной температуре) может привести к взрыву большой разрушитель-
ной силы. В пределах завода или цеха баллоны перевозить только на
специальных тележках.
9. Баллоны с газами хранить в специальном помещении в вертикаль-
ном положении на стеллажах или в гнездах; баллоны, не имеющие
башмаков, можно хранить в горизонтальном положении на деревянных
рамках или стеллажах, причем высота штабелей не должна превы-
шать 1,5 м. Не допускается хранение баллонов с горючим газом и бал-
лонов с кислородом в одном помещении.
Баллоны окрашивают в определенные для каждого газа цвета
(табл. 314).
10. Баллоны со сжатым газом не должны нагреваться солнечными
лучами, теплом печей и т. п.
11. Баллоны хранить в сухих вентилируемых помещениях, удален-
ных от складов горючих материалов.
12. При туго завинченном вентиле на баллоне ни в коем случае
нельзя стучать по баллону или подогревать вентиль на горелке. Подо-
гревать вентиль на баллоне можно только горячей водой.
Меры предосторожности при пайке в печах с защитной атмосферой
Аммиак является наиболее опасным из существующих контроли-
руемых атмосфер, резкий запах его говорит о неполадках в установке
или трубопроводах.
Для предотвращения возможности отравления газами, установки
для получения защитных атмосфер размещаются в отдельном помеще-
нии с сильной вытяжной вентиляцией. При работе с горючими газами
следует иметь в виду также возможность взрыва газа. Этой опасности
можно избежать, если оборудование будет находиться в исправном
состоянии и правильно эксплуатироваться.
Опасность отравления может возникнуть вблизи газоприготовитель-
пых установок или печей. Поэтому необходимо не допускать утечку
газа из аппаратуры и соединительных трубопроводов.
При ремонте печи полностью удаляют из нее защитную атмосферу
и обеспечивают постоянный приток свежего воздуха па все время ре-
монта. Кроме этого, для гарантии разъединяют газонодводящую линию.
При работе на печах с контролируемой атмосферой, обслуживаю-
щий персонал должен соблюдать следующие основные правила:
хорошо знать назначение и расположение всех узлов оборудования,
контрольной аппаратуры и газопроводов;
следить за исправным состоянием и правильно эксплуатировать
оборудование во время работы, пуска и остановки;
при обнаружении неисправностей или запаха газа немедленно при-
нять меры по их ликвидации;
не допускать к газовой аппаратуре и к запуску или остановке печи
и газоприготовителыюй установки посторонних лиц;
к обслуживанию печей допускают только лиц, прошедших спе-
циальное обучение и имеющих документ на право обслуживания газо-
опасного оборудования;
перед остановкой и пуском печи необходимо удалять всех людей
от загрузочного и разгрузочного окна печи;
для получения оптимального качесгва продукции и обеспечения без-
опасных условий работы рекомендуется производить периодические
анализы состава защитных атмосфер на выходе из газоприготовитель-
вой установки и в печи, а также проверять исправность предохрани-
тельных механизмов.
Меры предосторожности при работе с солевыми ваннами
Для предупреждения выброса расплавленных солей из ванны, при
загрузке деталей необходимо следить за тем, чтобы паяемые изделия
и приспособления были хорошо высушены и очищены от масла.
В конструкции печей должна быть предусмотрена возможность
стока солей в аварийный сборник на случай прожога стенок ванны.
Около ванны обязательно должна быть местная вентиляция для
удаления образующихся газов.
Общие условия при обслуживании электрооборудования
1. Не допускать попадания на электроинструмент или провода
кислот, щелочей, нефтепродуктов и т. п.
2. Штепсельные соединения на напряжение 12 и 36 в должны отли-
чаться по окраске и устройству от штепсельных соединений напряже-
нием 127/220 в.
3. Не прокладывать провода или электрокабели через проходы,
проезды, подъездные пути, ацетиленовые и кислородные установки.
4. При включении трансформаторов обращать внимание па над-
писи у клемм (220 в, 36 в, 12 в).
5. При ремонте на электросети или при ремонте (осмотре) электро-
оборудования обесточить электросеть, снять предохранители (вставки),
закрыть на замок рубильник и вывеешь на пусковых приборах пре-
дупредительный плакат «НЕ ВКЛЮЧАТЬ — РАБОТАЮТ ЛЮДИ».
