Тема13. Паяння та залудження

Паянням називається процес з’єднання металів у твердому стані, які при розплавленні змочують паяні поверхні і проникають в основний метал, заповнюють капілярний зазор між ними й утворюють паяний шов.

З визначення виходить, що процес утворення паяного шва пов’язаний із нагріванням. Для одержання спаю поряд з нагріванням треба забезпечити ще дві основні умови: видалити з поверхні металів у процесі паяння окисну плівку і ввести в з’єднувальний зазор між ними розплавлений зв’язуючий метал. При охолодженні (кристалізації) більш легкоплавкого зв’язуючого металу, що вступив у взаємодію з паяними металами, утворюється паяне з’єднання.

Матеріали, що піддаються паянню, називаються паяними, з’єднуваними або основними. Вводжуваний між ними для з’єднання метал або сплав, який має нижчу температуру плавлення, називається припоєм.

Процес паяння металів має багато спільного із зварюванням і, насамперед, із зварюванням плавленням, але, незважаючи на зовнішню подібність, між ними є принципіальні відмінності.

Якщо при зварюванні плавленням зварюваний і присадний метал у зварювальній ванні перебувають у розплавленому стані, то при паянні метал, який паяють, не плавиться. Утворення з’єднання без розплавлення кромок деталей, що паяються, є основною особливістю процесу паяння.

При паянні формування шва відбувається шляхом заповнення припоєм капілярного зазора між з’єднуваними деталями, тобто процес паяння пов’язаний з капілярною течією присадного металу, що не має місця при зварюванні плавленням.

І,нарешті, паяння, на відміну від зварювання плавленням, можна здійснити при будь-яких температурах, що лежать нижче температури плавлення основного металу. Ці відмінності мають іншу, ніж при зварюванні плавленням, природу процесів, які відбуваються при утворенні паяного шва.

Сучасні способи паяння охоплюють широку номенклатуру матеріалів: вуглецеві, леговані і нержавіючі сталі; тверді, кольорові і спеціальні сплави.

Залежно від застосовуваних припоїв виділяють два види паяння, що розрізняються за температурою плавлення та механічною міцністю припоїв: паяння м’якими припоями та паяння твердими припоями.

М’які припої мають температуру плавлення нижче 400® С і дають спай, що не забезпечує високої механічної міцності шва. Тверде паяння здійснюється за допомогою припоїв, які мають температуру плавлення понад 700® С і забезпечують високу механічну міцність і температуростійкість паяних з’єднань.

Перед паянням деталі старанно очищають від бруду, окалини тощо і щільно припасовують одну до одної. Потім знежирюють місця спаю, промазуючи їх травленою соляною кислотою. Якщо на спаюваних деталях не можна допускати наявності залишків кислоти, то знежирювання провадять каніфоллю, розведеною в спирті: спирт знежирює спаювану поверхню, а каніфоль оберігає її від окислення. Паяння при цьому чисте і рівне. Для паяння м’якими припоями користуються паяльниками з червоної (чистої) міді. Мідний паяльник добре нагрівається і зберігає тепло. Нагрівають паяльники електричним струмом, а також полум’ям паяльної лампи, газового пальника, у печах та ін.

Щоб спаяти м’яким припоєм дві поверхні, їх з’єднують і на місця паяння наносять флюс. Потім на кінець нагрітого й облудженого паяльника набирають краплю розплавленого припою і вводять його в зазор з’єднуваних поверхонь. Припій швидко охолоджується, застигає і спаяні частини з’єднуються в одне ціле, утворюючи щільне і міцне з’єднання, що називається швом.

Підготовка та паяння твердими припоями здійснюється складніше. Тут на очищені поверхні наносять флюс, накладають шматочки припою й обв’язують дротом, а потім нагрівають полум’ям паяльної лампи чи іншими засобами. Нагрівають доти, поки припій не розплавиться і не заллє місце спаю. Після закінчення паяння з’єднанню дають охолонути, після чого повільно видаляють залишки флюсів, зачищають напливи припою тощо. Для видалення залишків флюсів деталь промивають у холодній або гарячій воді, у спеціальних розчинах або зачищають напилком, металевою щіткою, обдувають піском та ін.

Каніфольні флюси не розчиняються водою, і для їх видалення застосовують спирти, бензин або трихлоретилен. Оскільки такі флюси не спричиняють корозії, то видаляти їх з поверхні шва не завжди обов’язково.