ДОМАШНИЙ СЛЕСАРЬ

Припои и флюсы

Припои представляют собой металлы или спла­вы, обладающие способностью сплавляться с мате­риалом соединяемых деталей, создавая неразъемное соединение.

Чтобы обеспечить качественное паяние, припои должны обладать следующими физико-химическими, механическими и технологическими свойствами:

1) более низкой температурой плавления, чем спаиваемые металлы;

2) хорошей жидкотекучестью и высокой смачи­вающей способностью, что обеспечивает затекание их в тончайшие зазоры;

3) хорошей диффузионной способностью в паре с соединяемыми металлами, что обеспечивает высо­кую прочность и плотность соединения;

4) малой окисляемостью, коррозионной устой­чивостью и необходимой электропроводностью (если они используются при паянии проводников) И др.

В технике известно много металлов и сплавов, при­меняемых в качестве мягких и твердых припоев. К основным из них могут быть отнесены оловянно-свин - цовые припои, медь, медно-цинковые серебряные и медно-фосфористые припои.

Мягкие припои состоят из сплавов, которые в своей основе содержат олово и свинец и отличаются низкой температурой плавления в пределах от 180 до 300°

Различное соотношение олова и свинца опреде­ляет свойства припоев. Оловянно-свинцовые припои по сравнению с другими обладают рядом преиму­ществ: высокой смачивающей способностью, хоро­шим сопротивлением коррозии и окислению, удоб­ством применения.

В целях получения некоторых специальных свойств к оловянно-свинцовым припоям добавляют сурьму, висмут, кадмий, серебро. Сурьма, так же как и сереб­ро, повышает температуру плавления оловянно-свин - цовых припоев; висмут и кадмий, наоборот, снижают ее. Сурьма увеличивает твердость и прочность припоев и снижает при этом их вязкие свойства.

Используемые в практике марки припоев рекомен­дуется применять для пайки в следующих случаях:

ПОС-90 — для паяния внутренних швов пище­вой посуды и для предметов, к которым предъявля­ются особые гигиенические требования;

ПОС-61 — для паяния радио - и электроаппара­туры, легкоплавких металлических предметов, а так­же термически обработанных (закаленных) деталей;

ПОС-50 — для паяния электрических счетчиков, деталей из латуни и белой жести;

ПОС-40 — для паяния радиаторов, электро - и радиоаппаратуры, физико-технических приборов, проводов при электромонтажных работах, оцинкован­ного и гальванического железа и др.;

ПОС-ЗО — для паяния цинка, оцинкованного железа, стали, латуни, меди и различных изделий ширпотреба, а также для лужения подшипников;

ПОС-18 — для паяния свинца, цинка, оцинко­ванного железа, стали, латуни и луженой жести при пониженных требованиях к прочности шва;

ПОС-4-6 — для паяния стали, белой жести, лу­женой жести, латуни, меди при пониженных требо­ваниях к прочности шва.

Легкоплавкие припои обладают чрезвычайно низкой температурой плавления. В состав таких при­поев в различных количествах вводят свинец, оло­во, висмут, кадмий, сурьму, индий, ртуть и дру­гие металлы.

Припой на основе системы свинец-олово-висмут плавится при температуре 96°; припой марки Л70 на висмутовой основе плавится при 70°, а припой мар­ки Л47 — при температуре 45° и т. п. Легкоплавкие припои применяют при паянии тонких оловянных предметов, при паянии стекла с металлической ар­матурой, деталей, особенно чувствительных к пере­греву, а также в тех случаях, когда припой должен выполнять роль температурного предохранителя (в электрических и тепловых приборах) и др.

Мягкие припои изготовляют в виде прутков, кус­ков проволоки диаметром 3—5 мм, трубок с внут­ренней набивкой флюсом, а также в виде порошка и пасты из порошка припоя с флюсом.

Твердые припои представляют собой тугоплав­кие металлы и сплавы с температурой плавления от 700 до 1100° Они применяются в тех случаях, когда необходимо получить высокую прочность со­единений.

В качестве твердых припоев наиболее часто при­меняют медно-цинковые и серебряные сплавы.

Медно-цинковые припои обозначают буквами ПМЦ и цифрой, показывающей содержание в при­пое меди: например, марка ПМЦ-36 обозначает мед- но-цинковый припой, в состав которого входит 36% меди, а остальные 64% — цинк. Серебряные припои обозначаются буквами ПСр и цифрой, показываю­щей содержание в припое серебра; например, марка ПСр-70 обозначает серебряный припой, в состав которого входит 70% серебра, остальное — медь и цинк.

Эти марки припоев применяются в следующих случаях: ПМЦ-36 — для паяния латуни, содержащей до 68% меди; ПМЦ-48 — для паяния медных спла­вов, содержащих меди свыше 68%; ПМЦ-54 — для паяния меди, латуни, бронзы и стали; ПСр-12м — для паяния латунных и бронзовых деталей, требу­ющих прочного соединения и чистоты места спая (патрубки, штуцеры, арматура); ПСр-45 — для па­яния тонкостенных деталей и ниппелей; ПСр-65— для паяния деталей приборов; ПСр-70 — для пая­ния проводов и других деталей в тех случаях, ког­да место спая не должно уменьшать электро­проводность.