Убедиться в том, что в сети отсутствует напряжение, используя для
этого переносный вольтметр или указатель напряжения.
*
Меры предосторожности при контактной пайке
I. Для предупреждения поражения рабочего электрическим током
при контактной пайке необходимо обязательно заземлить корпус
машины.
2. При длительных перерывах в работе и при ремонте машина
отключается от питающей сети.
3. Для защиты от ожогов кожи и повреждения глаз рабочий дол-
жен работать в спецодежде, рукавицах и очках, а место пайки должно
быть оюрожено металлическими щитами.
4. К работе на электрической контактной машине допускают только
лиц, прошедших специальный инструктаж ио технике безопасности.
Меры предосторожности при эксплуатации высокочастотных установок
1. Оборудование высокочастотных установок должно быть разме-
щено в отдельном помещении и снабжено ограждениями и механиче-
ской или электрической блокировкой, обеспечивающими невозмож-
ность прикосновения к находящимся под напряжением частям установок.
2. В установках с машинными и ламповыми генераторами все метал-
лические части установки и вторичный виток нагревательного контура
должны быть заземлены.
3. Установка, питающая несколько рабочих мест, должна быть
снабжена общим пультом управления, при этом аварийные кнопки
должны быть на каждом рабочем месте.
4. Помещение с высокочастотными установками должно иметь
искусственную вентиляцию, необходимую для охлаждения агрегатов
и для обеспечения нормальной работы обслуживающего персонала.
5. Настройка генераторов и работа установок при снятом огражде-
нии, открытой двери помещения и зашунтированпой или неисправной
блокировке запрещается.
6. Запрещается проведение ремонтных работ в установке, находя-
щейся под напряжением.
7. Перед заменой предохранителей конденсаторов, последние долж-
ны быть разряжены на землю.
8. По окончании работы генератор высокой частоты должен быть
отключен со стороны питающего фидера.
9. Обслуживающий персонал высокочастотной установки обязан
немедленно отключить се в случае обнаружения неисправности, по-
жара и стихийных бедствий.
10. Наладку высокочастотных установок и все необходимые пере-
ключения для настройки режима имеют право производить только ква-
лифицированные электромонтеры, имеющие на это соответствующее
разрешение.
Меры предосторожности при работе с вольтовой дугой
Ультрафиолетовые и инфракрасные лучи, которые образуются при
вольтовой дуге, оказывают вредное влияние на зрение и кожу. Поэтому
не допускается пайка вольтовой дугой без маски со вставленными в нее
специальными защитными стеклами.
При появлении боли в глазах у работающих или у присутствующих
при работе с вольтовой дугой необходимо немедленно обратиться
к врачу для оказания помощи.
ПРИЛОЖЕНИЯ
1. Сортамент проволоки оловянно-
свинцовых припоев
(по ГОСТу 1499-54)
2. Размеры ленты оловянно-
свинцовых припоев
(по ГОСТу 1499-54)
Диаметр в мм Допускае- мое откло- нение в % Диаметр в мм Допускае- мое откло- нение в %
0,5 0,8 1.0 1.5 -t~4 2,0 2.5 3.0 4,0 5,0 6.0 ±3
Толщина I Ширина
Номиналь- ная в жх Допускае- мое от кло- нение в % Номиналь- ная Б ЛХ Допускае- мое откло- нение в %
1 1.5 2,0 ~4~5 8, 9. 10 1 ±10
2,5 3.0 4,0 5,0 4 5, 6, 7, 8, 9, 10
