Пайка. Основы

Современное промышленное производство, строительство, машиностроение не может обойтись без создания самых различных конструкций из металла. Соединение элементов конструкций происходит различными способами. Это может быть болтовое соединение, сварка или пайка.

При пайке металлические части соединяются при помощи припоев. Припой, это специальный материал, который, в расплавленном состоянии проникнув в зазор между спаиваемыми поверхностями, смачивает их.  Застыв после охлаждения, он превращается в паяный шов, который скрепляет две детали.

Условия пайки

С одной стороны, температура при пайке должна быть ниже температуры, при которой расплавляются соединяемые детали. С другой стороны, припой должен быть доведен до температуры несколько более высокой, чем точка его плавления. В свою очередь, соединяемые детали должны быть нагреты почти до уровня точки плавления припоя. Эти условия должны соблюдаться для того, чтобы припой находился практически в жидком состоянии, так, он сможет заполнить зазоры в швах между деталями, обтекая их поверхности.

Виды пайки

Если при пайке деталей используется припой, температура плавления которого не превышает 450 °С, то этот процесс называется мягкой пайкой. Причиной сцепления припоя с металлом, в этом случае, является адгезия. Важно: температура в 450 °С, которая определяет этот вид пайки, как мягкий, принята условно.

Если припой при пайке должен нагреваться до температуры, превышающий 450 °С, то такой вид пайки называется  — твердой. К явлению адгезии при соединении припоя с металлом, здесь добавляется еще и диффузия.

Элементы, соединенные при помощи пайки, легче подвергаются ремонту, поскольку при этом процессе соединяемые элементы не расплавляются. Пайка широко используется для соединения однородных и разнородных материалов. Множество металлов хорошо переносят пайку, при помощи которой получаются прочные и пластичные соединения. Например, медь, широко используемая в электротехнике, отлично паяется, если, конечно, в ее составе нет легирующих примесей, которые создают прочные оксидные пленки, препятствующие пайке, так как не позволяют создать крепкое соединение. В подобных случаях, при пайке подобных материалов, требуется использовать специальные флюсы и припои.

В частности, пайка изделий из алюминия сопряжена с большими сложностями. Этому есть несколько причин:

• поверхность алюминия покрыта оксидной пленкой, которая отличается высокой тугоплавкостью;
• алюминий отличается высокой теплопроводностью и небольшой теплоемкостью. При этом он имеет большой коэффициент линейного расширения.

Поэтому, при пайке алюминия, необходимо локализовать нагрев паяемых поверхностей. Флюс, который используется при пайке, должен выбираться в зависимости от легирующих присадок, которые присутствуют в металле.

При соединении однопроволочных проводов из меди, диаметр сечения которых не превышает 10 мм², их концы перед процессом скручиваются таким образом, чтобы в местах контакта образовался небольшой желобок. Контактную площадку прогревают при помощи горелки до температуры плавления припоя. Затем берется палочка припоя и ей натирается место соединения. Желобок от трения очищается и обслуживается, таким образом, запаивая соединение.

Алюминиевые концы перед пайкой срезаются под углом (55 градусов) или ступенчато разделываются. Потом их обcлуживают. Место пайки, либо поливается расплавленным припоем, либо пайка происходит в определенной форме.