Главная 

Статьи 

Книги 

Юмор 

Разное 

О себе 

Обратная связь

Бондаренко Ю.Н.

ЛАБОРАТОРНАЯ ТЕХНОЛОГИЯ

*

Изготовление газоразрядных источников света

для лабораторных целей и многое другое

Предисловие  1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 Содержание

Глава 5. Припои и пайка.

Для спаивания деталей между собой служат разнообразные припои. Методам, технологии пайки, а также рецептам припоев и флюсов посвящена обширная литература. В практической работе приходится применять не так уж много и припоев, и флюсов и приёмов пайки.

Наиболее подходящими припоями для железа и сталей можно считать твёрдые припои. Например — медь с малой (до 1%) добавкой фосфора. Это мягкая фосфористая бронза (Бр0Ф4-0,25). Если её удастся достать в виде ленты (или стружки) то сталь лучше паять именно ею. Малая добавка фосфора не делает паяный шов хрупким, а припой не дымит, как латунь. Этот припой более тугоплавкий, чем латунь и менее стоек к обгоранию при повышенной температуре.

Резцы лучше всего паять или латунью или припоем ПСр-45. Последний не содержит кадмия. Это универсальный припой как для меди, так и для железа, нихрома, нержавейки.

При пайке твёрдых сплавов Т15-К6 и Т30-К4 — трудно паяемых сплавов типа «Победит» надо применять флюс Ф-100 состава: борфтористый калий — 46, бура безводная — 36, трех окись вольфрама — 14 и окись кобальта — 4. Для пайки других металлов, кроме вольфрама и молибдена, этот флюс малопригоден.

Пайка длинных и тонких пластинок из победита к стальной оправке по длинной грани приводит к тому, что из-за разности коэффициентов термического расширения в пластинке возникают трещины даже при пайке серебрянным припоем. Поэтому, если инструмент не предназначен для тяжёлых условий работы (например, это нож для резки стеклянных трубок), то лучше пластинку облудить серебрянным припоем и затем припаять к оправке оловянным припоем или же свинцом с добавкой трёх процентов серебра (Т. пл.~300°). Разумеется, затачивать такой инструмент необходимо не спеша, без сильного нагрева.

Для нержавейки, при пайке горелкой, надо применять флюс Ф-209, но мелкие, быстро прогреваемые детали из этой стали и нихрома можно паять с помощью буры. Буру следует наносить в виде кашицы с водой. Тогда паяемые поверхности флюсуются с момента нагрева и не успевают окислится.

Пайка термопар ХА, ХК, и нестандартной, но весьма удобной термопары нихром-константан легко производится в капиллярной кварцевой пробирке с коническим дном при внешнем нагреве горелкой на гремучем газе и флюсом из борфторида калия (рис. 13). Припоем служит более легкоплавкий провод термопары. Можно также обмотать будущий спай нихромом 0,4 мм (от электроплитки) и пропаять латунью с большим количеством буры на стеклодувной горелке. Этот метод применим до рабочей температуры около 600°. При более высокой температуре латунь интенсивно окисляется.

Рис.13

Пайка на воздухе вольфрама и молибдена возможна припоем Пср-45 или латунью с большим количеством буры или, лучше, флюса Ф-100. Очень полезно в этом случае иметь в спае никелевую деталь, чтобы в припой попала его примесь, это улучшит смачивание тугоплавких металлов.

Для пайки меди и её сплавов твёрдыми припоями наиболее подходящим является ПСр—45 и припои системы медь-фосфор. Последние, однако, уступают серебрянным по стойкости к коррозии при высоких температурах. Кстати, ими можно паять молибден и вольфрам. Никель тоже может прекрасно паяться этими припоями.

Сам никель в чистом виде можно применять для сварки стали пламенем гремучего газа с добавкой паров бензина (пайка больше похожа на автогенную сварку). Флюс при этом не требуется.

Мягкие припои можно применять для пайки меди, и её сплавов с флюсом из концентрированной фосфорной кислоты, который не является коррозионно-активным и обеспечивает прекрасное растекание припоя. Радиосхемы паять с этим флюсом нельзя. Если радиосхема будет промыта водой сразу после пайки, то можно применять флюс из равных частей глицерина и спирта. В этой смеси растворяется мочевина до насыщения.