3. Диаметры трубчатых припоев в .нлг
(по ГОСТу 1199-54)
Наружный 1,0 1.5 2,0 2.5 3,0 4.0 5.0
Внутренний 0,5 0,75 1.0 1,75 1,5 2.0 2,5
4. Диаметр трубок с канифолью
олопянно-свипцовых припоев
(по ГОСТу 1499-54)
5. Размеры прутков
оловян но-свин цо вых припоев
(по ГОСТу 1499-54)
Диаметры в мм Допускаемое отклонение по наружному диаметру в %
наруж- ный вну- тренний
1,0 1.5 2.0 2,5 3,0 4.0 5.0 0,5 0,75 1.0 1.25 1,5 2.0 2,5 -4~3
Прутки круглые Пруткн трех- гран ныс Прутки круглые и трех- грапные
Диаметр в мм Допускае- мое откло- нение в % Размер стороны в мм Допускае- мое откло- нение в % Длина в мм Допускае- мое откло- нение в %
8 10 12 15 ±3 10 12 14 16 ±3 300 и 400 ±10
6. Теоретический все 1 л’ припоя в виде листов и ленты в кГ
Толщина в мм ПОС-90 ПОС-61 ГЮС-40 ПОС-ЗО ПОС-18 ПОСС-4-6 <с ПСрЗ ПСр72 ПСрЗКд
0,1 0,760 0,81 0,930 0,970 1,018 1,070 0,843 1,13 0,990 0,870
0,2 1,52 1,62 1,870 1,950 2,04 2,14 0,163 2.26 1,930 1,740
0,3 2,28 2,44 2,80 2,90 3,06 3,20 0,254 3.40 2,970 2,600
0,5 3,80 4,05 4,65 4,85 5,10 5,35 0,423 5,63 4,085 ' 4,300
0,8 6,00 6,40 7,45 7,75 8,16 8,55 0,678 9,05 7,955 8,000
1,0 7,60 8,10 9,30 9,70 10,18 10,70 8,43 11,43 9,90 8,70
1,2 0,10 9,70 11,20 11,60 12,40 12,80 10,10 13,60 11,80 10.40
1,5 И.4 12,20 14,00 14,60 15,30 16,00 12,70 17,00 14,80 13,00
2,0 15,20 16,20 18,70 19,50 20,40 21,40 16.80 22,60 19,80 17,40
2,5 19,00 20,20 23,20 24,20 25,40 26,80 21.20 28,20 24,80 21,80
3,0 22,8 24,40 28,00' 29,00 30.60 32,00 25,40 34,60 29,70 26,00
4.0 30,40 32,40 37,00 36,00 40,60 43,00 38.80 45,00 39,70 34,80
5,0 38,00 40,.50 46,50 48,50 51.00 53.50 42,30 56,50 49,85 43.50 1
OJ
СО
7. Теоретический вес 1 м припоя в виде прутков и проволоки круглого сечении в кГ
Диаметр в ММ ПОС-90 ПОС-61 ПОС-40 ПОС-ЗО ПОС-18 ПОСС-4-6 7162 ПСр 3 ПСр 72 | ПСр 3 к
0,3 0.000540 0,000570 0.000660 0,000670 0,000720 0,000765 0,00059 0.000800 0.000760 0.000615
0,5 0,00150 0,00258 0,00182 0,00187 0,00200 0,00212 0,00168 0,00222 0,00194 0,00170
0,8 0,0038 0,00406 0.00470 0,00480 0,00510 0,00545 0.00420 0,00570 0,00500 0,00440
1.0 0,0060 0,00635 0,00730 0.00750 0,00800 0,00850 0,00665 0,00890 0.00775 0,00681
1.2 0,0086 0.00910 0,0105 0,0108 0,0115 0.0122 0,00960 0,0128 0,0112 0,0983
1.5 0,0135 0,0143 0.0165 0,0169 0,0180 0.0190 0,0149 0,0200 0.0175 0,0154
2,0 0,0240 0,0254 0,0290 0.0300 0,0320 0,0340 0,0266 0.0125 0,0310 0,0272
2,5 0.0370 0,03970 0,0440 0,04 70 0,0500 0,0530 0,0415 0,0535 0,0485 0,0426
3,0 0,0540 0,0570 0,0655 0,0675 0,0720 0,0765 0,0600 0,0800 0,0700 0,0615
3,5 0,0730 0,0780 0,0890 0.091 0,0980 0,104 0.0815 0,110 0.0950 0,0835
4,0 0,095 0,102 0,117 0,120 0, 128 0,136 0,106 0,142 0,121 0, 109
5,0 0,150 0,159 0,182 0,188 0,200 0,210 0,166 0,222 0,194 0,170
8,0 0,380 0,406 0,470 0,480 0,510 0,545 0.425
10,0 0.600 0.635 0,730 0,750 0,800 0.850 0,665
12,0 0,860 0,915 1.085 1,085 1.150 1,220 0.935
15.0 1,340 1,460 1.650 1.690 1 1.800 1.910 1.500 — —
S. Диаметр проволоки серебряных припоев
Диа- метр В Л1Л4 Допу- скаемое откло- нение В ACJM Диа- метр в мм Допу- скаемое откло- нение в мм Примечание
0.3 —0,05 2,0 —0,12 1. Припои марки ПСр 44 выпускают
0,5 —0,07 2,5 — 0,15 а виде цилиндрических слитков.
