Bktp-omsk.ru

Делаем сами
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Чем отличается сварка металлических деталей от паяния?

ПРИЛОЖЕНИЕ

Металлические детали так же, как и деревянные, можно соединить с помощью шурупов и болтов. Но есть и еще три способа соединения, которые отличаются тем, что соединяют очень прочно, без последующего рассоединения. Эти способы — заклепочные соединения, пайка металла и сварка термитом.

Заклепочные соединения ( 91) применяются в основном в листовом металле различных конфигураций. Заклепка представляет собой гладкий стержень из малоуглеродистой стали или из мягких металлов, имеющий на одном конце головку. Цель заклепывания состоит в том, чтобы, просверлив в соединяемых деталях отверстия, вставить в них заклепку и молотком расклепать второй конец, образовав на нем такую же головку. Иногда, при соединении маленьких деталей, заклепки изготовляются самим работающим из проволоки нужной толщины. В этом случае обе головки образуются при расклепывании в момент соединения. Расклепываемые концы стержня расклепки должны выступать над поверхностью отверстия на величину, равную 1 — 1,5 диаметра заклепки.

Обычно при помощи заклепки крепят листовой материал, когда детали соединяют швом внахлестку, в стык с одной накладкой или в стык с двумя накладками — с обеих сторон шва.

Отверстия под заклепки делают при помощи сверла, диаметр которого должен быть на 0,1_0,2 мм больше диаметра заклепки. Чтобы отверстия в обеих деталях совпадали, их сверлят спаренными, зажав в тисках или другим способом.

Заклепку вставляют в отверстия и головку упирают в кусок железа. Затем ударами молотка по торцу заклепки ее осаживают и расклепывают, изменяя направление удара для придания головке нужной формы < 92). Затем головку окончательно отделывают специальной обжимкой.

Пайка — это соединение металлических деталей при помощи легкоплавких сплавов, называемых припоями. Существуют различные способы паяния. Мы расскажем о самом простом. Для паяния наиболее удобен электрический паяльник. Предназначенные к пайке поверхности следует хорошо зачистить напильником или шкуркой. ^ Затем нагретый конец паяльника погружают в ка-Рис 92. Формование головки, нифоль. Если при этом появится легкий дымок, значит, паяльник нагрет достаточно. Канифоль очистит конец паяльника, который после этого нужно немедленно приложить к припою, которым является чаще всего сплав свинца с оловом, и держать, пока припой не начнет плавиться. После этого следует захватить концом паяльника немного припоя и еще раз потереть его о канифоль. Паяльник, как говорят, залудится и будет хорошо прихватывать припой.

Набрав на паяльник припой, нужно осторожно перенести его на те поверхности, которые необходимо припаять, и покрыть их припоем. Затем поверхности прикладываются друг к другу и нагреваются паяльником. Припой расплавится, а потом, когда паяльник будет убран, застынет, прочно соединив детали.

Сварку термитом используют в том случае, если нет возможности сварить металлические изделия при помощи газовой сварки и электросварки. Для этого изготавливают термитный карандаш.

Термитный карандаш представляет собой отрезок проволоки из обычной углеродистой стали, на которую наносят термит, круто замешанный на клею. Клей лучше всего брать нитроцеллюлозный, т. к. он быстрее сохнет. Диаметр проволоки может быть от 2 до 5 мм, это зависит от того, насколько массивными будут свариваемые детали: чем они массивнее, тем толще нужна проволока. В состав термита входят опилки алюминия (но не силумина) — 23% (по массе) и порошок железной окалины — 77%. Размер частиц алюминия и окалины должен быть около 0,5 мм.

На конец термитного карандаша наносят затравку— «спичечную головку», которая состоит из бертолетовой соли и мелких алюминиевых опилок в соотношении 2:1, замешенных на клее. Затравка нужна для поджигания термита.

Печи для паяния металлических изделий

Несмотря на различную конструкцию печей для пайки к ним предъявляются одинаковые основные требования. Во избежание коробления паяемых деталей, нагрев последних должен производиться замедленно; температура печи должна обеспечить расплавление припоя и перегрез его на 50—60° выше точки плавления; для предотвращения окисления деталей при выемке из печи охлаждение их должно производиться в защитной атмосфере.

Подготовленные для пайки детали в собранном виде поступают через дверцу в камеру предварительного нагрева, где во избежание коробления они предварительно подогреваются. Из камеры предварительного нагрева паяемые узлы подаются в камеру пайки, которая для сохранения тепла и для поддержания заданной температуры окружена толстым слоем из термоизоляционного материала и закрыта с внешней стороны металлическим кожухом.

В этой камере происходит расплавление припоя и заполнение им шва, т. е. осуществляется процесс пайки. Изделие проходит далее в камеру, окруженную водяной рубашкой, где паяные детали медленно охлаждаются до температуры 100—150°; после этого через дверцу они выходят из печи. Предварительно подготовленная защитная атмосфера подается в печь по каналу и заполняет все три камеры печи. Защитный газ находится в печи под небольшим избыточным давлением; при этих условиях воздух не может проникнуть внутрь печи и вызвать окисление паяемых изделий.

Избыток защитного газа непрерывно выходит через загрузочное отверстие печи и сгорает вблизи его; продукты сгорания защитного газа должны полностью удаляться вентиляцией. Температура печи контролируется термопарой и автоматически регулируется пирометром.

В производственных условиях в зависимости от веса деталей и требуемой производительности для пайки применяются печи трех различных видов: печи с ручным перемещением изделий, печи с сетчатым конвейером и печи с роликовым подом. Кроме специальных печей с горизонтальными проходными камерами, твердую пайку можно производить и в обычных камерных печах в герметически закрытых ящиках, наполненных защитной средой.

