Учебные вопросы:
1. Общие сведения.
2. Пайка деталей низкотемпературными припоями.
3. Пайка деталей высокотемпературными припоями.
Литература:
1. Боднев А.Г., Шаверин Н.Н. Лабораторный практикум по ремонту
автомобилей: М.:Транспорт, 1989.
2. Дюмин И.Е., Трегуб Г.Г. Ремонт автомобилей: М.: Транспорт, 1995.
3. Карагодин В.И., Митрохин Н.Н. Ремонт автомобилей и двигателей:
М.:Высшая школа, 2001.[для домашнего задания – источник (2)].
4. Румянцев С.И. Ремонт автомобилей: М.: Транспорт, 1988.[для домашнего
задания – источник (1)].
5. Суханов В.Н. ТО и ремонт автомобилей: Пособие по курсовому и
дипломному проектированию: М.: Транспорт, 1990.
1. Пайкой называется процесс получения неразъёмных соединений деталей в твёрдом состоянии при помощи расплавленного сплава, называемого припоем.
Пайку применяют при восстановлении радиаторов, топливных и масленых баков, трубопроводов, приборов эл. оборудования и др. деталей, а так же при восстановлении размеров деталей путём постановки ленты или навивки проволоки с последующей их припайкой к поверхности детали.
Припои, применяют как чистые металлы, так и их сплавы.
Требования к припоям:
· температура плавления припоя должна быть ниже температура плавления металла спаиваемых деталей;
· при температуре пайки припой должен хорошо смачивать спаиваемые поверхности и заполнять соединительные зазоры;
· припой должен обеспечивать получение соединений с требуемыми
свойствами по механической прочности, противокоррозийной стойкости,
электропроводности и т.п.
· коэффициент термического расширения припоя и спаиваемых материалов
должны быть близкими по своей величине.
Низкотемпературные припои - tпл С < 450 с;
Высокотемпературные - tпл С > 450 с.
Наиболее часто применяемыми припоями при ремонте автомобилей
являются:
· оловянно-свинцовые;
· медно-цинковые;
· серебряные;
· алюминиевые.
Оловянно-свинцовые припои относятся к низкотемпературным, температура плавления не более 280 с. Они обладают достаточно высокой противокоррозийной стойкостью и высокими технологическими свойствами, прочность пайки по пределу прочности на разрыв не превышает 50..80МПа.
Низкотемпературные
| Марка припоя | Химический состав, % (по массе) | Температура С | ||||||
| Олово | Сурьма | Свинец | Начала плавления | Полного расплавления | ||||
| ПОС - 90 | 89-91 | 0,1-0,15 |
j | |||||
| ПОС-61 | 60-62 | 0,5 - 0,8 | ||||||
| ПОС - 40 | 39-41 | 0,5 - 0,8 | остальное | |||||
| ПОС -10 | 9-10 | |||||||
| ПОССу-18-2 | 17-18 | 1,5-2,0 |
Медно-цинковые припои относятся к высокотемпературным, 1плс 825-905 с, Содержат 36-65% меди, остальное цинк, обеспечивают прочность пайки до 300...350МПа,имеют высокие противокоррозийные свойства. Недостаток-возможность испарения цинка, пары интенсивно окисляются, что вредно для здоровья работающих.
Применяются при пайке стальных и чугунных деталей, а также из меди и её сплавов, ПМЦ - 54, Л - 63 и ЛОК - 62 - 06 - 04.
Серебряные припои, применяются только в тех случаях, когда шов должен обладать большой механической прочностью, повышенной стойкостью против коррозии и когда место пайки не должно снижать электропроводимости детали. Они дороже, представляют собой сплав серебра с медью и цинком (серебра от 10 до 70%), прочность пайки от 150 - 450 МПа.
Наиболее распространенные при пайке деталей из меди, латуни и бронзы: ПСР- 70, ПСР - 65, ПСР - 45 и ПСР - 20.