0.6 —0.07 3.0 — 0,15 2. Припои марок ПСр I2M и ПСр 10
0,6 —0,08 3,6 —0.20 в виде проволоки не выпускают.
1,0 — 0,09 4,0 —0,20 3. Припои марок ПСр 25, ПСр 25Ф,
1.2 —0.10 5.0 —0.20 ПСр 15 выпускают с допусками па диа-
1,6 —0,12 метры, увеличенными на 50% против . указанных в таблице.
9. Размер полос серебряных припоев и допускаемые отклонения
Толщина в мм
Номиналь- ный размер . © • 4 s О <У С Q Ч S3 о * ж RoO X Номиналь- ный размер <1> . ° - 4.Z о а; гФ К о х Примечание
0,15 0,10 0,20 0,30 0,5 0,8 —0,02 —0,02 —0.03 —0.05 —0.08 —0,08 1.0 1,2 1,6 2,0 2,5 3,0 —о. ю —0,10 —0.10 —0.15 —0,15 —0.20 1. Припой марки ПСр 44 выпускают не в полосах, а в виде слитков, размер кото- рых согласовывают между по- требителем и поставщиком. 3. Припои марок ПСр 25Ф и ПСр 15 выпускают с допусками на толщину» увеличенную на 50% против указанных в таб- лице.
Длина н мм 100“1 " ISO"16 200 20 зоо~80 400“ 40
Ширина в мм 50-2.5 100—5 150-7-5 200—10
ЛИТЕРАТУРА
1. Абрамович В. Р. Сварка и пайка латуни. Судпромгиз, 1956.
2. Адам Н. К- Физика и химия поверхностей. ОНТИ, 19-17.
3. Акимов Г. В. Основы учения о коррозии и защите металлов. Метал-
лу ргиздат, 1946.
4. А п у х т и и Г. И. Технология пайки монтажных соединений в при-
боростроении. Госзиергоиздат, 1957.
5. Апухтин Г. И. Пайка алюминия и его сплавов с применением
ультразвука. И ГЭНН, 1956.
6. Архаров В. И. Журнал технической физики, т. 22. Вып- 2, 1952.
7. А р к у ш Н. Универсальный электропаяльник. «Изобретатель и ра-
ционализатор», 1962, № 9.
8. А с и н о в с к а я Г. А. Газопламенная пайка металлов. ВНИИАвто-
гел. Вып. 9, Машгиз, 1963.
9. А с и н о в с к а я Г. А. Газопламенная пайка металлов- ВНИИАвто-
ген. Вып. 6, 1957.
10. А с и н о в с к а я Г. А. Газопламенная пайка металлов. Машгиз.
1955.
11. А л о в А. А. Основы теории процессов сварки и пайки. Изд-во «Ма-
шиностроение», 1964.
12. Бахвалов Г. Т.» Б и р к г а н Л. Н., Лабутин В. П. Спра-
вочник гальван осте га. Металлург иудат, 1954.
13. Бахвалов Г. Т. иТурковская А. В. Коррозия и защита
металлов. Металлургиздат, 1947.
14. Батраков В. П. Коррозия конструкционных материалов в агрес-
сивных средах. Оборонгиз, 1952.
15. Бе рез н н ко в Ю. И. и Рощ и н а Л. В. Припой для пайки
молибдена со сталью марки 1XI8H9T. МДНТ, сб. III, 1962.
16. Б а р ко вс ки й И. Я- и К о л о к о л о в а А. Г. Никелевые
сплавы. Металлургиздат, 1941.
17. Б л а щ у к Е. Ф. и Л а в о р к о П. К- Гальванотехника. Маш-
гиз, 1961.
18. Борин А. В. Высокотемпературная пайка деталей в печах с защит-
ной атмосферой. ВИНИТИ, 7, 1956.
19- Будников Н. Е. Применение брикетированного припоя для
пайки твердосплавных резцов. «Станки и инструмент», 1965, № 1.