При малых масштабах производства часто применяются печи с ручным перемещением изделий. Паяемые детали в собранном виде закладываются в лотки или корзины и устанавливаются на рельсы, проложенные на поду внутри печи. Такие печи иногда не имеют камеры предварительного нагрева и состоят лишь из камеры пайки и камеры охлаждения. Защитная атмосфера подается в обе камеры из специальной установки. Чтобы обеспечить достаточное охлаждение деталей, охлаждающая камера делается в 3 раза длиннее нагревательной. Загрузка и выгрузка лотков с деталями осуществляется вручную. Если печь не имеет камеры предварительного нагрева, то детали перед загрузкой в нее подогревают отдельно.

Производительность печи с ручным перемещением изделий зависит от температуры плавления применяемого припоя и общего веса изделий. Так, для пайки медью (температура пайки 1150°) производительность печи может быть в пределах 20—100 кг/час.

Печи с сетчатым конвейером применяются в поточно-массовом производстве. Они предназначены в основном для мелких деталей, но в больших партиях. Паяемые детали в этих печах устанавливаются непосредственно на сетку, изготовленную в виде ленты из жаростойкой проволоки. Лента при своем движении проходит через камеру пайки и камеру охлаждения. Производительность такой печи достигает 100—300 кг/час.

Печи с роликовым подом отличаются от вышеописанных тем, что конвейер их состоит из системы приводных роликов, размещенных по всей длине печи. Подлежащие пайке мелкие детали кладутся в лотки, а крупные устанавливаются непосредственно на рольганг. Загрузка и выгрузка печи производится автоматически в одном и том же месте, так как роликовый конвейер представляет собой горизонтально замкнутую петлю. Этот тип печей предназначен для массовой пайки крупных изделий. Производительность печей составляет 300-1000 кг/час.

Приспособления. Если при пайке в печи невозможно применение точечной сварки или какого-либо другого метода скрепления паяемых узлов при их транспортировке, то прибегают к дополнительным устройствам, которые хотя и снижают производительность печи из-за необходимости дополнительной затраты времени и тепла на нагрев их, но являются необходимыми. Приспособления дают возможность паять детали в вертикальном положении и предотвращают смещение паяемых узлов относительно друг друга как при пайке, так и во время транспортировки их в печи.

Процесс пайки и заливки металлов: последовательность и отличия от сварки

Пайка является широко распространенным процессом, как при изготовлении, так при ремонте деталей. Этот способ известен людям уже 3-5тыс. лет. При раскопках находят паянные медно-серебрянным припоем трубы, украшения, оружие. Пайка незаменима в радиоэлектронике, ракето-, самолето-, автотракторостроении. С помощью пайки изготовляются трубопроводы, радиаторы , электрооборудование и др. Процесс пайки легко поддается механизации и автоматизации.

Пайка — процесс соединения металлических поверхностей, находящихся в твердом состоянии, расплавленными припоями, которые заполняют зазор между поверхностями и образуют паянный шов при кристаллизации.

Пайка выполняется в следующей последовательности:

  • — нагрев спаиваемых деталей до температуры, близкой к температуре плавления припоя;
  • — расплавление припоя и нанесение его на предварительно обработанные детали ;
  • — заполнение припоем шва ; растворение основного металла в расплавленном шве и взаимная диффузия металлов;
  • — кристаллизация шва.

Другие страницы по теме

«Пайка»

Для выполнения пайки необходимо, чтобы частицы расплавленного припоя вступали в прочный контакт с поверхностями соединяемых деталей. Капля расплавленного припоя растекается (см.рис.1) по поверхности до определенного предела. Пайка возможна, когда припой хорошо смачивает твердое тело. Если жидкость не смачивает твердое тело , то пайка невозможна. Хорошего смачивания можно добиться соответствующей подготовкой поверхности ( механическая обработка для удаления окислов, обезжиривание для удаления жировых загрязнений) и подбором припоя и флюса . При хорошем смачивании заполняются все зазоры и поры и обеспечивается прочное соединение деталей.

Рис.1.Смачивание поверхности детали припоем .

Хотя процесс пайки является родственным сварке, но есть принципиальные отличия:

  1. Образование шва при пайке происходит за счет заполнения расплавленным припоем капиллярного зазора между поверхностями и взаимной диффузии металлов.
  2. При пайке не плавится основной металл, а только припой, а при сварке плавится свариваемый и присадочный материал. Шов образуется без расплавления кромок паяемых деталей.

Прочность соединения деталей при пайке ниже чем при сварке, но во многих случаях является достаточной для конкретных изделий. При этом пайка имеет некоторые технологические преимущества перед сваркой:

  1. Дает возможность соединения разнородных металлов и даже металла с неметаллом.
  2. Простота технологического процесса, хорошие условия для автоматизации и механизации пайки, высокая производительность труда.
  3. Температура нагрева детали при пайке значительно ниже, чем при сварке, при пайке нет значительных остаточных деформаций и не происходит коробления , не расплавляются кромки и не изменяется структура и механические свойства соединяемых деталей.

GardenWeb

Соединение металлических деталей

Металлические детали так же, как и. деревянные, можно соединить с помощью шурупов и болтов. Но есть и еще три способа соединения, которые отличаются тем, что соединяют очень прочно, без последующего рассоединения. Эти способы — заклепочные соединения, пайка металла и сварка термитом.
Заклепочные соединения применяются в основном в листовом металле различных конфигураций. Заклепка представляет собой гладкий стержень из малоуглеродистой стали или из мягких металлов, имеющий на одном конце головку. Цель заклепывания состоит в том, чтобы, просверлив в соединяемых деталях отверстия, вставить в них заклепку и молотком

расклепать второй конец, образовав на нем такую же головку. Иногда, при соединении маленьких деталей, заклепки изготовляются самим работающим из проволоки нужной толщины. В этом случае обе головки образуются при расклепывании в момент соединения. Расклепываемые концы стержня расклепки должны выступать над поверхностью отверстия на величину, равную 1—1,5 диаметра заклепки.

