ВИРОБНИЧЕ  НАВЧАННЯ

Група №11

Дата :02.03.2021

Тема: Підготовка поверхонь до паяння твердим та мяким припоєм

                    ПЛАН

1.Паяння металів і сплавів

2. Технологічний процес паяння

     3. Флюси для паяння

Паяння – з’єднання металевих деталей в твердому стані за допомогою присадкового сплаву (припою). При паянні плавиться лише присадковий метал, який має температуру плавлення нижчу основного металу.

Для одержання міцного з’єднання необхідно, щоб припій добре змочувався поверхнею з’єднуваних металів, мав якісну взаємодію і утворював з ним розчини. Чим вище ступінь взаємної дифузії між розплавленим припоєм і основними металами, тим вищою є механічна міцність з’єднання. Крім того, міцність паяння залежить від чистоти поверхні з’єднуваних деталей. Тому поверхню виробу попередньо чистять, обезжирюють і вилучають окисли.

За допомогою паяння можна з’єднати деталі з вуглецевої і легованої сталі всіх марок, кольорових металів і сплавів, а також з різнорідних металів і сплавів.

 

Для паяння використовують припої двох видів:

- м’які з низькою температурою плавлення (до 400 ^оС) і відносно малою механічною міцністю з’єднання;

- тверді з високою температурою плавлення (до 900 ^оС) і високою механічною міцністю з’єднання.

М’які припої, до яких відносять сплави на олов’яній, свинцевій, кадмієвій, вісмутовій і цинковій основах, використовують в тому випадку, коли шов повинен забезпечувати герметичність з’єднання при відносно невисокій механічній міцності (межа міцності шва 30¸100 МПа). Часто застосовують олов’яно-свинцеві припої ПОС-61, ПОС-40 з вмістом олова 61% 40% відповідно.

Тверді припої, до яких відносять сплави на мідній, срібній, алюмінієвій, магнієвій і нікелевій основах, використовують для отримання міцних швів (межа міцності шва може сягати до 700 МПа). Твердими припоями можна паяти мідь, латунь, бронзу, сталь, чавун і інші сплави, крім алюмінію і його сплавів.

Технологічний процес паяння м’яким припоєм включає підготовку поверхні деталей і власне паяння. Підготовка поверхні деталей складається з підгонки з’єднуваних деталей, механічному очищенні від бруду, жирів і оксидних плівок, покритті очищених поверхонь флюсом.

Флюси використовують для захисту очищених поверхонь від окислення та для поліпшення змочування рідким припоєм з’єднуваних металів. При паянні м’яким припоєм в якості флюсів найчастіше використовують соляну, фосфорну кислоти, хлористий цинк, суміш хлористого цинку з хлористим амонієм або каніфоль. Іноді використовують також пастоподібні флюси.

Для здійснення паяння паяльник нагрівають до 250-300 ^оС, робочим кінцем занурюють у флюс, залуднюють припоєм і розігрівають підготовлені до паяння деталі в місцях з’єднання. Одночасно на шов наносять припій, який розплавляють паяльником і вводять в зазор, де він, охолоджуючись, утворює шов. Міцність з’єднання 50-70 МПа.

При паянні твердими припоями раніше підготовлені і оброблені флюсом частини виробів нагрівають разом з припоєм до температури плавлення. В якості флюсів використовують буру (Na₂B₄O₇), сіль борної кислоти (Na₂BO₃), фтористий калій (KF) тощо. Міцність з’єднання 450 МПа.

Дефекти зварних з’єднань та методи контролю

Дефектами зварних з'єднаньє тріщи­ни, порожнини, неметалеві вкраплення, непровари, пропалини та ін. Дефекти виникають переважно внаслідок порушень технології зварювання.

Контроль якості зварних з'єднань— це виявлення їх дефе­ктів зовнішнім оглядом, ультразвуком, радіаційними метода­ми, кольоровою дефектоскопією, магнітним методом, з гасом, рідиною або газом під тиском.

Зовнішній оглядзварного з'єднання необхідно робити завжди. Перед цим шви очищають від шлаку та забруднень.

Ультразвуковий контрольґрунтується на здатності ультразвукових хвиль прямолінійно поширюватись в однорідному металі і відбиватись від границь дефектів. Відбиті хвилі підсилюються і сигнал від них скеровується в осцилограф, за допомогою якого розпізнають вид дефекту (пора, тріщина, неметалеве вкраплення), його величину й місце перебування.

Длярадіаційного контролювикористовують рентгенівські або γ-промені від від ізотопів, які скеровують на шов, а далі — на фотоплівку.

Кольорова дефектоскопія використовує забарвлену рідину, яка проникає в несуцільні дефекти, що виходять на поверхню. За 10…15 хв з поверхні шва зливають забарвлену рідину, а на її місце наносять білу фарбу, яка має адсорбенти, що вбирають цю рідину з порожнин.