20. Б у р к о в В. В. Алюминиевые радиаторы автотракторных двига-
телей. Изд-во «Машиностроение», 1964.
21. Веден кин С. Г. Коррозионные свойства металлов и сплавов.
Металлургиздат, 1952.
22. В и т к и я А. И. «Известия АН СССР», № 5, 1956.
23. Вологдин В. В. Высокочастотная пайка. Машгиз, 1954.
24. В о л о г д и н В. В. Пайка и наплавка при индукционном нагреве.
Изд-во «Машиностроение», 1966.
25. Г о п и у с А. И. и С е р г е е в Л. Н. Коррозия и методы защиты
от нее цветных и мягких металлов и сплавов. Металлургиздат, 1943.
26. Горчкисс А. Д. иВсббер X. М. Защитные атмосферы. Маш-
гиз, 1959.
27. Горелик М. Б- Пайка титана в вакууме. МДНТП, сб. III, 1962.
28. Г у р е в и ч Г. И. Как паять? Изд-во «Энергия», 1964.
29. Губин А. И. Пайка нержавеющих сталей и жаропрочных сплавов.
Изд-во «Машиностроение», 1964.
30. Е с е н б е р л и и Р. Е. Пайка металлов в печах с газовой средой.
Машгиз, 1962.
31. Ж е л н и н А. П. и О п а р и н И. Е. Пособие по паяльным работам.
Металлургиздат, 1943.
32, Иваницкий В. Ю. Советы радиолюбителю. Изд-во ДОСААФ,
1964.
33- Инструкция № 45 по технике безопасности для травильщиков, рабо-
тающих на травил и ьнх кислотных ваннах, и обслуживающего персонала
по сливу и хранению кислоты и ее соединений. ЦБТИ, 1962.
34. Каковский И. А. и С м и р н о в Н. С. «Известия АН СССР.
ОТН*. № 12, 1955.
35. К с л ь м а н Е. Я- и Темкина Б. Я- Химическое никелиро-
вание. ЦБТИ Моего рсовнар хоз, 1960.
36. Клинов И. Я- Коррозия химической аппаратуры и коррозионно-
стойкие материалы. Госхимиздит, 1950.
37. К л я ч к о Ю. А. и К у н и н Л. Л. Доклады АН СССР. 64, I, 85,
1949.
38.
Колчин
Б. А. Черная металлургия и металлообработка в Древней
Руси. Изд-во АН СССР, 1933.
39. Копытов В. Ф. Безо кис л «тельный нагрев стали. Машгиз, 1959.
40. Крен иг В. О. Коррозия металлов. ГОНТИ, 1938.
41. Кунин
издат, 1955.
Л. Л- Поверхностные явления
мета л л а х. Мота л л у р г-
42. Лакедемонский А.
пои. хМеталлургиздат, 1958.
В. и X р я
и
н
В.
Е.
Паяние и при-
43. Л а
паяльщика,
44. Л а
паяльщика.
изд. 1-е. Машгиз, 1959.
В.
я
п
и
н
В.
Е, Справочник
45. Л а ш к о Н-
сварки- Машгиз, 1954.
изд. 2-е. Машгиз, 1963.
В.
я
п
н
В.
Е. Справочник
46. Л я ш к о
Н.
Ф.
и Л a hi к о - А в а к я н
и Лашко-Авакян
С.
В.
Металловедение
В. Пайка металлов.
Машгиз, 19о9.
47. Лоцманов С. Н. Пайка алюминия и его сплавов. Оборонгиз, 1949.
48. Машины и аппаратура для газопламенной обработки металлов. Ката-
лог. Госхимиздат» 1951.
49. Назаров С. Т. Методы контроля качества сварных соединений.
Изд- во «Маш и но строе н ие», 1964.
50. Першек В. К. и К л и н о н И. Я- Химическое сопротивление
материален. Госхимиздат, 1940.
51. Подготовка поверхностей под металлические защитные, декоративные
и химические покрытия. Вып. 1, НИИТАвтопром, 1959.
52. Покровский Н. Л. и Г а л а н и к а Н. Д. Журнал физической
химии. 23, 3, 324, 1949.
53. Р а и и ш А. М., Шляпников В. В., Долгой Б. К- Мало-
габаритный двухпозиционный полупроводниковый регулятор температуры
для паяльников- ГОСИ НТ И, 1965.
