Выполнение паяных соединений

В домашних условиях мастерской можно легко выполнить пайку деталей из мягкого железа,-меди, латуни, цинка, олова, свинца и серебра. А вот с пайкой алюминия и алюминиевых сплавов, бронзы, углеродистой стали и чугуна в домашней мастерской лучше не связываться: во-первых, она требует применения специальных паяльных кислот, флюсов, припоев и следование специальной, трудновыполнимой технологии; во-вторых, паяные соединения деталей из этих металлов получаются крайне непрочными. Для пайки небольших деталей массой до 100 г вполне подойдет обычный электрический паяльник мощностью 30-500 Вт. Пайку деталей большей массы лучше выполнять с использованием паяльной лампы.

Для пайки в домашних условиях чаще всего пользуются оловянно-свинцовыми легкоплавкими припоями марки ПОС. В зависимости от содержания олова в припое изменяется температура его плавления: чем олова больше, тем ниже температура плавления припоя, для припоев марки ПОС эта величина находится в пределах 280-180 °С. В маркировке припоя процентное содержание олова обозначается цифрой, следующей после сокращения ПОС: например, припой ПОС-60 - это припой оловянно-свинцовый с процентным содержанием олова в припое 60%.

Получить надежное паяное соединение возможно только в том случае, если горячий припой попадает на поверхность абсолютно чистого, не загрязненного никакими веществами и не покрытого никакими пленками, металла. Однако именно при нагреве на поверхности металлов начинают интенсивно образовываться оксидные, карбидные, нитридные и другие пленки, препятствующие нормальному соединению припоя с металлом. Для предотвращения появления и растворения этих нежелательных пленок применяются различного рода паяльные флюсы и кислоты. Кроме того, в состав паяльных флюсов входят вещества, способствующие уменьшению поверхностного натяжения жидкого припоя, а значит, облегчающие его протекание внутрь паяного шва.

Канифоль представляет собой твердую смолу -один из продуктов перегонки сока (живицы) сосны или ели. Внешне канифоль немного напоминает янтарь, но она намного мягче его. К плюсам канифоли относятся невысокая температура плавления, относительная ее дешевизна по сравнению с другими флюсами и то, что, оставшись после пайки на поверхности металла, канифоль не оказывает на него никакого вредного воздействия. К минусам канифоли относится то, что хотя она и препятствует возникновению окисных пленок на поверхности металлов, но неспособна их разрушать, поэтому до или во время пайки с использованием канифоли необходимо дополнительно удалять пленки окислов механическим способом.

Нашатырь хорош тем, что он не только очищает поверхность металла перед пайкой, но и способствует хорошему облуживанию жала паяльника.

Прежде чем приступать непосредственно к пайке, определитесь со способом соединения спаиваемых деталей: встык, внахлестку или с накладкой. Затем тщательно зачистите поверхности соединяемых деталей от грязи и окислов, а затем обезжирьте их каким-либо жирорастворяющим средством, например бензином или керосином.

Нагрейте паяльник. Необходимая температура нагрева жала паяльника определяется его прикосновением к куску твердой канифоли или нашатыря: если флюс при прикосновении шипит, и от него идет легкий дымок, значит, паяльник нагрет достаточно; если же дыма нет или он очень интенсивный, значит, паяльник недогрет или перегрет, и его необходимо соответственно еще немного погреть или дать ему остыть.

У нагретого паяльника очистите напильником жало от следов окалины. Следующий этап подготовки к паянию - облуживание жала. На всю глубину погрузите жало в канифоль или нашатырь так, чтобы расплавленный флюс покрыл его достаточно толстым слоем, после чего нагрейте паяльник до температуры плавления припоя и прижмите к нему жало, при этом оно покроется тонким слоем олова. Во время пайки припой будет хорошо набираться на подготовленное таким образом жало.

Облудите также сопрягаемые поверхности спаиваемых деталей. Для этого прогрейте их г алом паяльника, с его же помощью покройте поверхности сначала флюсом, а затем припоем. Далее соедините детали друг с другом необходимым образом и неподвижно зафиксируйте соединение в тисках или с помощью струбцин. Независимо от типа соединения, детали при пайке размещайте относительно друг друга таким образом, чтобы в пространство между ними мог свободно затекать припой и чтобы паяный шов имел как можно большую площадь. На жало паяльника наберите необходимое количество припоя и прижмите его к месту шва. Как только шов между соединяемыми деталями прогреется в достаточной степени, припой стечет с паяльника и заполнит собой нагретый участок. Затем повторите эту же операцию на соседнем участке шва и т.д. В результате должен получиться непрерывный паяный шов равномерной толщины.

При пайке очень важна температура жала паяльника. Если оно будет сильно перегрето, то расплавляемый припой станет слишком жидким и попросту не удержится на жале. Кроме того, некоторые марки припоев (в частности, универсальный припой ПОС) при чрезмерной температуре начинают интенсивно окисляться, и прочность паяного соединения заметно снижается. Паять недогретым паяльником вообще невозможно: место шва не сможет нагреться до необходимой температуры, и застывший к тому времени припой просто не соединится с поверхностью спаиваемых деталей.

До сих пор мы рассматривали технологию пайки только легкоплавкими, т.е. с температурой плавления до 500 °С, припоями. Однако иногда возникает необходимость в получении термостойких паяных соединений, и тогда в качестве материалов для пайки применяются тугоплавкие твердые припои и специальные термостойкие флюсы.

Технология пайки твердыми тугоплавкими припоями принципиально не отличается от технологии пайки оловянно-свинцовыми припоями, но она требует использования соответствующих нагревательных инструментов (обычно паяльных ламп или газовых горелок) и, как мы уже сказали, специальных термостойких флюсов. Для применения в домашних условиях выпускаются твердые припои на основе меди и сплавов меди с цинком (так называемые латунные припои), фосфором, свинцом, кадмием.

Латунные припои хорошо подходят для пайки деталей из меди и медных сплавов, нержавеющих сталей, никелесодержащих сплавов (детали из этих металлов присутствуют, например, в смесителях). В качестве флюса в паре с латунными припоями можно использовать буру, борную кислоту, силикат натрия, гидрофосфат аммония, бромиды натрия и калия.