Обычно при помощи заклепки крепят листовой материал, когда детали соединяют швом внахлестку, в стык с одной накладкой или в стык с двумя накладками — с обеих сторон шва.

Отверстия под заклепки делают при помощи сверла, диаметр которого должен быть на 0,1-0,2 мм больше диаметра заклепки. Чтобы отверстия в обеих деталях совпадали, их сверлят спаренными, зажав в тисках или” другим способом.

Заклепку вставляют в отверстия и головку упирают в кусок железа. Затем ударами молотка поторцу заклепки ее осаживают и расклепывают, из меняя направление ударадля придания головке нужной формы. Затем головку окончательно от делывают специальной об
жимкой .

Пайка — это соединение металлических деталей при помощи легкоплавких сплавов, называемых припоями. Существуют различные способы паяния. Мы расскажем о самом простом. Для паяния наиболее удобен электрический паяльник. Предназначенные к пайке поверхности следует хорошо зачистить напильником или шкуркой. Затем нагретый конец паяльника погружают в канифоль.

Если при этом появится легкий дымок, значит, паяльник нагрет достаточно. Канифоль очистит конец паяльника, который после этого нужно немедленно приложить к припою, которым является чаще всего сплав свинца с оловом, и держать, пока припой не начнет плавиться. После этого следует захватить концом паяльника немного припоя и еще раз потереть его о канифоль. Паяльник, как говорят, залудится и будет хорошо прихватывать припой.

Набрав на паяльник припой, нужно осторожно перенести его на те поверхности, которые необходимо припаять, и покрыть их припоем. Затем поверхности прикладываются друг к другу и нагреваются паяльником. Припой расплавится, а потом, когда паяльник будет убран, застынет, прочно соединив детали.

Сварку термитом используют в том случае, если нет возможности сварить металлические изделия при помощи газовой сварки и электросварки. Для этого
изготавливают термитный карандаш.

Термитный карандаш представляет собой отрезок проволоки из обычной углеродистой стали, на которую наносят термит, круто замешанный на клею. Клей лучше всего брать нитроцеллюлозный, т. к. он быстрее сохнет. Диаметр проволоки может быть от 2 до 5 мм, это зависит от того, насколько массивными будут свариваемые детали: чем они массивнее, тем толще нужна проволока. В состав термита входят опилки алюминия (но не силумина) — 23% (по массе) и порошок железной окалины — 77%. Размер частиц алюминия и окалины должен быть около 0,5 мм.

На конец термитного карандаша наносят затравку— «спичечную головку», которая состоит из бертолетовой соли и мелких алюминиевых опилок в соотношении 2 : 1, замешенных на клее. Затравка нужна для поджигания термита.

Необходимо всегда выбирать способ в соответствии с реальными возможностями. Зачастую сварку можно заменить соединением винтами или заклепками. При соединении винтами две детали могут смещаться одна относительно другой. Чтобы этого не произошло, применяют штифты (обычно их изготавливают из серебрянки диаметром 3 мм), под которые выполняют точные отверстия.

Прессовое соединение применяют для установки штифтов в плите. Диаметр штифта должен незначительно превышать диаметр отверстия в плите, Штифт запрессовывают в отверстие (на обоих должны быть сняты заходные фаски) киянкой, следя за тем, чтобы его не погнуть.

Шкивы на валу крепят обычно штифтом или стопорным винтом. При большой передаваемой мощности применяют шпоночное соединение с пазами в шкиве и на валу.

Сварка — универсальный способ соединения металлов, хотя бы уже потому, что он легко достижим. Единственным недостатком сварки является то, что усадка металла после местного нагрева приводит иногда к деформации деталей. Сваренные детали требуют дополнительной обработки: зачистки, шпатлевки, нанесения лакокрасочного покрытия и т. д.

Читать еще:  Способы монтажа трубы с раструбом

Обычно применяют подшипники скольжения с вкладышем (втулкой) из бронзы, нейлона, лучше — тефлона. Подшипники качения, как правило, — это однорядные шарикоподшипники; можно купить комплектную втулку переднего колеса велосипеда или мотоколяски (рис. 1) либо изготовить корпус под имеющийся подшипник. Иногда применяют втулки педали велосипеда: например, для установки натяжного ролика ленточно-шлифовального станка, так как здесь необходимо консольное крепление вала.

В домашних условиях основные трудности возникают при изготовлении корпусов для стандартных подшипников. Следует руководствоваться изложенными ниже правилами.

Для обычных мощностей домашних станков однорядные шарикоподшипники наиболее удобны — они имеют минимальные размеры и дешевы. Их недостаток заключается в необходимости точной соосности посадочных отверстий корпуса и цапфы вала, иначе подшипник быстро выйдет из строя (самоустанавливающиеся двухрядные подшипники требуют более сложной конструкции узла). Диаметр вала должен быть несколько больше диаметра отверстия подшипника: вал легко и осторожно запрессовывают в подшипник, следя за тем, чтобы не погнуть вал. Он.ни в коем случае не должен соединяться с подшипником свободно. То же относится и к посадке наружного кольца подшипника в корпусе.

Типовая конструкция вала и корпуса с однорядными шарикоподшипниками показана на рис. 2, а. Основное требование к узлу — фиксация одного подшипника на валу (посредством внутреннего кольца) и в корпусе (посредством наружного кольца) во избежание осевого смещения. У другого подшипника закрепляют только одно (обычно внутреннее) кольцо, тогда как наружное кольцо устанавливают в корпусе с осевым зазором. Это делается для того, чтобы при различии температур вала и корпуса, а значит, различии температурных деформаций, не возникли дополнительные осевые нагрузки, которые могут привести к перегрузке, перегреву и выходу подшипника из строя.