Припои для пайки алюминия и его сплавов подразделяются на две группы:
· высокотемпературные на основе алюминия;
· низкотемпературные на основе олова, цинка и кадмия,
имеют высокую температуру плавления, обладают высокой стойкостью против коррозии и прочностью соединения (прочность пайки на отрыв у припоя 34А 150-180 МПа.
| Марка припоя | Химический состав, % (по массе) | Температура, С | ||||
| Кремний | Медь | Цинк | Ал юминий | Начала плавления | Полного расплавл.ния | |
| Силумин | 10-13 | 0,8 | 0,3 | 
остальное
| ||
| 34 А | 6±_0,5 | 28±_1 | - | |||
| П-575А | - | - |
Высокотемпературные
Низкотемпературные припои для пайки алюминия и его сплавов на основе олова, цинка и кадмия применяются при невысоких требованиях к прочности соединений, применяют сравнительно небольшую температуру плавления.
Флюсы, с помощью их освобождаются спаиваемые поверхности деталей от окислов и предохраняют их от окисления в процессе пайки.
К флюсам предъявляются требования, исходя из которых они должны:
· вступать в химическое взаимодействие или растворять окислы при более низкой температуре чем температура; плавления припоя;
· уменьшать силы поверхностного натяжения расплавленного припоя и улучшать его растекаемость;
· хорошо смачивать в расплавленном состоянии металлические поверхности;
· не оказывать коррозийного воздействия на соединяемые детали и припои;
· легко удаляться с поверхности деталей после пайки.
Состав флюса зависит от состава припоя и металла, из которого сделаны
спаиваемые детали.
При пайке деталей: - оловянно - свинцовыми припоями - водные растворы хлорных цинка и аммония (нашатыря), деталей эл. оборудования -бескислотные флюсы - канифоли;
· медно - цинковыми - применяют буру или её смесь с борной кислотой в
соотношении 1:1;
· серебряными - смеси фтористого калия, фторобората калия и борного ангидрида;
· при пайке алюминия - специальные флюсы, состоящие из смеси хлористых солей калия, лития, натрия и цинка, они активно растворяют тугоплавкие окислы алюминия и способствуют получению прочного соединения.
2. Процесс пайки низкотемпературными оловянно - свинцовыми припоями состоит из трёх операций:
· подготовки детали к пайке;
· пайки;
· обработки детали после пайки.
Подготовка включает:
· зачистку кромок детали от загрязнений и окислов;
· прогрев деталей до температуры пайки;
· флюсование и лужение соединяемых поверхностей;
· сборка изделия с обеспечением зазора между соединяемыми поверхностями
в пределах 0,05 - 0,20мм.
Пайка деталей производится паяльником или погружением деталей в расплавленный припой. Кромки спаиваемых деталей нагревают выше температуры полного расплавления припоя на 40-50о С. Рабочая часть паяльника изготовляется из красной меди. При пайке погружением припой расплавляют в электрическом тигле.размеры которого определяются размером соединяемых деталей. Обработка деталей после пайки включает:
· медленное охлаждение до температуры полного затвердевания припоя;
· паяный шов промывают горячей водой от остатков флюса;
· зачищают от наплывов припоя.
Алюминий и его сплавы паяют обычно абразивными и ультразвуковыми паяльниками (низкотемпературными припоями).
Абразивный паяльник состоит:
· втулка;
· абразивный стержень;
· спираль электроподогрева;
· теплоизоляция;
· кожух паяльника;
· ручка;
· зажимная гайка.
· При пайке абразивным паяльником соединяемые детали подогревают до температуры плавления припоя и затем облуживают, натирая абразивным стержнем паяльника, состоящем из смеси порошков припоя (90% по массе) и асбеста (10%). При соприкосновении с нагретой деталью припой абразивного стержня будет плавиться и, следовательно, очистка поверхности спаиваемых деталей от окислов будет происходить под слоем расплавленного припоя, который будет прочно соединяться с основным металлом.
