Какие требования предъявляются к припоям и флюсам

ПАЙКА ПРИПОИ И ФЛЮСЫ ОСНОВНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ ПРЕДЪЯВЛЯЕМЫЕ К

Пайка Основные преимущества соединения пайкой: • Паяное соединение обладает наименьшим электрическим сопротивлением; • Паяное соединение обеспечивает надёжную и долговечную работу. Возможные дефекты: а) поры б) трещины 3

Припой – цветной металл или сплав, применяемый при пайке для соединения заготовок. Существует два вида припоя: • мягкий с температурой плавления до 350 °С; • твёрдый с температурой выше 350 °С. 6

Припой При сборке радиоаппаратуры применяют следующие мягкие припои: • оловянно-свинцовый; • малооловянистый; • безоловянистые, легкоплавкие; • трубчатые. 7

Основные требования, предъявляемые к припоям К конструктивным относятся: достаточная механическая прочность; хорошие электро- и теплопроводность; герметичность; стойкость к коррозии. К технологичным относятся: жидкотекучесть при температуре пайки; хорошее смачивание основного металла; определённые для данного припоя температура плавления и температурный интервал кристаллизации. 8

Флюс – вещество, предназначенное для удаления оксидов с поверхности под пайку, снижения поверхностного натяжения, улучшения растекания жидкого припоя и защиты от действия окружающей среды 9

Инструменты для пайки 11

Инструменты для пайки 12

Инструменты для пайки 13

Список использованных источников • Ярочкина Г. В. Радиоэлектронная аппаратура и приборы: Монтаж и регулировка: Учебник для нач. проф. образования. – М. : ИРПО; Проф. Обр. Издат, 2002. – 240 с. • https: //www. youtube. com/user/macmyapples • http: //paika-metallov. ru/ 14

ПАЙКА. ПРИПОИ И ФЛЮСЫ. ОСНОВНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ, ПРЕДЪЯВЛЯЕМЫЕ К ПРИПОЯМ И ФЛЮСАМ. ВЫБОР ИНСТРУМЕНТА ДЛЯ ПАЙКИ. Владислав Владимирович Закусилов vvzakusilov@tpu. ru 18 ноября 2015

Каковы основные требования, предъявляемые к припоям?

К припоям предъявляются конструктивные и технологические требования.

К конструктивным относятся:

достаточная механическая прочность при нормальных, высо­ких и низких температурах;

хорошие электро- и теплопроводность;

стойкость против коррозии.

К технологическим относятся:

жидкотекучесть при температуре пайки;

хорошее смачивание основного металла;

определенные для данного припоя температура плавления и температурный интервал кристаллизации.

1. Охарактеризуйте наиболее распространенные материалы, относящиеся к мягким и твердым припоям.

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 % ZnСl₂; 2 % NаСl и 8 % АlСl₃.

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.

Флюсы для пайки. Требования к флюсам, композиция и состав флюсов для пайки, механизм флюсования

Флюсы, применяемые при пайке, представляют собой неоргани-ческие или органические вещества с неметаллической связью. Они защищают паяемое соединение от химического воздействия окружающей среды и очищают паяемые места и припой в процессе пайки от загрязнений и продуктов химической реакции с окружающей средой, а также в некоторых случаях уменьшают поверхностное натяжение и улучшают растекание и затекание в зазор жидкого припоя.

Флюсы для пайки могут применяться в твердом, жидком или газообразном состоянии, но активны они только в жидком и газо-образном виде.

Обычно к флюсам предъявляются следующие требования:

1. Флюс (кроме случаев реактивно-флюсовой пайки) не должен химически взаимодействовать с припоем; при расплавлении флюса и припоя должны образовываться два жидких несмешивающихся слоя. Плотность жидкого припоя быть несколько больше плотности жидкого флюса.

2. Температура плавления флюса должна быть ниже, чем у припоя. Жидкий флюс должен до растворения припоя очистить поверхность соединяемых деталей от примесей и неметаллической пленки и защитить паяемое соединение от воздействия окружающей среды.