После сборки вал должен вращаться легко и плавно. Если это не так, узел собран неправильно (что выявится после разборки) с одной или обеих сторон (проверяют вращением) или же свободный подшипник не имеет возможности осевого перемещения (неправильно выполнена расточка под наружное кольцо либо отсутствует зазор). Иногда дефект вызван несоосностью посадочных мест под подшипники в корпусе или на валу, прогибом вала. Необходимо также убедиться, что неподвижный подшипник не имеет осевого зазора на валу. Возможный зазор устраняют установкой кольца между шкивом и втулкой или смещением шкива и повторным сверлением отверстия в валу под стопорный винт.

Рассмотренная конструкция предназначена для валов большой длины, значительных передаваемых мощностей и температурных нагрузок. Для коротких валов и малых мощностей, когда осевая нагрузка подшипника мала, достаточно более простой конструкции (см. рис. 2, б), относительно которой специалисты высказали бы возражения, так как в ней не учтены температурные деформации.

Следует отметить, что вал не должен иметь осевого перемещения, как и наружное кольцо подшипника. Оперные плоскости обозначены на рис. 2, б буквой X. Кроме того, в данном случае наружные кольца подшипников неподвижны, а внутренние вращаются с валом. Следовательно, крышка должна опираться на неподвижную деталь, а поэтому в ней следует выполнить проточку под внутреннее кольцо подшипника. И наоборот, вал должен иметь опору только на внутреннее кольцо. Отверстие в крышке должно быть больше диаметра вала, кроме того, в ней необходимо выполнить проточки под уплотнительное кольцо из прессшпана, защищающее подшипник от пыли и препятствующее вытеканию смазочного материала. Для качественной установки крышки на отверстии в корпусе (гильзе) необходимо снять фаски, как это показано на рис. 2.

Правильность сборки проверяют очень просто: после сборки и затяжки крышек вал должен вращаться легко, без осевого перемещения. Заедание подшипников часто вызывается чрезмерной затяжкой крышек. Если при ослаблении винтов крепления крышек вал начинает вращаться свободно, по значению зазора вырезают из картона прокладку и устанавливают ее между крышкой и корпусом. Другой дефект — осевое смещение вала — означает наличие зазора между торцом крышки и наружным кольцом подшипника. При таком дефекте к листовой стали или проволоки делают кольцо и помещают между этими деталями. Еще одной причиной осевого смещения вала может быть упомянутая несоосность отверстий в корпусе или изгиб вала. В этом случае не остается ничего иного, как изготовить новые детали.

Любой подшипник — чувствительная деталь, требующая внимания и аккуратности. Нельзя забывать о набивке вазелином подшипников качения и изготовлении смазочных канавок в подшипниках скольжения, которые обязательно смазывают перед работой и после ее окончания. В них постепенно набираются пыль, стружка, а поэтому необходимы периодическая промывка керосином и повторное заполнение смазочным материалом.

5. Взаимодействие молекул — В.И. Лукашик, Сборник задач по физике

70. Молекулы твердого тела находятся в непрерывном движении. Почему же твердые тела не распадаются на отдельные молекулы?
Молекулы твердого тела достаточно сильно взаимодействуют между собой.

71. Почему разломанный карандаш мы не можем соединить так, чтобы он вновь стал целым?
Для этого необходимо сблизить поверхности разлома на расстояние, при котором взаимодействие молекул карандаша становится достаточно сильным. Практически сделать это невозможно.

72. Почему после дождя пыль на дороге не поднимается?
Частички пыли, смоченные водой, слипаются, и их масса увеличивается. Поэтому их труднее поднять в воздух.

73. Почему для разделения листов бумаги, смоченных водой, требуется значительно большее усилие, чем при перелистывании сухих страниц книги?
Взаимодействие между молекулами мокрого листа сильнее взаимодействия между молекулами сухого листа.

74. Почему на классной доске пишут мелом, а не куском белого мрамора? Что можно сказать о взаимодействии между частицами этих веществ?
Взаимодействие между молекулами мрамора настолько сильное, что силы трения мрамора о доску недостаточно для дробления мрамора. Сила притяжения между молекулами мела гораздо меньше, чем у мрамора.

75. У какого из веществ (свинца, воска, цинка) при нормальных условиях сила притяжения между частицами наибольшая; наименьшая?
Максимальна — у стали, минимальна у — воска.

76. Плоскопараллельные концевые меры длины (плитки Иоганссона) отполированы так, что при контакте они прилипают друг к другу и взаимно удерживаются (рис. 17). Объясните причину этого явления.
Ввиду гладкости пластин при их соприкосновении многие частицы поверхности сближаются до расстояний, на которых важную роль начинают играть силы межмолекулярного притяжения.

77. Сварку металлических деталей можно выполнить и холодным способом, если, соединив их, очень сильно сдавить. При каком условии такая сварка может быть выполнена?
Такая сварка может быть выполнена при условии, что большинство частиц на поверхности свариваемых деталей будет сближено на расстояние взаимного притяжения.

78. Стеклянную пластинку, подвешенную на резиновом шнуре, опустили до соприкосновения с поверхностью воды (рис. 18). Почему при подъеме пластинки шнур растягивается?
Вода в результате межмолекулярного взаимодействия смачивает и притягивает стеклянную пластину.

79. В каком состоянии — твердом или жидком — сила притяжения между молекулами свинца больше?
В твердом.

80. Масло сравнительно легко удаляется с чистой поверхности меди. Удалить ртуть с той же поверхности невозможно. Что можно сказать о взаимном притяжении между молекулами масла и меди, ртути и меди?
Молекулы масла взаимодействуют с медью слабее молекул ртути.

