>>> Перейти на полный размер сайта >>>

Учебное пособие

Слесарное дело

§ 4. Техника паяния

Паяние мягкими припоями. Процесс паяния мягкими припоями состоит из подготовки деталей к паянию, собственно паяния и обработки деталей после паяния.

Основным условием получения высококачественного паяния является чистота соединяемых поверхностей. Поэтому соединяемые поверхности деталей вытирают насухо тряпкой и очищают от грязи, ржавчины и жиров шаберами, напильниками, металлическими или кордовыми щетками.

Паяние мягкими припоями бывает кислотное и бескислотное. При кислотном паянии в качестве флюсов употребляют хлористый цинк или техническую соляную кислоту; при бескислотном паянии — флюсы, не содержащие кислот: канифоль, терпентин, стеарин, паяльную пасту и др. Соответствующие флюсы наносят после очистки и подгонки поверхностей.

Паяние выполняют паяльником, нагретым в горне или паяльной лампой (рис. 251, а).

Рис. 251. Техника паяния мягкими припоями:
а — нагрев обушка паяльника, б — зачистка паяльника, в — очищение паяльника от окалииы хлористым цинком, г — захват припоя, д — облуживаиие паяльника на кусковом нашатыре, е — протравливание места паяния, ж — прием паяиия

При паянии мелких деталей температура паяльника должна быть 300—350° С, а при паянии крупных деталей 350—400° С.

Если паяльник недостаточно нагрет, то припой на спаиваемых поверхностях быстро остывает и превращается в кашеобразную массу. Такая пайка очень непрочна, так как ухудшается смачиваемость металла припоем. С другой стороны, нельзя допускать перегрева паяльника, так как может произойти окисление меди и припоя, который будет покрываться темной пленкой окислов, не прилипая к паяльнику. Признаком перегрева является быстрое сгорание канифоли с выделением дыма вместо ее плавления.

Нагретый паяльник зажимают в слесарные тиски (рис. 251, б) и зачищают напильником рабочую часть. После зачистки паяльник снова нагревают.

Когда паяльник нагрет до требуемой температуры, его быстро снимают с огня и очищают от окалины погружением рабочей части в хлористый цинк (рис. 251, в), после чего рабочей частью паяльника захватывают 1—2 капли припоя (рис. 251, г) и трут по куску нашатыря (рис. 251, д) до тех пор, пока рабочая часть не покроется ровным его слоем. Место спайки протравляют кислотой (рис. 251, е). Затем паяльник с прилипшими к нему каплями припоя накладывают на шов спаиваемых деталей, которые прижимают металлическим бруском, и как только шов прогреется до температуры плавления припоя, паяльник медленно и равномерно перемещают по шву. Расплавленный припой стекает с паяльника и заполняет зазор между спаиваемыми поверхностями (рис. 251, ж).

Детали больших размеров таким способом паять нецелесообразно, поэтому изделия, имеющие большие соединяемые поверхности, после подготовки погружают в раствор флюса, а затем в ванну с большим количеством припоя. В этом случае припой быстро нагревает соединяемые детали.

Паяние твердыми припоями. Твердые припои применяют тогда, когда нужно получить прочные и термостойкие швы.

Перед паянием поверхности подгоняют друг к другу припи-ливанием, тщательно очищают от грязи, окислов и жиров, обмазывают флюсом (рис. 252, а), накладывают на место спая кусочки припоя (медные пластинки), скрепляют мягкой проволокой (рис.252, б).

Рис. 252. Техника паяния твердыми припоями:
а — обмазывание флюсом, б — закрепление припоя, в — иагрев

Подготовленные к паянию детали (заготовки) нагревают паяльной лампой или в кузнечном горне. Когда припой расплавится, деталь снимают с огня и держат ее в таком положении, чтобы припой не мог стекать со шва, затем деталь охлаждают предварительно на воздухе до температуры 80—100° и погружают в воду. Такой способ охлаждения повышает прочность соединения и облегчает удаление шлаковой пленки. После охлаждения спаянные детали промывают и опиливают напильником выступающий припой, зачищают шов наждачной бумагой.

Особенности паяния сосудов для хранения горючих жидкостей. Паяние сосудов (бочек, бидонов) для горючих жидкостей или газов во избежание взрыва требует особых мер предосторожности.

Прежде всего сосуды тщательно промывают. Перед паянием их доверху наполняют водой и выдерживают некоторое время, чтобы пары остатков горючего вытеснились полностью. Слив воду, приступают к пайке.

Перед паянием можно также бак пропарить или промыть горячей водой до исчезновения запаха горючего (лучше промыть 6%-ным раствором каустической соды). Непромытый сосуд к рабочему месту подносить нельзя, так как при работающей паяльной лампе малейшая неосторожность может повлечь за собой взрыв сосуда.

Когда паяние закончено и изделие полностью охладилось, со шва снимают излишек припоя, изделие промывают и высушивают в сушилке сухими опилками или сжатым воздухом.

Паяние труб выполняют в следующем порядке (рис. 253): очищают напильником или шабером место пайки, наносят кисточкой флюс на место спая, прикладывают нагретый и облуженный паяльник и пруток припоя к месту спая, расплавляют припой равномерно и медленно, непрерывно перемещают паяльник по линии шва, давая припою заполнить шов. После окончания паяния и полного остывания трубы удаляют флюс, промывают трубу в теплой воде.

Рис. 253. Паяние трубы из листовой стали

Особенности пайки некоторых металлов и сплавов

Малоуглеродистые стали хорошо подвергаются пайке как мягкими, так и твердыми припоями. В качестве мягких припоев применяют оловянно-свинцовистые припои, а в качестве флюса — хлористый цинк или канифоль.

Высокоуглеродистые и инструментальные стали можно паять медно-цинковыми и серебряными припоями.

Паяние чугунных деталей выполняют латунями и серебряными припоями. Перед паянием детали очищают от окислов, масла и обрабатываемую поверхность зачищают механическим способом. Затем в месте спая кислородно-ацетиленовым пламенем с избытком кислорода выжигают свободный графит, детали прогревают и очищают от окислов и покрывают бурой. Нагревание можно производить паяльной лампой, не допуская нагрева детали выше 850— 900° С.

После окончания пайки чугунные детали отжигают: нагревают до температуры 700—750° С, выдерживают при этой температуре в течение 20—25 мин, затем охлаждают на воздухе. Доброкачественный шов получается в том случае, когда поверхности спаиваемых деталей до пайки покрывают медью.

Паяние нержавеющих сталей сопряжено с некоторыми трудностями, так как вследствие химического воздействия кислорода на легирующие элементы при нагреве происходит окисление поверхности стали. В целях удаления окислов и дальнейшего предупреждения их образования применяют различные флюсы (например, бура). Паяние нержавеющих сталей производится припоем ПСр45.

Напайку пластинок из твердых сплавов на инструменты выполняют медью или латунью Л62, в качестве флюса применяют буру. Перед напаиванием пластинки тщательно очищают, шлифуют и обезжиривают, затем прикрепляют к инструменту проволокой.

Инструмент вместе с прикрепленной пластинкой нагревают паяльной лампой или в горне сначала до температуры 650—700° С и выдерживают 8—10 мин, потом до 800—850° С с выдержкой при этой температуре 5—8 мин, затем до температуры 850—900° С с выдержкой 5 мин и, наконец, до плавления припоя. Прижатую металлическим стержнем пластинку удерживают до затвердевания припоя.

Медь и ее сплавы хорошо паяются любым способом.

Паяние алюминия и его сплавов. Паяние алюминия и его сплавов связано с большими трудностями в связи с тем, что на воздухе, а особенно при нагреве, эти материалы быстро окисляются, и на поверхности образуется прочная тугоплавкая пленка окислов, недопускающая паяние. Перед паянием алюминия поверхность деталей обезжиривают в бензине, спирте или горячем 10%-ном растворе каустической соды и протравляют раствором кислоты. Травление можно заменить зачисткой поверхности напильником, шабером, металлической щеткой или наждачной шкуркой. После зачистки с поверхностей волосяной щеткой удаляют мелкие частицы.

При химическом способе окисную пленку разрушают флюсами. Место пайки и пруток припоя нагревают до температуры 300—400° С, припой опускают в порошкообразный флюс, затем быстро с нажимом, проводя припоем по подогреваемому шву флюсом, удаляют окисную пленку, припой плавится и заполняет шов. После паяния деталь тщательно промывают.

При паянии алюминия и его сплавов лучше всего следует применять специальные припои: 34А или 35А.

Проверка качества паяного шва. Проверку качества шва начинают с тщательного внешнего осмотра. Надежный паяный шов имеет ровную и гладкую поверхность, без свищей, образующихся от выделяющихся при пайке пузырьков газа. Свищи и шероховатости образуются при недостаточном прогреве шва или при работе остывшим паяльником. Щели в шве указывают на плохую зачистку спаиваемых поверхностей или имеющиеся необлуженные места. Прочность и плотность такого шва недостаточны.

Паяный шов сосудов проверяют на плотность. Наиболее быстро и надежно эту проверку осуществляют сжатым воздухом, давление которого на 0,5—1 атм выше того рабочего давления, на которое сосуд рассчитан. Для этой цели отверстия сосуда плотно закрывают крышками или пробками с уплотняющими прокладками. Одно отверстие соединяют с резиновым шлангом автомобильного насоса, имеющего вентиль. К шлангу между насосом и сосудом присоединяют манометр со шкалой делений до 3 ат. В сосуд накачивают воздух и закрывают вентиль. Если стрелка манометра не падает, шов герметичный.

Для обнаруживания небольших неплотностей шва сосуд опускают в ванну с чистой водой и по выходящим пузырькам воздуха обнаруживают место выхода воздуха. При отсутствии ванны или при проверке сосуда большого размера шов обильно смачивают мыльной водой и по образующимся пузырям находят дефектное место.

Открытые сосуды, не имеющие крышек, проверяют следующим образом. Паяный шов насухо протирают снаружи и затирают сухим мелом; в сосуд заливают жидкость, для которой он предназначен, и выдерживают 8—10 ч. Если в шве имеются неплотности, меловое покрытие станет сырым. Большие неплотности шва обнаруживаются сразу после заливки жидкости.

Отдельные небольшие неплотности шва устраняют дополнительной подпайкой, шов плохого качества перепаивают заново.