3. Флюс должен быть химически инертным или минимально активным по отношению к паяемым металлам или сплавам. Коррозионная активность остатков флюса после пайки по отношению к паяемому шву и основному металлу должна быть также минимальной.

4. Флюс должен разрушить или удалить поверхностные неметаллические пленки, образующиеся на поверхности соединяемых деталей и припоев под воздействием окружающей среды.

5. Флюс в жидком состоянии должен хорошо растекаться по припою, затекать между соединяемыми деталями и смачивать их.

6. В расплавленном и газообразном состоянии флюс должен способствовать растеканию припоя по паяемым поверхностям и соединению его с основным металлом, т.е. быть поверхностно-активным.

7. Флюс должен быть устойчив при транспортировке, хранении и пайке.

8. Флюс не должен заметно изменять состав при нагреве в процессе пайки.

Применяемые в настоящее время флюсы можно разделить на следующие группы:

1. Флюсы на основе соединений бора.

2. Флюсы на основе фтористых соединений металлов.

3. Флюсы на основе хлористых соединений металлов.

4. Флюсы на основе канифоли и др. органических соединений.

К первой группе относятся флюсы, состоящие из тетраборнокислого натрия, борной кислоты, борного ангидрида, а также флюсы более сложного состава на основе этих веществ. Эти флюсы применяются для пайки углеродистых сталей, чугуна, меди, бронзы, латуни медно-цинковыми и серебряными припоями с температурой плавления выше 800 0 С. Качество паяемых соединений получается более высоким при предварительном обезвоживании их, что связано с уменьшением вредного влияния на металлы паров воды. Для пайки нержавеющих сталей и жаропрочных сплавов они не пригодны, так как не удаляют с поверхности химически устойчивые пленки оксидов хрома, титана и др. активных элементов.

При наличии на поверхности основного металла и припоя устойчивых, трудноудаляемых пленок окиси применяют флюсы второй группы на основе фторидов (NaF, KF, фторборат калия). С их помощью можно паять нержавеющие и жаропрочные стали, а также никелевые и медные сплавы серебряными припоями.

Однако они совершенно не подходят для пайки алюминиевых и магниевых сплавов. Для этой цели применяют флюсы третьей группы. Основой этих флюсов является легкоплавкая эвтектика ZiCl – KCl (карналлит). Растворителем оксидов обычно является фтористый натрий. В качестве активного компонента чаще всего применяют хлористый цинк. Для черных и цветных металлов широкое распространение в качестве флюсов имеют водные растворы хлористого цинка. Они обладают высокой химической активностью и применяются, когда имеется возможность полного удаления остатков флюса после пайки. Активность ZnCl₂ повышается при добавлении хлористого аммония. Однако при пайке с применением этих флюсов необходимо тщательно удалять флюс, т.к. они вызывают сильную коррозию металла в зоне паяного соединения.

Флюсы четвертой группы на основе канифоли и других органических соединений применяются при низкотемпературной пайке металлов в тех случаях, когда не представляется возможность тщательно промыть изделие после пайки. Остатки этих флюсов не вызывают коррозии, но они менее активны в процессе пайки. Флюсующее действие канифоли объясняется наличием в ее составе абиетиновой кислоты C₂₀H₃₀O₂ и других органических кислот, растворяющих окислы меди и некоторых других металлов.

При температуре 125 0 С канифоль переходит в жидкое состояние, а при нагреве до 300 0 С разлагается. Нагрев выше 300 0 С приводит к обугливанию и потере флюсующих свойств. Для пайки металлов и сплавов, оксиды которых плохо удаляются канифолью, применяют добавки активизаторов: анилин С₆Н₅NH₂, триэтаноламин N(CH₂CH₂OH)₂ солянокислый диэтиламин (С₂Н₅)₂NHHCl салициловая кислота НОС₆Н₄СО₂Н и др. Иногда даже вводят в небольших количествах ZnCl₂ и NH₄Cl (до 3 %). Для низкотемпературной пайки алюминия и его сплавов эти флюсы не пригодны. Для этих целей начинают находить применение флюсы, содержащие в качестве активных компонентов борфториды кадмия и цинка. Основой таких флюсов служат высококипящие органические соединения, например, триэтаноламин.