81. Молекулы вещества притягиваются друг к другу. Почему же между ними существуют промежутки?
Потому что между молекулами действуют ещё и силы отталкивания.

82. Что есть общего между склеиванием бумаги и паянием металлических изделий?
При склеивании бумаги и паянии металлических изделий в поверхностные слои склеиваемых листов (спаиваемых тел) проникают частицы клея (припоя). При этом взаимодействие между молекулами клея и бумаги (частицами металла и припоя) больше, чем между молекулами склеиваемых листов бумаги (спаиваемых металлических изделий).

83. Чем отличается сварка металлических деталей от паяния металлических изделий?
При сварке обходятся без припоя, за счет диффузии молекул самих свариваемых тел.

Флюс для пайки

Разновидности состава флюса

В тех вариантах, когда осуществляется пайка деталей из меди, для равномерного распределения припоя по месту предполагаемого соединения, а также для очистки металлической поверхности от хлористого цинка, соляной и борной кислоты, грязи, пыли, применяют флюс. Благодаря этому появляется защита от молекул кислорода, находящихся в воздухе. В качестве флюса могут использоваться материалы, богатые воском, смолой, канифолью.

Очень важно верно подобрать флюс. Для этого нужно учесть типы металлического состава, припоев, температурного режима нагревания. Различают три основных вида флюсов.

Флюс надёжно предохраняет расплавленный металл от реакции с кислородом воздуха, поэтому такие соединения отличаются качественными швами. От того, что поверхность металла покрыта шлаками, кристаллизация проходит с повышенной скоростью. Следствием чего является отсутствие включений и пор. Единственным недостатком пайки с использования флюса это растекающаяся консистенция расплавленного металла.

Особенности паяльных соединений с применением флюса

Если сравнивать соединение медного материала с использованием флюса со сваркой вручную, то первый вариант увеличивает эффективность рабочего процесса в пятеро. Почему такое происходит? Когда применяется паяние с применением флюса, подача электротоков производится через электродный проволочный элемент на вылет.

При применении флюса допускается пользоваться более высокой плотностью сварочных токов. Благодаря этому не будет риска перегрева электродного элемента в вылете и отслойки обмазки. Если используются увеличенные сварочные токи, основной металл проплавляется на значительную глубину. Благодаря этому пайка производится без разделения утолщённых краёв.

Как подобрать флюс

Для того, чтобы верно подобрать вид флюса для того или иного случая, нужно принимать в расчёт несколько факторов. Если вы хотите избежать образования оксидной плёнки на шве, нужно контролировать температурные режимы припоя и металлического состава, они должны быть одинаковыми. Поэтому при выборе флюса нужно ориентироваться на вид припоя. Если температуры металлического и припойного состава одинаковы, то флюс может послужить температурным индикатором и позволит избежать повреждения деталей.

Флюсы могут быть трёх видов консистенции: паста, порошок, жидкость. Использование жидкого флюса практикуется при использовании мягкого припоя. Они могут храниться в тюбиках. Порошковый вариант иногда бывает неудобным в использовании. Паста наносится равномерно, удобно хранится, применяется без предварительной подготовки.

Слесарные работы

Токарные работы

Фрезерные работы

Факторы качественного флюса

  • Флюс должен создавать равномерное покрытие.
  • Плотность и вязкость должна соответствовать припою, который в итоге занимает место флюса.
  • Флюс должен полностью удалить оксидные соединения и не допустить их взаимодействия с материалом.
  • Химический состав флюса должен быть стабилен.
  • Во время процесса пайки шов должен хорошо просматриваться.
  • Флюс должен позволять производить вертикальные соединения.
  • После рабочего процесса загрязнения должны легко удаляться с поверхности.

После окончания работ необходимо убрать весь оставшийся флюс. Для этого применяются специальные растворы.

Принимаем заказы на любые виды слесарных работ:

  • сварка металлических деталей;
  • зачистка под покраску;
  • нарезка резьбы;
  • снятие заусенцев;
  • рихтовка;
  • сборка;
  • подгонка;
  • притирка;
  • пайка.

Разнообразие видов пайки

Пайка металлов появилась задолго до изобретения электрической сварки. Ее использовали в Древнем Риме и Вавилоне, о чем говорят археологические раскопки.

За это время технологии усовершенствовались, и появились новые виды пайки, в которых для нагрева металла используется электрический ток, пламя газовой горелки, энергия лазера или иные источники тепловой энергии.

Капиллярный

Капиллярный вид пайки – самый распространенный. Многие, применяя его, даже не подозревают о таком названии. Суть технологии заключается в следующем.

Припой расплавляют, он нагревается и заполняет собой пространство между двумя подготовленными деталями. Смачивание поверхности деталей и удержание припоя происходит во многом благодаря эффекту капиллярности.

Капиллярный вид пайки распространен в быту и на различных производствах. Для его проведения потребуется паяльник или горелка. По сути, любой вид пайки можно считать в определенной мере капиллярным, поскольку в каждом присутствует капиллярное смачивание поверхностей заготовок жидким припоем.

Диффузионный

Этот вид паяния отличается от остальных длительностью процесса, поскольку на диффузию требуется время.

Припой внутри зоны шва выдерживается при определенной температуре дольше, чем, скажем, при обычном капиллярном виде пайке. Соединение двух заготовок происходит за счет диффузии припоя и спаиваемых металлов.

Сам процесс диффузии заключается в проникновении молекул одного вещества в структуру другого вещества. Спайка происходит на молекулярном уровне и дает возможность получить более прочный шов.

Диффузионный вид требует строго соблюдения температурного и временного режима. Температура нагрева в зоне пайки всегда выше, чем температура плавления припоя.

Контактно-реакционный

Вид пайки под названием «контактно-реакционный» или «реактивный» означает процесс сплавления при контакте двух деталей из разных металлов.