54. Родин А. И. Пайка серебряными припоями в пламени газовой
горелки. Оборонгиз, 1954.
55. Руководство по пайке металлов. Пер. с англ, под ред. С. Н. Лоцма-
нова. Оборонгиз, 1960.
56. Руководство по пайке металлов мягкими припоями. Пер. с англ, под
ред. В. Р- Верченко. Оборонгиз, 1963.
57. Самохоцкий А. И. Безоловянистые припои. Госплан СССР,
1941.
58. Семенов А. И. Исследование схватывания металлов при сов-
местном пластическом деформировании. Изд-во АН СССР, 1953.
59. С л а и с к и й А. и Боллман Я- Капиллярная пайка. Маш-
гиз, 1963.
60. Смирнов П. В. Малоинерционный микропаяльник типа МП-2.
ГОСИНТИ, 1964.
61. Стычннский В. В, и Бе in ел е в С. Д. Предупреждение
образования окалины и методы очистки деталей. Изд-во «Машиностроение»,
1964.
62. Темк и н а Б- Я- Прогрессивная технология нанесения гальвани-
ческих и химических покрытий. Машгиз, 1962.
63. Токарев Н. *М. Дуговой паяльник для пайки припоем ПСр40.
ГОСИНТИ. 1963.
64. Т у р к и н В. Д. и Р у м я н ц е в М. В. Структура и свойства
цветных металлов. Металл ургпздат. 1947.
65. Ф и л я н д М. А. н С е м е н о н а Е. И. Свойства редких элемен-
тов. Металл ургиздат, 1964.
66. X рея о в К- К- Сварка, резка и пайка металлов. Машгиз, 1952.
67. Ч е к у н о в И. П- Изготовление припоев методом порошковой ме-
таллургии. МДНТН, 1962.
68. Шпагин А. И. Оловянисгые бронзы, баббиты, припои и их заме-
нители. Металлургиздат, 1949.
$69. Яковлев Н. Пайка в машиностроении. Минск, Госиздат БССР,
70. An ger m ai er Н., Eder Н. Feinwerktechnik. J. 68, Н. 4. 1964.
71. В ar t Ie P. М.» Young J. G. Brit. weld. J., 7, 10. 1960.
72. Barker I. E, Mobley P. R., Redden T. K. weld. J. 41,
9. 1962.
73. Brazing manual. Prep, by Connnittec on brazing and soldering Ameri-
can Welding Society. 1955.
74. Brooker H. R. and Beaten E. V. Indastrlal brazing. 1953.
75. В ub b a L F., 1 о h nso n H. H., S t о u t R. D. Weld, J. 40.
8, 1961.
76. D agget W. F. Peint tires pigments, Vernls, 34, 22 1958.
77. Donne 11 у R. G_, Slaughter G. M. Weld. J., 41, 5. 1962.
78. Flick K. Schweificn und Schneiden, 12, 10. 1960.
79. Freedmen A. N., Mikus E. B., weld. J. 43, 9. S. 385—392.
1961.
1 1963 ° m a П П H- L*’ Scheler w- SchweifJtcchnik (DDR), 13,
81. Hoon Anton vant. Blech, 10. 8. 1963.
82. Howard H., M ahko. Product Engineering, June, J3, 24. 1960.
83. К uss erow Herbert. Schwe₽technik (DDR), 11, 2. 1961.
84. L a d г e t L. Schweiptcchnik (DDR)» 15. 5- 1965.
85, Lew Is W- R- Tin and Uses, 51. 1961.
86. Peter I Ians-Joachim. Fertigungstcchn und Bctrieb, 13, 8 ctp. 520—
522. 1963.
87. Rhys D. W., Berry R. D. Metallurgia, vol. 66, 398. December,
1962.
88. Schatz J., Zimmermann K. F. Schweificn und Schneiden,
15. 9. 1963.
89. T e r r 1 I 1 James R. weld. J., 41, 9. 1962.
90. Wagner E. SchweifJcn und Schneiden, Jahrgang, 16, Heft 3. 1964.
91. welgert К. M. Metal I, 17. Februar. Heft 12. 1963.
ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие к третьему изданию........................... 3
Основные обозначения ............................. ..... 4
Введение ............. .................. . . ... о
ПРИПОИ И ФЛЮСЫ
Припои на основе легкоплавких металлов................ 10
Оловяно-свинцовые припои............................ 10
Многокомпонентные припои на свинцово-оловянной ос-
нове .............................................. 14
Припои на свинцово-оловянной основе с серебром . 17
Припой на оловянной основе с цинком ... 20
Припои на цинковой основе ............ . . . 22
Припои на основе кадмия............................. 23
Припои на основе висмута .......... . .
Припои на основе индия............................. 29
Припои на основе галлия ............................ 29
Припои на медной основе.................. • • . • 31
Медь............................................ • • 31
Медно-цинковые припои ... ..... 32
Медпо-никелевые припои.............................. 38
Медно-фосфорные припои ............................. 40
Припои па основе благородных металлов .... 43
Серебряные припои ................................. 43
Золотые припои ..................................... 53
Платиновые припои .............................. • 57
Припои на основе легких металлов . ................... 58
Алюминиевые припои .... 58
Магниевые припои...................... . ....... 60
Жаростойкие и жаропрочные припои . . .... 62
Припои на основе железа ...... ... 62
Припои на основе марганца ... 63
Припои на основе никеля............................ 64
Припои на основе титана............................ 69
Припои на основе циркония.......................... 69
Припои на основе кобальта......................... 70
Припои с германием.................... ... . . 71
Припои с палладием............................ 71
Порошкообразные и пастообразные припои ... . 78
Легкоплавкие пастообразные припои............. 79
Тугоплавкие пастообразные и порошкообразные припои 80
Паяльные флюсы ......................... .... 81
Механизм флюсования....................... ... 81
Основы классификации паяльных флюсов.......... 87
Флюсы для пайки припоями на основе легкоплавких ме-
таллов ........... . . . , 88
Флюсы для пайки тугоплавкими припоями............... 101
Флюсы для пайки припоями на основе легких металлов 107
Газообразные флюсы......................... . . . 109
Приготовление паяльных флюсов .......... ПО
Удаление остатков флюса . . ... 114
Выбор флюса для пайки........................... . . 115
СПОСОБЫ ПАЙКИ
Конструирование паяных соединений..................... 116
Типы паяных соединении ............................. 116
Скрепление изделий перед пайкой .................... 118
Влияние величины зазора на прочность паяного шва 120
Ограничения растекания припоя ... 122
Расчет необходимого количества припоя 125
Подготовка изделий к пайке...................... . 126
Механическая очистка поверхности металлов .... 126
Химическое обезжиривание в щелочных растворах . . 126
Обезжиривание в органических растворителях........ 129
Электрохимическое обезжиривание . - .... ]31
Химическое травление.......................... ... 133
Электрохимическое травление ........................ 142
Комбинированное обезжиривание и травление........... 143
Очистка с помощью ультразвука................... . 144
Пайка с нагревом паяльниками . .... . 144
Конструкции паяльников ........................... 144
Материалы паяльников ............... . . 151
Приемы пайки паяльником............. ... 151
Пайка с нагревом газопламенными горелками . . . 153
Пайка с нагревом в пламени паяльных ламп . . . 153
Горючие смеси, применяемые в горелках............... 154
Типы горелок...................................... 156
Технология пайки с применением горелок.............. 165
Пайка с электронагревом .......................... 169
Пайка с электроконтактным нагревом ................. 169
Пайка с нагревом токами высокой частоты . . . 170
Пайка с нагревом вольтовой дугой ................... 178
Пайка в керамических блоках и в электронагреватель-
ных плитах.......................................... 178
Пайка в жидких средах............................... 179
Пайка в ванне с расплавленным припоем.............. 179
Пайка в расплавленных соляных ваннах .............. 180
Пайка в ванне с маслом . . . . . . . . 186
Пайка потоком (волной) расплавленного припоя .... 186
Пайка путем заливки изделия расплавленным припоем 186
Пайка в печах ........................................ 187
Атмосферы для пайки в печах......................... 187
Печи с контролируемой атмосферой ... .... 197
Технология пайки.............................. ... 198
Пайка в контейнерах в защитной среде................ 203
Специальные способы пайки .... .......... 203
Пайка в вакууме ...................... • .... 203
Пайка с применением ультразвука ...................... 206
