Припої та флюси

Припої — це метали або сплави, що мають здатність сплавлятися з матеріалом з'єднуваних деталей, створюючи нерознімне з'єднання.

Щоб забезпечити високоякісне паяння, припої повинні мати такі фізико-хімічні, механічні і технологічні властивості:

нижчу температуру плавлення, ніж спаювані метали;

добру рідкотекучість і високу змочувальну здатність, що забезпечує затікання їх у найтонші зазори;

добру дифузійну здатність у парі із з'єднуваними металами, що забезпечує високу міцність і щільність з'єднання;

малу окислюваність, корозійну стійкість і необхідну електропровідність (якщо їх використовують для паяння провідників) та ін.

У техніці відомо багато металів і сплавів, застосовуваних як м'які і тверді припої. До основних з них можна віднести олов'яно-свинцеві припої, мідь, мідно-цинкові, срібні та мідно-фосфористі припої.

М'я к і припої складаються із сплавів, які в своїй основі мають олово і свинець і відзначаються низькою температурою плавлення — в межах від 180 до 300° С.

Різне співвідношення олова і свинцю зумовлює властивості припоїв.

Для одержання деяких спеціальних властивостей до олов'яно- свинцевих припоїв додають сурму, вісмут, кадмій, срібло. Сурма, як і срібло, підвищує температуру плавлення олоз'яно-свинцевих припоїв; вісмут і кадмій, навпаки, знижують її. Сурма збільшує твердість і міцність припоїв і знижує при цьому їх в'язкість.

Використовувані в практиці припої різних марок рекомендується застосовувати для паяння в таких випадках:

ПОС 90 — для паяння внутрішніх швів харчового посуду і для предметів, перед якими ставляться особливі гігієнічні вимоги;

ПОС 61 —для паяння радіо- й електроапаратури, деталей лічильно-аналітичних машин, легкоплавких металевих предметів, а також деталей з бронзи і сталі;

ПОС 50 — для паяння авіаційних радіаторів, електричних лічильників, деталей з латуні та білої жерсті;

ПОС 40 — для паяння радіаторів, електро- і радіоапаратури, фізико-технічних приладів, проводів під час електромонтажних робіт, оцинкованого і гальванічного заліза та ін.;

ПОС ЗО — для паяння цинку, оцинкованого заліза, сталі, латуні, міді та різних виробів ширвжитку, а також для лудіння підшипників;

ПОС 18 — для паяння свинцю, цинку, оцинкованого заліза, сталі, латуні і лудженої жерсті при знижених вимогах до міцності шва;

ПОС 4—6—для паяння сталі, білої жерсті, лудженої жерсті, латуні, міді при знижених вимогах до міцності шва.

Маркування олов'яно-свинцевих припоїв складається з літерного і цифрового позначення. Марка припою, наприклад, ПОЄ 90 означає: П — припій; О — олово; С — свинець; цифра 90 показує, що в цьому припої 90% за вагою олова, решта — свинець. Припій ПОСС 4—6 містить: олова — 4%, сурми — 6%, решта — свинець.

Легкоплавкі припої мають дуже низьку температуру плавлення. До складу таких припоїв у різних кількостях вводять свинець, олово, вісмут, кадмій, сурму, індій, ртуть та інші метали.

Припій на основі системи свинець — олово — вісмут плавиться при температурі 96° С; припій марки Л70 на вісмутовій основі плавиться при 70° С, а припій марки Л47 — при температурі 45° С тощо.

Легкоплавкі припої застосовують для паяння тонких олов'яних предметів, скла з металевою арматурою, деталей, особливо чутливих до перегрівання, а також у тих випадках, коли припій повинен виконувати роль температурного запобіжника (в електричних і теплових приладах) та ін.

М'які припої виготовляють у вигляді прутків, кусків дроту діаметром 3—5 мм, трубок з внутрішньою набивкою флюсом, а також у вигляді порошку і пасти з порошку припою з флюсом.

Тверді припої являють собою тугоплавкі метали і сплави з температурою плавлення від 700 до 1100°С. їх застосовують тоді, коли потрібно одержати високу міцність з'єднань.

Як тверді припої найчастіше застосовують мідно-цинкові і срібні сплави.

Мідно-цинкові припої позначають літерами ПМЦ і цифрою, яка показує вміст у припої міді: наприклад, марка ПМЦ-36 означає мідно-цинковий припій, до складу якого входить 36% міді, а решта 64% — цинк. Срібні припої позначають літерами ПСр і цифрою, яка показує вміст у припої срібла: наприклад, марка ПСр-70 означає срібний припій, до складу якого входить 70% срібла, решта — мідь і цинк.