Происходит фазовый переход металла из твердого в жидкое состояние с последующим отвердением и сплавлением. Часто такое соединение осуществляют через тонкую прослойку, которая нанесена на одну из заготовок гальваническим или иным способом.

Используются легкоплавкие материалы – эвтектики. Так можно соединить серебро и медь, где между деталями будет образован медно-серебрянный сплав. Проводят пайку олова и висмута, серебра и бериллия, графита и стали.

Можно спаивать алюминий с другими материалами через прослойку меди или кремния. Соединение получается прочным, время пайки занимает доли секунд.

Реакционно-флюсовой

В основе реактивно-флюсового вида пайки лежит химическая реакция, при которой из флюса при соединении с металлом образуется припой. Это хорошо видно, когда между собой соединяются алюминиевые детали.

Для их стыковки применяется флюс на основе хлористого цинка. При нагреве цинк начинает взаимодействовать с алюминием, превращаясь в металлический припой.

Он заполняет собой все пространство зазора, делая место зоны пайки прочным соединением. При этом очень важно точно соблюсти пропорции наносимого флюса. Его должно быть много, чтобы чистый цинк в необходимом количестве мог выделиться из флюсового порошка.

Иногда при этом виде пайки приходится добавлять цинковый припой в небольших количествах, как дополнение к основному процессу. Обычно это делают, если две заготовки соединяются внахлест.

Пайка-сварка

Такое название технология получила потому, что сам процесс очень сильно напоминает сварку металла с присадочным материалом (проволокой или порошком).

Но в данном случае вместо присадки используется припой. Этот вид чаще всего используют для того, чтобы заделать дефекты и изъяны на поверхностях металлических деталей (литых).

Сам процесс можно проводить разными способами:

  • пайка в печах;
  • окунанием в ванну с жидким припоем;
  • сопротивлением с помощью электрического тока;
  • индукционным способом;
  • радиационным;
  • с помощью паяльников и газовых горелок.
Читать еще:  2 лучших бесщеточных шуруповерта

Некоторые виды появились сравнительно недавно, еще исследуются и дорабатываются.

В печах

Первый вариант обеспечивает равномерное распределение припоя по дефектным участкам детали и равномерное прогревание, что особенно важно, когда приходится паять крупногабаритные заготовки со сложной конфигурацией.

При этом разогрев в печи может проходить одним из многих существующих способов, начиная от нагрева пламенем, и до сложно технологических процессов, таких как индукция, электросопротивление.

Конструкция самих печей отличается друг от друга лишь подами, на которые укладывают паяемые заготовки. Для крупных деталей используются печи, в которых под не движется, а для маленьких – подвижные в виде конвейеров на роликах.

Главная задача этого вида пайки – создать внутри печи специальную газообразную субстанцию. Пайка в печах может быть полностью механизирована, что ведет к повышению производительности труда. А для производств с массовым выходом готовой продукции это идеальный вариант.

Применение индукции и сопротивления

Что касается индукционного вида, то для него используют токи высокой частоты. Электричество пропускается через спаиваемые детали, отчего они и нагреваются.

Здесь реализуются два способа пайки: стационарная и с перемещением детали или индуктора. В случае соединения крупногабаритных заготовок используется вторая технология.

Способ пайки сопротивлением чем-то схож с индукционным видом. Просто в этой технологии ток пропускается и через заготовки, и через паяльный элемент. То есть, соединяемые детали становятся частью электрической цепи.

Проводят такой процесс в электролитах или в специальных контактных машинах, действие которых очень похоже на стандартную электросварку. Контактные машины обычно используются в производствах, где необходимо паять между собой изделия из тонкого листового металла.

Пайка же в электролитах используется сегодня не часто за счет сложности настройки параметров технологического процесса. Ведь процесс проходит по принципу теплового эффекта, возникающего между катодом (спаиваемые детали) и анодом.

Вокруг заготовок образуется водородная оболочка, у которой очень высокое электрическое сопротивление. Отсюда и выделение большой тепловой энергии.

Погружение в ванну

Пайка с погружением проводится или в среде расплавленного припоя или в массе специальных солей. Последний вид пайки – это быстро проводимая операция за счет непосредственного нагрева заготовок от солей, которые выполняют функции и нагревательного элемента, и флюса. Что касается погружения в припой, то необходимо отметить возможность полного или частичного погружения.

Радиационный метод

Радиационный вид пайки производится за счет мощного светового потока, который формируется кварцевой лампой, лазером или катодным расфокусированным лучом.

Технология появилась относительно недавно, но показала, что таким способом можно достигать высокого качества пайки двух металлических заготовок. К тому же появилась реальная возможность контролировать процесс и по степени нагрева, и по временным срокам. При этом лазер удаляет оксидную пленку с припоя и с металла, что гарантирует высокое качество паяного шва.

Газовая оболочка в зоне соединения, образорванная за счет нагрева металлов, дает возможность при соединении не использовать флюсы. Поэтому, когда сегодня говорят о пайке без флюса, подразумевают лазерную технологию.

Горелка и паяльник

Что касается пайки горелками, то чаще всего применяются две технологии, которые, по сути, ничем не отличаются одна от другой. Происходит просто нагрев двух деталей и припоя, уложенного между ними в зазор.

В первом способе – за счет сгорания газа, во втором – за счет образования плазмы (это сгораемый газ, который движется тонкой струей с большой скоростью). Необходимо отметить, что способ с газовыми горелками считается универсальным.

Горелки, испускающие поток плазмы, работают при высоком температурном режиме. А это позволяет паять между собой детали из титана, молибдена, вольфрама и прочие тугоплавкие материалы.

Сложность этой технологии заключается в том, что настроить электрическую дугу под определенную температуру нагрева (до определенной точности) практически невозможно.

Пайка паяльником используется давно. Если еще 5-10 лет назад можно было говорить только об электрических приборах или нагреваемых от огня, то сегодня предложений куда больше.

Хотелось бы отметить паяльники, работающие от ультразвука. То есть, сам ультразвук имеет отношение к процессу пайки лишь с позиции разрушения оксидной пленки.

Поэтому и появилась возможность паять различные металлы в воздушном окружении без флюсовых материалов. Непосредственно пайка происходит от нагрева припоя.

Вакуумный

Пайка в вакууме и сегодня еще используется не всегда и не везде. Сложность данного вида заключается в том, что необходимо в зоне паяния создать разряженную атмосферу без воздуха.

Как известно, присутствующий в воздухе кислород является причиной образования оксидной пленки, которая покрывает собою металлические заготовки и припой.

Пленка очень тугоплавка, при пайке теряются температурные градусы для нагрева соединяемых деталей. Поэтому все ученые до сих пор и ищут способы, как удалить оксидное покрытие или провести процесс без него. Пайка в вакууме – один из таких вариантов.

Препятствуют внедрению вакуумного вида в производство такие факторы:

  • низкая производительность процесса, потому что приходится нагревать каждую отдельную деталь;
  • таким способом можно паять лишь заготовки небольших размеров;
  • сложность создания станков и дополнительного оборудования;
  • сложность проведения процесса пайки.

Однако если говорить о космосе, где отсутствует атмосфера, то вакуумный вид считается весьма перспективным.

Селективный

Нельзя сказать, что селективный вид пайки принципиально отличается от капиллярного. Точно также в нем применяют припой и нагрев. Но расплавляют припой только в выборочных местах (локальных точках), на которые планируется прикрепить элементы.

Селективную пайку применяют в основном для изготовления плат и выводов штыревых компонентов. Она схожа с волновым методом, применяемым для пайки smd-чипов.

Установка селективной пайки – оборудование, относящееся к категории полуавтоматов. Оно не дешевое, но экономит расходные материалы почти в десять раз, по сравнению с волной, поэтому распространяется все шире и шире.

Температурный режим и материалы

Классификация процессов пайки основывается на методах проведения операций, условиях, при которых получают соединения, и на видах расходных материалов. Понятия и виды пайки подробно описывает ГОСТ 17325.

Пайку называют высокотемпературной или твердой, если припой разогревается до температуры 450 ℃ и выше. В противном случае приходится иметь дело с низкотемпературным видом (мягким).

Для низкотемпературного вида применяют легкоплавкие припои. К ним относятся сплавы олова и свинца, висмута, галлия, индия. К тугоплавким принадлежат медно-серебряные, медно-цинковые припои.

В связи с повелением новых материалов и требований экологической безопасности, технологии пайки постоянно меняются. Свинцовые припои применяют все меньше, устанавливают дымоуловители, разрабатывают лазерное и ультразвуковое оборудование.

Немалую роль в развитии пайки играет внедрение роботизированных систем, позволяющих значительно ускорить работу.

Материалы для химической обработки сплавов металлов и соединения металлических деталей протезов

Термической обработке, которая неизбежна при использовании различных металлов и сплавов, сопутствует образование под воздействием кислорода воздуха окалины (окисной пленки) на поверхности металла. Удаление окалины с поверхности металла производят химическим путем. Для этого применяют растворы минеральных кислот (соляной, азотной, серной) различной концентрации или их смеси.

Отбелы — вещества, служащие для растворения окалины.

Процесс удаления окалины — отбеливание.

Отбелы подбирают с таким расчетом, чтобы они, растворяя окалину, как можно меньше действовали на металл.

В технологии отбеливания используются два варианта:

1) ручное (с помощью инструментов) погружение отбеливаемого металла в емкость с отбелом;

2) электролитическое отбеливание.

Растворы, применяемые для снятия окалины, имеют различный состав.

Отбел оказывает химическое воздействие не только на слой окалины, растворяя его, но и на металл.

Процедура снятия окалины

В подогретый до кипения отбел зубной техник помещает на 0,5—1 мин. протез и сразу же промывает его водой для удаления остатков отбела. Следует помнить, что при приготовлении раствора отбела в воду наливают кислоту, а не наоборот.

Электроотбеливание предполагает очистку поверхности металлического каркаса от окалины и остатков огнеупорной массы электролитическим способом.

Этому процессу предшествует грубая механическая и химическая очистка каркаса протеза с помощью вращающейся металлической щетки или в пескоструйном аппарате.

После этого отливку помещают в специальный ковш и очищают от окалины кипячением в расплаве гидроксида натрия, имеющего низкую температуру плавления. Кипячение можно проводить на газовой или электрической плите, установленной в вентиляционном шкафу.

К каркасу протеза фиксируется анод. Катод помещается в ванну с раствором электролита. Процесс отбеливания продолжается 1—3 мин. при силе тока в 7—9 ампер и при температуре отбела, равной 20—22″ С.

При проведении электроотбеливания нужно строго соблюдать правила электробезопасности.

Основными компонентами электролитов являются кислоты (ортофосфорная и серная), которые под действием постоянного тока в несколько раз увеличивают свою активность.

Используя специальные составы и увеличивая плотность тока при прохождении через электролит проводится:

электрошлифование, т. е. сглаживание поверхности металлического каркаса путем равномерного истончения металла, при котором вес отливки может уменьшиться на 20% [Соснин Г. П., 1981];

электрополирование, т.е. получение зеркальной поверхности металлического каркаса при нахождении в этиленгликолевых электролитах в течение 5—7 мин. при плотности тока 5—6 А/дм2.

Отечественная установка Катунь

Применение — очистка и электрополирование металлических зубных протезов.