Припой для паяния чугуна из 50% закиси меди и 50% буры применяется в виде пасты, приготов­

Ленной на воде. Пасту наносят на шов спаиваемых частей и деталь нагревают в горне до плавления меди, выделяющейся из закиси при высокой тем­пературе.

Кроме описанных применяют припои специаль­ного назначения: для паяния нержавеющих сталей; для напайки пластинок твердого сплава и пластинок из быстрорежущей стали; припои для паяния алю­миния и его сплавов и др.

Паяние нержавеющих сталей, легированных спе­циальными элементами, представляет известные труд­ности, так как вследствие химического взаимодей­ствия кислорода с легирующими элементами при нагреве в печах происходит окисление поверхности стали. Для удаления окислов, а также для предуп­реждения дальнейшего их образования применяют различные флюсующие материалы. Возможно паяние и без флюсов — в вакууме или в восстановительной атмосфере сухого водорода.

Для паяния нержавеющих сталей применяют при­пой ПСр-44 или ПЖЛ.

Припои, применяемые для напайки пластинок твердого сплава, состоят из сплавов на медной ос­нове. Они выбираются в зависимости от условий ра­боты режущего инструмента.

Припой М1 применяется для паяния в печах лег­ко нагруженного инструмента из твердых сплавов вольфрамо-кобальтовой группы.

Припой Л62 используется при паянии индукци­онным и контактным методом для легко нагружен­ного инструмента. Припоем ЛН-58-5 паяют тяжело нагруженный инструмент из твердых сплавов тита - но-кобальтовой группы, а припоем ЛМц-58-5 — лег­ко нагруженный инструмент из тех же сплавов.

Наиболее универсальным припоем, применяе­мым во всех случаях, является ЛНМц-56-5-5. Им

10

Домашний слесарь
паяют инструмент из сплавов титано-кобальтовой группы, работающих в условиях сильного нагрева места спая.

Паяние алюминия и его сплавов весьма затруд­нительно вследствие того, что на воздухе, особенно при нагреве, они мгновенно окисляются и образуют на поверхности прочную тугоплавкую пленку окис­лов. Поэтому для паяния алюминия и его сплавов применяют специальные припои, например, припой марки 34А, состоящий из 28% меди, 6% кремния и 66% алюминия. Паяние этим припоем производится с применением флюса.

Флюсы представляют собой химические вещества, которые в процессе паяния предохраняют металл от окисления.

Флюсы соединяются с окислами и в виде шлака всплывают на поверхность припоя. Такое действие флюса обеспечивает непрерывное смачивание и рас - текаемость припоя по месту спая и создает условия, необходимые для получения качественного соедине­ния.

При паянии мягкими припоями в качестве флю­сов применяют хлористый цинк, нашатырь, кани­фоль, пасты и др.

Эти флюсы по характеру действия можно разде­лить на три группы.

1. Кислотные, или активные, флюсы (хлористый цинк, паста 15-85 и др.), имеющие в своем составе свободную соляную кислоту, которая растворяет окисную пленку. Недостатком этих флюсов является интенсивная коррозия паяного шва, поэтому после паяния необходимо нейтрализовать и тщательно про­мыть места пайки в проточной воде.

Хлористый цинк, называемый также травленой кислотой, применяют при паянии черных и цветных металлов (кроме цинковых и оцинкованных деталей, алюминия и его сплавов). Получают хлористый цинк растворением одной части мелко раздробленного цинка в пяти частях соляной кислоты.

2. Антикоррозионные флюсы, изготовляемые на основе фосфорной кислоты с различными добавка­ми органических соединений и растворителей.

3. Бескислотные флюсы, к которым относятся различные органические вещества: канифоль, пара­фин, глицерин, жиры и масла.

Канифоль, например, хорошо очищает от окис­лов латунь, медъ, свинец и свинцовые сплавы и поэтому имеет широкое применение.

Канифоль — вещество, получаемое при сухой перегонке смолы. Она обладает тем преимуществом, что не вызывает коррозии паяного шва. Благодаря этому канифоль в виде порошка или раствора в спирте широко используется для паяния электро - и радио­аппаратуры.

Нашатырь используется в виде кусков или порош­ка. При нагревании нашатырь разлагается с выделе­нием вредного для здоровья белого газа, поэтому при паянии рекомендуется пользоваться не чистым на­шатырем, а его раствором в воде.

При паянии твердыми припоями в качестве флю­сов используют буру, борную кислоту и некоторые другие вещества.

Бура (плавленая) применяется в виде порошка или пасты, замешанной на спирте. С помощью буры про­изводят паяние меди, бронзы, стали, а также напа­ивают пластинки твердых сплавов к державкам рез­цов и др.

Борная кислота применяется в виде белых жир­ных на ощупь чешуек. Флюсующие свойства борной кислоты выше, чем у буры. Она лучше очищает, имеет меньшую текучесть и после охлаждения легче удаля­ется, чем бура.

При паянии нержавеющих и жаропрочных сталей применяют смесь, составленную из 50% буры плав­леной и 50% борной кислоты, разведенных в раство­ре хлористого цинка до густоты пасты. При паянии серого чугуна к буре добавляют хлористый калий, перекись марганца или окись железа.