Ці марки припоїв застосовують у таких випадках:

ПМЦ-36 — для паяння латуні, що містить до 68% міді;

ПМЦ-48 — для паяння мідних сплавів, які містять міді понад 68%;

ПМЦ-54 —для паяння міді, латуні, бронзи і сталі;

ПСр-12М і ПСр-25 — для паяння латунних і бронзових деталей, які потребують міцного з'єднання і чистоти місця спаю (патрубки, штуцери, арматура);

ПСр-45 — для паяння тонкостінних деталей і ніпелів;

ПСр-65 — для паяння деталей приладів;

ПСр-70 — для паяння проводів та інших деталей у тих випадках, коли місце спаю не повинно зменшувати електропровідність.

Припій для паяння чавуну з 50% закису міді і 50% бури застосовують у вигляді пасти, приготовленої на воді. Пасту наносять на шов спаюваних частин і деталь нагрівають у горні до плавлення міді, що виділяється із закису при високій температурі.

Крім описаних, застосовують припої спеціального призначення: для паяння нержавіючих сталей; для паяння пластинок твердого сплаву і пластинок із швидкорізальної сталі; припої для паяння алюмінію та його сплавів та ін.

Паяння нержавіючих сталей, легованих спеціальними елементами, являє собою певні труднощі, бо внаслідок хімічної взаємодії кисню з легуючими елементами при нагріванні в печах відбувається окислення поверхні сталі. Для видалення окислів, а також щоб запобігти дальшому їх утворенню, застосовують різні флюсуючі матеріали. Можливе паяння і без флюсів — у вакуумі або у відновній атмосфері сухого водню.

Для паяння нержавіючих сталей застосовують припій ПСр-44 або ПЖЛ.

Припої, застосовувані для напаювання пластинок твердого сплаву, складаються із сплавів на мідній основі. їх вибирають залежно від умов роботи різального інструмента.

Припій МІ застосовують для паяння в печах легко навантаженого інструмента із твердих сплавів вольфрамо-кобальтової групи. Припій Л62 використовують під час паяння індукційним і контактним методом для легко навантаженого інструмента. Припоєм ЛН-58-5 паяють важко навантажений інструмент з твердих сплавів титано-кобальтової групи, а припоєм ЛМц58-5 — легко навантажений інструмент з тих самих сплавів.

Найуніверсальнішим припоєм, застосовуваним в усіх випадках, є ЛНМц-56-5-5. Ним паяють інструмент із сплавів титано-кобальтової групи, що працюють в умовах сильного нагрівання місця спаю.

Паяння алюмінію та його сплавів дуже утруднене внаслідок того, що на повітрі, особливо при нагріванні, вони миттю окислюються й утворюють на поверхні міцну тугоплавку плівку окисів. У зв'язку з цим для паяння алюмінію та його сплавів найширше застосовують припої на алюмінієвій основі В-62 та 34А, бо вони мають порівняно низьку температуру плавлення (500—525р С) і тому ними можна паяти більшість алюмінієвих сплавів без небезпеки перепалу і плавлення спаюваних деталей.

Перед паянням поверхню алюмінієвих деталей очищають травленням у лугах, потім освітлюють в азотній кислоті з наступним промиванням у воді. Після очищення деталі складають під паяння із зазором 0,1—0,3 мм і паяють.

Після попереднього нагрівання з'єднуваних деталей на 400— 500° С у паяне з'єднання вносять флюс, наприклад марки Ф380А (34А), який складається з 47% хлористого калію, 38% хлористого літію, 5% фтористого натрію, 10% хлористого цинку. Флюс плавиться раніше від припою і, розтікаючись на поверхні, видаляє окисну плівку ще до початку плавлення припою. Завдяки цьому розплавлений припій швидко затікає в зазори і забезпечує міцне з'єднання деталей.

Флюси — це хімічні речовини, які в процесі паяння оберігають метал від окислення.

Флюси сполучаються з окислами й у вигляді шлаку спливають на поверхню припою. Така дія флюсу забезпечує безперервне змочування і розтікання припою по місцю спаю і створює умови, необхідні для одержання доброякісного з'єднання.

Коли для паяння користуються м'якими припоями, як флюси застосовують хлористий цинк, нашатир, каніфоль, пасти та ін.

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.

26.12.2015
6732

Комментарии

Нет комментариев. Ваш будет первым!