При пайке радиосхем и их длительной наладке надо пользоваться старой доброй канифолью. Флюсов, в которые входит канифоль и растворимые в воде нелетучие компоненты невыгодны. Промыть их водой — недостаточно, т. к. остаётся канифоль и поэтому требуется промывка спиртом, в котором остальные компоненты могут быть, в свою очередь, нерастворимы.

Наилучший из флюсов для низкотемпературной пайки чёрных металлов — хлористый цинк с добавкой 50% хлористого аммония и (для нержавейки) — соляной кислоты. Однако паять с его помощью следует под тягой или во дворе. Пары хлористого аммония и соляной кислоты, выделяющиеся при разложении хлористого цинка, сильно коррозируют и опасны для оборудования лаборатории.

Наилучшим из мягких припоев для обычных паек следует признать ПОС—61. Другие рецепты следует применять, согласуясь с потребностями. Их свойства приведены в литературе.

Пайка алюминия представляет известные трудности. Из припоев можно рекомендовать силумин и сплав алюминий-цинк (из него делают автомобильные карбюраторы, дверные ручки, ключи и другое точное литьё). При этом следует использовать флюс А-34. Этот флюс корозионно-активный и его остатки следует тщательно удалять с места пайки. Для мягкой пайки проводов с помощью паяльника следует применять чистое олово или сплав олово-кадмий. В качестве флюса следует использовать парафин, зачищая провод под его слоем.

Очистка металла перед пайкой имеет первостепенное значение. Для высокотемпературной пайки ещё можно допустить ржавчину, но стали, содержащие хром и другие металлы с термоустойчивыми и тугоплавкими окислами следует очищать очень тщательно. Наиболее надёжный способ — механический. Если его применить нельзя — применяют травление. Для железа достаточно десятипроцентной серной кислоты с ингибитором, Для нержавеющих сталей, титана можно применять азотную кислоту с добавкой плавиковой, царскую водку и другие изуверские смеси.

Особые требования предъявляются при пайке мягкими припоями, так как низкотемпературные флюсы хуже растворяют окислы металлов. Железо паяется с водным раствором хлористого цинка только свежезачищенное. Растворение следов ржавчины требует большого количества флюса и визуального контроля процесса пайки.

Медь тоже может преподнести «сюрприз». Если она была паяна оловянно-свинцовым припоем и длительно коррозировала в воде, то перепаять шов можно только после его разборки и зачистки поверхностей до блеска. Это касается даже пайки с фосфорной кислотой и другими активными флюсам. Дело в том, что образовавшаяся при коррозии в шве окись олова очень плохо растворяется в кислотах, а механически удалить её можно не всегда. Тогда выручает следующий приём: Деталь посыпается твёрдым едким натрием, который следует расплавить. Это можно делать пламенем водорода или гремучего газа. Пламя, содержащее двуокись углерода, превращает щёлочь в тугоплавкую соду. Расплав щёлочи быстро растворяет грязь и продукты коррозии припоя. Деталь следует промыть в воде и паять с фосфорной кислотой. Если однократная очистка не дала эффекта, её повторяют. Этот способ применим только к деталям из медных сплавов и серебра.

«Странные» металлы

Современные методы изготовления проволоки и других металлических полуфабрикатов очень изощрённы. В результате их применения получается «волокнистая» проволока с «эффектом памяти». Сгибать её в одном направлении легче, чем в другом. Это касается специальным образом изготовленной стальной проволоки, а также вольфрама и, в меньшей степени, молибдена. Этот эффект связан, видимо, с волокнистой структурой металла и полностью снимается отжигом при температуре красного каления.

При попытке изготовления из стальной проволоки от линий электропередачи пружины для мышеловки она получилась «деревянной». Сила удара – слабая, «отрабатывает» медленно. Её свойства значительно улучшились после того, как намотанную пружину прогрели до 250° – 300°. Подобные свойства могут быть присущи и листовому металлу.

При гибке подвергнутой отжигу проволоки она упрочняется в месте сгиба и чёткий угол получить трудно.

Наоборот, листовой холоднокатанный пермаллой «ломается» в месте сгиба, оставаясь при этом целым. При этом угол сгиба необычайно острый.

Сплавы алюминия с кальцием и другие сплавы ЩЗМ при определённом соотношении компонентов могут саморастрескиваться на воздухе.