Реактивно-флюсовая пайка............................. 213
Контактно-реактивная пайка......................... ,213
Панка с механическим удалением окисной пленки ... 214
Пайка с нагревом кварцевыми лампами................... 215
Экзотермическая пайка ................................ 215
ТЕХНОЛОГИЯ ПАЙКИ
Технология пайки изделий из стали и чугуна ............ 217
Пайка изделий из углеродистых и низколегированных
сталей ..... ......................................... 217
Пайка нержавеющих, жаростойких и жаропрочных ста-
лей и сплавов......................................... 217
Пайка чугуна ........................................ 219
Технология пайки инструментальных сталей и твердых
сплавов............................................... 221
Пайка инструментальных сталей........................ 221
Пайка металлокерамических твердых сплавов........... 223
Технология пайки изделий из медных и никелевых сплавов 228
Пайка меди и се сплавов ... 228
Пайка никеля и его сплавов........................... 230
Технология пайки легких металлов ...................... 231
Пайка алюминия и его сплавов......................... 231
Пайка магния и его сплавов........................... 241
Технология пайки труднопаяемых металлов................ 244
Пайка молибдена ..................................... 244
Пайка бериллия....................................... 246
Пайка вольфрама ..................................... 247
Пайка титана......................................... 249
Пайка циркония....................................... 253
Пайка тантала ....................................... 254
Пайка ниобия......................................... 255
Пайка ковара................................. . . 255
Пайка германия и кремния............................. 255
Технология пайки легкоплавких металлов и изделий с ме-
таллическими покрытиями............................... 257
Пайка олова ......................................... 257
Пайка свинца и его сплавов...................... 257
Пайка кадмия........................................ 257
Пайка цинка и его сплавов ........................... 257
Пайка сталей и чугунов, имеющих горячее покрытие 258
Пайка сталей, имеющих гальваническое покрытие . . . 258
Пайка медных сплавов с покрытием................ 258
Пайка плакированных сталей . . ............. 258
Пайка благородных металлов ... .......... 258
Пайка серебра, золота, платины...................... 258
Пайка изделий, покрытых пленкой благородных металлов 259
Соединение металла с неметаллическими материалами . . . 259
Пайка графита........................................ 259
Пайка пластмассы..................................... 260
Пайка стекла......................................... 261
Пайка фарфора и радиотехнической керамики . ... 267
Пайка кварца......................................... 268
Пайка изделий из тугоплавких окислов ... 269
Примеры технологии пайки................ . . 270
Изготовление автомобильных радиаторов .... 270
Опайка кузова легкового автомобиля ... .... 275
Пайка дефектов чугунных отливок . . .... 276
Пайка медных кабелей............ . . 276
Пайка медных груб............................. .... 277
Автоматическая пайка печатных схем . 278
Пайка цилиндрических сверл ........... . . 278
ЗАЩИТА И КОНТРОЛЬ ПАЯНЫХ СОЕДИНЕНИЙ.
техника безопасности
Защита паяных соединений от коррозии . . ... 280
Общие понятия о коррозионных процессах . . 280
Электрохимический потенциал металлов ... . 280
Контактная коррозия паяных соединений ... . 280
Влияние коррозии на прочность паяных соединений 284
Способы защиты от коррозии . ........................ 286
Контроль качества паяных соединений - ... . 288
Дефекты ........................................... 288
Методы контроля ............................... 293
Определение механических свойств.............. .... 302
Техника безопасности при производстве паяльных работ 304
Общие условия безопасности при пайке ............... 306
Меры предосторожности при работе с травильными и обез-
жиривающими растворами................................ 308
Меры предосторожности при механической очистке ме-
таллов ............................................... 310
Меры предосторожности при пайке паяльником - . . ЗП
Меры предосторожности при работе с паяльными лам-
пами ................................................. 311
Меры предосторожности при пайке газовой горелкой . . . 313
Меры предосторожности при пайке в печах с защитной
атмосферой ........................................... 313
Меры предосторожности при работе с солевыми ваннами 314
Общие условия при обслуживании электрооборудования 314
Меры предосторожности при контактной пайке........... 315
Меры предосторожности при эксплуатации высокочастот- 315
пых установок ..................................
Меры предосторожности при работе с вольтовой дугой 316
Приложения ........................... . . . 317
Литература............................................... 321