Понравилась статья? Добавь ее в закладку (CTRL+D) и не забудь поделиться с друзьями:

Общие требования к флюсам

Флюс представляет собой сыпучее зернистое (порошкообразное) вещество, предназначенное для различных способов сварки и резки. Различные флюсы применяют:

1. для дуговой сварки металлов и ЭШС

2. для газовой сварки цветных металлов (щелочные)

3. для кислородно-флюсовой резки (металлические порошки).

Флюсы для дуговой сварки и ЭШС.

1. Физическая изоляция сварочной ванны от атмосферы. Лучше изоляция у флюсов с большой объемной массой (плотностью). Обычно с мелкими гранулами плотного строения, но в этом случае ухудшается формирование шва. Достаточно эффективная защита сварочной ванны определяется толщиной флюса.

2. Стабилизация дугового разряда (горение дуги). В состав флюса обязательно входят элементы – стабилизаторы, которые снижают потенциал ионизации (Na, K, Ca и другие).

3. Химическое взаимодействие с жидким металлом – раскисление, рафинирование (очищение).

4. Легирование металла шва. Может изменить химический состав шва, но в пределах доли процента. Применяют керамические флюсы.

5. Формирование поверхности шва. Зависит от вязкости образуемого флюсом шлака и характера её зависимости от температуры и межфазным натяжением на границе металл – шлак. Шлаки бывают “длинные” – вязкость монотонно увеличивается при понижении температуры (хорошо формируют шов при токе свыше 1000 А); “короткие” – вязкость которых резко увеличивается при уменьшении температуры. Если есть возможность стекания металла, то лучше использовать “короткие” шлаки. Существенное влияние на формирование шва оказывает газопроницаемость флюса, которая определяется размерами частиц флюса: 0,5¸2,5; 2,5¸4 мм.

1. Для сварки низкоуглеродистых и низколегированных сталей.

2. Для сварки высоколегированных и легированных сталей.

3. Для сварки цветных металлов и сплавов.

По степени легирования:

2. Высоко кремнистые >35 % SiO₂

4. Марганцовые >1 % MnO

По степени легирования:

1. Пассивные (практически не легирующие).

2. Плавленые (слабо легирующие).

3. Керамические (легирующие).

По способу изготовления:

1. Плавленые: ГОСТ 9087-81. изготовляют сплавлением шихты определенного состава с последующей грануляцией до получения зёрен определённого размера. Бывают: стекловидные (температура шихты 1200 – 1250 °С), пемзовидные (1550 –1600°С).

2. Керамические – механическая смесь тонко измельченных материалов сцементированных жидким стеклом и гранулированных на крупинки определенных размеров или самоспекаемые (из фтористых и хлористых солей).

3. Механические смеси — простое смешивание материала. Простое в изготовлении, но при транспортировке происходит сепарация (разделение).

По строению частиц:

1. Стекловидные (насыпная или объемная масса r’=1,1…1,8кг/дм 3 ). Прозрачные зерна темных оттенков.

2. Пемзовидные: r’=0,7…1,0 кг/дм 3 . крупинки белых или цветных оттенков.

Флюсы для механизированной сварки должны обеспечивать:

1. Устойчивое протекание процесса сварки.

2. Отсутствие кристаллических трещин и пор.

3. Требуемые механические характеристики металла соединения и шва.

4. Хорошее формирование шва.

5. Лёгкую отделяемость шлаковой корки.

6. Минимальное выделение токсичных газов.

7. Низкую стоимость.

8. Возможность массового производства.

Понравилась статья? Добавь ее в закладку (CTRL+D) и не забудь поделиться с друзьями: