Пайка - это технологический процесс получения неразъемных соединений металлов нагревом до расплавления более легкоплавкого присадочного металла - припоя, заполняющего зазор между соединяемыми деталями. Основной металл при пайке не плавится, а нагревается до температуры расплавления припоя.
В качестве источника тепла при пайке используется водороднокислородное пламя.
К преимуществам пайки относятся отсутствие расплавления и незначительный нагрев основного металла. Эти преимущества позволяют получать высококачественные соединения не только однородных металлов, но и разнородных металлов и сплавов.
Согласно ГОСТ 17327-71 различают два основных вида пайки: высокотемпературную и низкотемпературную. Температура плавления припоев для высокотемпературной- свыше 550° С, а для низкотемпературной - ниже 550° С. В основу высокотемпературных припоев входят медь, цинк, серебро, а низкотемпературных - свинец, олово, сурьма.
Пайке поддаются чугун, низкоуглеродистая и легированная сталь, медь, никель, алюминий и их сплавы и др. Источником нагрева при пайке является сварочное пламя. В качестве основного инструмента используется сварочная горелка. При пайке широкое применение нашли горелки, работающие на газах-заменителях ацетилена.
Припои выпускают в виде проволоки, прутков, полос, порошковой проволоки, порошков и пасты.
Для получения надежного паяного соединения припои должны удовлетворять следующим требованиям:
температура плавления припоя должна быть ниже температуры плавления основного металла;
расплавленный припой в сочетании с флюсом должен быть жидкотекуч, хорошо растекаться, проникая в щели зазора, и хорошо смачивать металл,
припой и металл должны взаимно диффундировать и образовывать сплав;
припой должен обладать одинаковой или более высокой, чем основной металл, коррозионной стойкостью,
припой должен удовлетворять требованиям, предъявляемым к внешнему виду изделий, и не содержать дорогих и дефицитных компонентов.
Все припои для высокотемпературной пайки можно разбить на следующие группы медные, медно-цинковые, серебряные, медно-фосфористые.
Медные припои применяют для пайки стали преимущественно в печах с защитной атмосферой. Медно-цинковые - при пайке стали, чугуна, меди, бронзы и никеля.
Лучшие результаты дает припой марки ЛОК 62-06-04, содержащий 60-63% меди; 0,3-04% олова; 0,4-0,6% кремния, остальное цинк. Температура плавления его - 905° С, предел прочности - 45 кгс/мм2.
Серебряные припои можно применять при пайке всех черных и цветных металлов, кроме алюминия и цинка, имеющих более низкую температуру плавления, чем припой. Температура плавления серебряных припоев - 720-870° С. В зависимости от содержания серебра серебряные припои выпускаются марок от ПСр10 до ПСр 70.
Медно-фосфористые припои находят широкое применение в электропромышленности. Их используют только Для пайки меди и латуни.
Припои для низкотемпературной пайки готовят на основе оловянно-свинцовых сплавов различного состава. В зависимости от содержания олова (Sn) используют припои марок от ПОС 90 (89-90% Sn) до ПОС 18 (17-18% Sn).
Для низкотемпературной пайки применяют также сурьмянистые припои марки ПОСС-4-6.
Для пайки алюминия в качестве низкотемпературных припоев рекомендуются сплавы: 50% Zn, 45% Sn, 5% Al и 25% Zn, 70% Sn, 5% Al. Паяные соединения низкотемпературными припоями обладают низкой коррозионной стойкостью, что ограничивает их применение для деталей, работающих в воде или влажном воздухе. Для высокотемпературной пайки алюминия и его сплавов рекомендуются припои, содержащие 10-12% Si; 0,7% Fe, остальное - Al с температурой плавления 577°С, и припой состава 28% Си, 6% St, 66% Al с температурой плавления 525°С.
При водороднокислородной пайке применяются флюсы в виде порошков, пасты и газа. Основой большинства флюсов при твердой пайке является бура (Na2B407). Для усиления действия флюса к буре часто добавляют борную кислот), благодаря которой флюс становится более петым и вязким, требующим повышения рабочей температуры. Для понижения рабочей температуры флюса, что особенно важно для легкоплавких припоев, вводят хлористый цинк (ZnCl2), фтористый калий (KF) и другие щелочные металлы.
Перед пайкой соединяемые детали тщательно очищают от загрязнений, окалины, окислов, жира и др. Порошкообразные флюсы насыпают тонким слоем на очищенные кромки, причем часто применяют предварительный подогрев кромок с тем, чтобы частицы флюса плавились, прилипали к металлу и не сдувались пламенем горелки при пайке. Порошкообразный флюс наносят также на конец прытка припоя. Пасты и жидкие растворы наносят на поверхность соединяемых деталей кистью или обмакивают в них припой. При пайке наибольшее применение получили нахлесточные соединения. Зазор между соединяемыми поверхностями должен быть минимальным, а при пайке серебряными припоями - 0,05-0,03 мм.