Магнітний методпередбачає намагнічування зварного з'єд­нання, посипання його поверхні магнітним порошком і виявлен­ня за допомогою порошку магнітного розсіювання на дефектах.

Контроль гасомполягає у змочуванні ним поверхні шва, з протилежного боку якого нанесена крейда. За наявності у шві наскрізних несуцільностей на крейді утворюються темні гасові плями.

Резервуари й трубопроводи перевіряють на герметичність під тиском рідини або повітря. У місцях наскрізних дефектів про­тікає рідина або виходить газ. Щоб побачити вихід газу, поверх­ню шва змочують мильною водою або виріб занурюють у воду. Про негерметичність свідчить поява газових бульбашок.

Контроль аміаком. Зварені вироби з порожнинами заповнюють стисненим повітрям з додаванням 1 % аміаку, а шви обгортають папером, просякнутим 50%-м розчином азотнокислої ртуті. При наявності нещільностей на папері з’являються чорні плями.

Люмінесцентний метод. Деталь занурюють на 20-30 хвилин в суміш гасу і масла, а потім витирають насухо і занурюють в порошок магнезії, який прилипає в місцях появи масла (над тріщинами).

Металографічний контроль. Визначають макро- і мікроструктуру металу, а також пори, тріщини, раковини, непровари, перепал, перегрівання, нітриди і інші дефекти зварного шва.

За характером дії ці флюси можна поділити на три групи:

Кислотні флюси (хлористий цинк, паста 15-85 та ін.), які мають у своєму складі вільну соляну кислоту, котра розчиняє окисну плівку. Недоліком цих флюсів є інтенсивна корозія паяного шва, тому після паяння необхідно нейтралізувати і старанно промити місця спаювання у проточній воді.

Хлористий цинк, який називають також травленою кислотою, застосовують під час паяння чорних і кольорових металів (крім цинкових та оцинкованих деталей, алюмінію та його сплавів). Одержують хлористий цинк розчиненням однієї частини добре подрібненого цинку в п'яти частинах соляної кислоти.

Під час монтажу електрорадіоапаратури застосовувати кислотні флюси категорично забороняється.

Активізовані флюси — це суміші, до яких, крім каніфолі, входять активізатори, що підвищують активність каніфольних флюсів. Як активізатори в каніфоль вводять у невеликих кількостях гідразин, анілін, саліцилову кислоту та деякі інші. До активізованих належать флюс ЛТИ-120, ЛК-2, КС тощо. Флюс ЛТИ-120 містить у собі 24% каніфолі, 70% етилового спирту, 4% солянокислого діетиламіну і 2% триетаноламіну. Його застосовують під час паяння низьковуглецевої сталі, міді і мідних сплавів. За допомогою флюсів ЛК-2 та КС вдається здійснити паяння міді та її сплавів, оцинкованого заліза, м'якої сталі, нікелю і срібла.

Безкислотні флюси, до яких належать різні органічні речовини: каніфоль, парафін, гліцерин, жири та масла. Каніфоль, наприклад, добре очищає від окислів латунь, мідь, свинець і свинцеві сплави і тому широко застосовується.

Каніфоль — речовина, яку добувають у результаті сухої перегонки смоли. Вона має ту перевагу, що не спричиняє корозії паяного шва. Через це каніфоль широко застосовують для паянняі електро- і радіоапаратури.

Для паяння монтажних з'єднань з міді в електро- і радіоапаратурі використовують такі флюси: каніфоль (100% за вагою каніфолі) і флюс КЕ (25% каніфолі і 75% етилового спирту); температура плавлення цих флюсів 150—300° С.

Каніфольні флюси застосовують у вигляді порошку, розчину в спирті, паст, таблеток, а також виготовляють разом з припоєм.

Нашатир використовують у вигляді кусків або порошку. При нагріванні нашатир розкладається з виділенням шкідливого для здоров'я білого газу, тому для паяння рекомендується користуватися не чистим нашатирем, а його розчином у воді.

Коли для паяння користуються твердими припоями, як флюси використовують буру, борну кислоту та деякі інші речовини.

Буру (плавлену) застосовують у вигляді порошку чи пасти, замішаної на спирті. За допомогою бури паяють мідь, бронзу, сталь, а також напаюють пластинки твердих сплавів до державок різців та ін.

Борну кислоту застосовують у вигляді білих жирних на дотик лусочок. Флюсуючі властивості борної кислоти вищі, ніж у бури. Вона краще очищає, має меншу текучість і після охолодження легше видаляється, ніж бура.

Під час паяння нержавіючих і жароміцних сталей застосовують суміш, складену з 50% бури плавленої та 50% борної кислоти, розведених у розчині хлористого цинку до густоти пасти. Під час паяння сірого чавуну до бури додають хлористий калій, перекис марганцю або окис заліза.