Также пайку алюминия и его сплавов производят применением ультразвукового паяльника, который состоит из:
· магнитострикционного излучателя
ультразвуковых колебаний;
· медного стержня;
· электроподогревателя.
Обмотка магнитострикционного излучателя питается от генератора ультразвуковых колебаний, (мощность 40 Вт; частота 18 - 22) - паяльник УП- 21. При пайке в расплавленном припое возникают ультразвуковые колебания, которые разрушают окисную плёнку на деталях. Очищенные от окислов поверхности деталей хорошо соединяются с припоем и обеспечивают прочное паяное соединение.
Качество пайки обычно контролируют методом опресовки деталей сжатым воздухом или водой.
3) Пайку высокотемпературными припоями применяют при устранении трещин, пробоин др. повреждений в корпусных деталях (блоках цилиндров, головках блоков, картерах коробок передач и пр.), при восстановлении трубопроводов, при пайке контактов электрооборудования и др.
Подготовка к пайке заключается в подгонке частей поломанных деталей, изготовление накладок для заделки пробоин, разделку кромок трещин и т. д.
При пайке деталей из алюминиевых сплавов соединяемые поверхности обезжиривают раствором кальцинированной соды и промывают водой. Кромки спаиваемых деталей зачищают от окислов и затем покрывают флюсом, который наносят в виде порошка или пасты. После флюсования в шов укладывают припой (проволока, пластинки, кольца из проволоки и т.п.).
После наложения припоя приступают к пайке. Деталь в месте пайки нагревают до температуры, несколько превышающей температуру полного расплавления припоя и, выдерживают при этой температуре в течение некоторого времени, которое определяется экспериментальным путём.
В зависимости от принятого метода нагрева деталей различают следующие способы высокотемпературной пайки:
· газопламенная;
· электросопротивлением; в основном применяются в АТП
· индукционная;
· в печах;
· в соляных ваннах;
· плазменная;
· лазерная;
· электронно - лучевая.
При газопламенной пайке нагрев деталей и расплавление припоя чаще всего производят сварочной горелкой (основной в АТП). Припой в место пайки у вводят в виде прутка, как это делается при газовой сварке. Флюс на место пайки наносят заблаговременно, затем пламенем горелки подогревают кромки детали и после расплавления флюса вводят припой. Пайка электросопративлением обеспечивает высокое качество соединения деталей. Нагрев осуществляется за счёт тепла, выделяющегося при прохождении электрического тока через соединения припоя и спаиваемых деталей. Пайку можно производить на точечных, стыковых и роликовых электроконтактных сварочных машинах. Пайка производится без флюса т.к. флюсы являются изоляторами, но качество пайки получается высоким потому, что нагрев происходит очень быстро, а припой защищён от окисления плотным соединением со спаиваемыми деталями.
Пайка с нагревом деталей ТВЧ, даёт хорошие результаты. Детали подготовленные к пайке, с нанесённым флюсом и припоем помещают в индуктор, питаемый от генератора ТВЧ. Этот способ пайки обладает высокой производительностью, но требует применения сложного оборудования.
1. медные электроды;
2. напаиваемый контакт;
3. припой;
4. деталь.
Качество пайки полых деталей контролируют испытанием на герметичность. Другие детали контролируют путём применения таких методов контроля, как люминесцентный, ультразвуковой и др.
Оценивая пайку как способ восстановления деталей, можно отметить след, её преимущества:
· небольшой нагрев деталей, что позволяет сохранить неизменной структуру и
свойства металла соединяемых деталей;
· возможность соединения деталей, изготовленных из разнородных
материалов
· достаточно высокая прочность соединения деталей;
· простота технологического процесса и применяемого оборудования.
К недостаткам следует отнести некоторое снижение прочности соединения деталей по сравнению со сваркой.
Д/з. (1)Гл. 16., с. 114... 119, Рис. 16.1., 16.2., 16.3., 16.4.,16.5., табл. 16.1., 16.2. (2) Гл. 15., с. 225...232, Рис.15.1.