Пайка твердыми припоями
Твердые припои состоят в основном из меди, серебра и цинка. Они применяются для паяния как черных, так и цветных металлов и их сплавов.
Существует много различных по химическому составу твердых припоев. К группе твердых припоев относятся медно-цинковые и серебряные.
Медно-цинковые припои
. В состав медно-цинковых припоев входят медь и цинк. В зависимости от содержания меди и цинка они имеют разные свойства. Чем больше в припое содержится меди, тем выше температура плавления его, и, наоборот, чем больше содержится цинка и меньше меди, тем ниже температура плавления припоя. Кроме того, медно-цинковые припои содержат свинец и железо в количестве до 1,5%. От присадки свинца припои становятся более светлыми.
Согласно ГОСТ 1534-42 медно-цинковые припои применяют трех марок: ПМЦ-36, ПМЦ-48 и ПМЦ-54. В марке буква П обозначает слово «припой», МЦ- медно-цинковый, а цифра - процент меди. Медно-цинковые припои поставляются в виде зерен. Зерна припоев по величине разделяются на два класса: класс А - зерна величиной от 0,2 до 3 мм, класс Б - зерна величиной от 3 до 5 мм.
Медно-цинковый припой ПМЦ-36 применяют для паяния латуни с содержанием 60-68% меди; припой ПМЦ-48 - для паяния медных сплавов, содержащих меди свыше 68%; припой ПМЦ-54 - для паяния бронзы, меди, томпака и стали.
Медно-цинковые припои непригодны для паяния изделий, подвергающихся высоким внутренним давлением. Объясняется это тем, что медно-цинковые сплавы теряют цинк до затвердевания, поэтому в шве образуются мелкие поры. В этих случаях применяют чистый медный припой. Чистая медь является наилучшим припоем для прочного и плотного соединения стальных изделий. Она применяется в виде проволоки, порошка или ленты и плавится при температуре 1083° С. Недостаток меди как припоя заключается в том, что паяние осуществляется при высоких температурах, что удорожает стоимость паяния.
Серебряные припои
. Серебряные припои в основном представляют собой сплавы серебра с цинком и медью. Температура плавления их повышается с увеличением процентного содержания серебра. Они образуют очень прочное соединение металлических изделий. Серебряные припои применяют для того, чтобы повысить сопротивление коррозии, или в тех случаях, когда нужно сохранить светлый цвет изделий.
Согласно ГОСТ 8190-56 серебряные припои изготовляют следующих марок: ПСр72; ПСр71; ПСр70; ПСр65; ПСр62; ПСр50; ПСр50Кд; ПСр45; ПСр44; ПСр40; ПСр37,5; ПСр25; Ср25Ф; ПСр15; ПСр12М; ПСр10; ПСр3; ПСр3Кд; ПСр2,5; ПСр2; ПС1,5. Марки серебряных припоев расшифровываются так: буква П обозначает слово «припой», буквы Ср - серебро, Кд - кадмий, М - медь, Ф - фосфор, число - процент серебра.
Серебряные припои плавятся при температуре от 270 до 850° С. Эти припои изготовляются в виде полос (за исключением припоя ПСр44, выпускаемого в виде плоских слитков) и проволоки (за исключением припоев ПСр12М, ПСр10).
Cтраница 1
Тугоплавкие припои (табл. 34) находят широкое применение для так называемой твердой пайки при производстве различного электротехнического оборудования, автоматических устройств, аппаратов и приборов.
Тугоплавкие припои плавятся при 550 - 950 С. Все соединения при монтаже блоков разделения воздуха, как правило, выполняют твердой пайкой.
Тугоплавкие припои обеспечивают соединение высокой прочности.
Тугоплавкие припои высокой прочности называют также твердыми, а легкоплавкие - мягкими.
Простейшим тугоплавким припоем является чистая медь.
Простейшим тугоплавким припоем является чистая медь. Соединения, паянные медью, имеют высокую прочность и пластичность.
Прочным и пластичным тугоплавким припоем является чистая медь, однако температура плавления ее очень высокая, поэтому ее применяют только для пайки стальных изделий.
Различают легкоплавкие и тугоплавкие припои.
Различают легкоплавкие и тугоплавкие припои. К легкоплавким припоям с температурой плавления до 300 С относятся оло-вянно-свинцовистые сплавы. Для понижения температуры плавления в эти сплавы вводят висмут и кадмий, а для увеличения прочности добавляют сурьму. Тугоплавкие припои содержат в своем составе медь, цинк, серебро и имеют температуру плавления выше 500 С.
Из тугоплавких припоев для пайки чугунов успешно применяются серебряные припои и латуни; для увеличения прочности соединения к латуням часто добавляют небольшое количество (1 0 - 1 5 %) кремния, олова, никеля, марганца или железа. Медь для пайки чугуна следует применять осторожно из-за высокой температуры ее плавления, а припои, содержащие фосфор, не применяются вообще из-за образования хрупких железофосфори-стых соединений. Чугунные детали, работающие при высоких температурах, паяют медноникелевыми сплавами или нейзильбером.
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 %) кремния, олова, никеля, марганца или железа.
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 %) кремния, олова, никеля, марганца или железа.
К тугоплавким припоям, называемым также твердыми, относятся припои с температурой плавления выше 400 - 500 С. В табл. 76 и 77 представлены две группы таких припоев из числа принятых на приборостроительных заводах: I) припои на медной основе; 2) серебряные припои.
К тугоплавким припоям, называемым также твердыми, относятся припои с температурой плавления выше 400 - 500 С. В табл. 53 и 54 представлены две группы таких припоев из числа принятых на приборостроительных заводах: 1) припои на медной основе; 2) серебряные припои.
Мягкие припои
Припои
Припои применяют при пайке металлов. В отличие от сварки, когда расплавляют кромки соединяемых изделий, при пайке металлы нагревают лишь до температуры плавления припоя, а сами спаиваемые металлы при этом не плавятся, а растворяются в припое. Прочность пайки зависит от глубины взаимного проникновения контактирующих материалов. Для обеспечения процессов диффузии припой должен хорошо смачивать поверхность спаиваемых металлов и хорошо затекать в зазор, образуемый кромкой изделий.
Припои делятся на мягкие и твердые, различаемые по температурам плавления.
К мягким припоям относятся сплавы олова и свинца с температурой плавления до 350°С. Мягкие припои отличаются хорошей смачиваемостью и жидкотекучестью. Из них наиболее распространены ПОС-90 (89…90 % Sn; 0,10…0,15 % Sb; ост. Рb ), с температурой плавления 222°С. Мягкие припои применяют для пайки бытовой посуды, тары для консервов и медицинской аппаратуры. Припой ПОС-40 (39…40 % Sn; 1,5…2 % Sb; ост. Рb ) с температурой плавления 235°С применяют для пайки медных, железных и латунных изделий, а также для электроаппаратуры. Припой ПОС-30 (29…30 % Sn; 1,5…2 % Sb; ост. Рb ; T пл = 256°С) используют для пайки латуни, меди, цинка, оцинкованной жести, белой жести, радиоаппаратуры. Припой ПОС-18 (17…18 % Sn; 2…2,5 % Sb; ост. Рb; T пл = 277 °С) применяют для пайки предметов широкого потребления, лужения железа, пайки свинца, латуни, меди.
При повышении содержания свинца в припоях снижается прочность пайки большинства материалов. Для низкотемпературной пайки используют и оловянноцинковые припои, которые маркируются как ПОЦ . Припой ПОЦ-90 (90 % Sn, 10 % Zn ) имеет самую низкую температуру плавления, которая составляет 200 0 С. Припои этой серии (ПОЦ-60, ПОЦ-70, ПОЦ-90 ) применяют для пайки алюминия и его сплавов.
Перед пайкой соединяемые поверхности очищают наждачной бумагой, затем обрабатывают флюсом, в качестве которого часто используют хлористый цинк. Для пайки цинка и цинковых сплавов вместо флюса применяют 10 %-ный раствор соляной кислоты, а при пайке меди - канифоль. При пайке мягкими припоями для облегчения диффузии и получения прочных соединений необходим предварительный подогрев.
К числу твердых припоев относятся медноцинковые, меднофосфористые и медносеребряноцинковые. Твердыми припоями паяют сталь, чугун, медь, бронзы. Одним из них является ПМЦ-36 (36…30 % Сu; ост. Zn; T пл = 833 °С ). К числу медноцинковых припоев относятся также ПМЦ-48 и ПМЦ-54 . В первом из них содержится 46…50 % Сu , во втором - 52…56 % Сu . Температуры их плавления 850 и 870 °С соответственно.
Меднофосфористые припои, например ПМФ-7 (7 % Р ; ост. Сu ), позволяют паять медь без применения флюса, что упрощает и ускоряет процесс. Серебряные припои, основные из которых ПСр-12 (36 % С; 52 % Zn; 12 % Аg; Т пл = 785 °С ), ПСр-25 (40 % Сu; 35 % Zn; 25 % Аg; T пл = 765 °С ), ПСр-45 (30 % Сu; 25 % Zn; 45 % Аg; Т пл = 720 °С ) применяют в виде прутков, лент, зерен.
Для пайки стальных деталей рекомендуется применять припои с меньшим содержанием цинка, для пайки же медных сплавов - наоборот, с более высоким содержанием цинка. Серебряные припои обладают не только хорошей жидкотекучестью и коррозионной стойкостью, но и дают прочные соединения, выдерживающие значительные ударные и вибрационные нагрузки.
При пайке твердыми припоями спаиваемые поверхности также необходимо тщательно очистить. В качестве флюса применяют буру, борную кислоту и их смеси. При пайке алюминия и его сплавов в качестве флюса используют 30 %-ный спиртовой раствор смеси, состоящей из 90 % ZnСl 2 ; 2 % NаСl и 8 % АlСl 3 .
При изготовлении стальных изделий часто применяют пайку медью в специальных электрических печах с защитной атмосферой. В этом случае детали спаиваемых узлов собирают вместе и на места швов укладывают медную проволоку или ленту. Нагретая до 1150…1200 °С медь затекает в места швов. Иногда пайку проводят в нефтяных или газовых печах. В этом случае целесообразно применять флюсы для очистки от сажи. При проведении пайки, в соляных печах-ваннах расплавленные соли защищают металл от окисления, и поэтому пайку можно вести без засыпки швов флюсом.