Она имеет ванночку для заливки 18%-ным раствором соляной кислоты. В кислоту погружают протез, фиксированный пластмассовым зажимом на вертикальной штанге, служащей анодом. Время травления составляет 10 мин., при плотности тока 0,4 А/см2. Следует помнить, что работа установки Катунь должна проводиться при условии достаточной вентиляции. При отсутствии условий для вентиляции предлагается [Петрикас О.А., 1998] использование специальных растворов с пониженной токсичностью:

— соляная кислота 260 мл/л + поваренная соль 104 г/л + щавелевая кислота 42 г/л (при плотности тока 0,5 А/см2 и экспозиции 6,4 мин.);

— соляная кислота 276 мл/л + поваренная соль 92 г/л (при плотности тока 0,6 А/см2 и экспозиции 10 мин.).

Аппараты Электропол, Унопол фирмы “Шулер-Дентал” (Германия)

Применение — электрохимическая полировка.

Аппарат Ауро-Плат и Квик-Плат фирмы “Шулер-Дентал” (Германия)

Применение — электрохимическая полировка и золочения.

В аппарате Электропол имеются две встроенные в корпус и изолированные друг от друга ванночки объемом по 1,5л. Заполнение ванночек электролитом проводится раздельно. Каждая ванночка имеет свой пульт управления (сила тока, таймер), что позволяет проводить одновременную полировку двух каркасов дуговых (бюгельных) протезов. При этом каркас, фиксированный в специальные зажимы, совершает вращательные движения. Аппарат имеет пластмассовый корпус, металлические кислотостойкие части.

Аппарат Вариант отличается от вышеназванного тем, что две ванночки для электролита находятся вне корпуса прибора.

Подобный Варианту аппарат Унопол меньшей мощности (80 Вт) предназначен для электрохимической полировки одного каркаса дугового (бюгельного) протеза.

Для проведения полировки необходима сила тока 3,5—4,5 А, а электролит должен быть подогрет до температуры 35—45° С.

Аура-Плат — аппарат для ускоренного золочения кламмеров, каркасов дуговых (бюгельных) протезов и сплава для металлокерамики.

При этом каркасы протезов фиксируются вне аппарата с помощью электродов- зажимов типа “крокодил”. Одновременно с процессом обезжиривания поверхности каркаса происходит золочение.

Для этого разработана специальная жидкость, в которой содержание золота составляет 2 г/л. Она не требует предварительной подготовки, обладает высокой химической устойчивостью, экономически выгодна. Скорость осаждения золота составляет 0,2 мкм/мин. при силе тока в 300 мА.

Другой аппарат для ускоренного золочения Квик-Плат имеет ванночку объемом 1,25 л вне корпуса прибора. Этот аппарат особенно пригоден для золочения готовых дуговых и мостовидных протезов, коронок. При этом отпадают необходимость электролитического обезжиривания и предварительного золочения. Плавная регулировка силы тока (до 3 А), наличие амперметра позволяют контролировать силу тока и скорость осаждения при золочении.
Содержание золота в жидкости Квик-Плат составляет 2 г/л.

Для соединения элементов протезов в единую конструкцию используется, в частности, паяние.

Паяние

Паяние — процесс получения неразъемного соединения путем нагрева места паяния и заполнения зазора между соединяемыми деталями расплавленным припоем с его последующей кристаллизацией.

Припой — металл или сплав, заполняющий зазор между соединяемыми деталями при паянии.

Требования к припою:

1. температура плавления ниже, чем у основного металла на 50-100 градусов, узкий интервал плавления;

2. хорошо разливаться;

3. хорошо диффундировать (проникать в основной металл);

4. устойчивость к щелочам и кислотам;

5. подходить к основному металлу по цвету;

6. коррозионная устойчивость;

7. близость к спаиваемым металлам по физико-химическим свойствам;

8. не давать раковин и пузырей.

Классификация припоев по прочности и температуре плавления

1. мягкие (эвтектические) (температура плавления – 180-230 градусов);

2. твердые (температура плавления – 500-1100 градусов).

Для понижения температуры плавления припоя вводят металлы с низкой температурой плавления (цинк, олово, кадмий). Для компенсации их осветляющего действия вводят темные металлы.

При работе с каркасами до нанесения и обжига керамической массы предпочтительнее использовать паяние в пламени.

Паяние в печи применяется на объектах, уже облицованных керамикой.

Прочность пайки можно проверить различными методами с помощью растяжения и изгиба.

Физико-механические свойства припоя (цвет, узкий температурный интервал плавления, стойкость против коррозии) должны максимально соответствовать таковым у сплава, из которого изготовлены требующие соединения элементы каркаса протеза.

Во время паяния соединяемые места принимают температуру расплавленного припоя. Температура плавления припоя должна быть ниже температуры плавления спаиваемых частей на 50—100° С, т.к. в противном случае паяние привело бы к частичному расплавлению спаиваемых деталей протеза.

Расплавленный припой обладает текучестью, которая увеличивается с повышением температуры, т.е. припой течет в направлении от холодных частей к горячим. Фактически на этом свойстве и основано использование пламени горелки в процессе паяния. В месте соприкосновения деталей и припоя происходит диффузия одного металла в другой. Скорость диффузии зависит, главным образом, от материала протеза и припоя, а также от температуры. Все это вместе взятое и определяет структуру полученного шва, которая может быть в виде твердого раствора, химического соединения или механической смеси.

Твердый раствор является наиболее благоприятной структурой и считается лучшим видом паяния. Шов хорошо противостоит коррозии и получается прочным.
При этом максимальная прочность шва будет при использовании минимального количества припоя. Следует помнить, что прочность большинства припоев ниже прочности соединяемых металлов, хотя прочность шва за счет диффузии выше.

Расплавлять припой в процессе паяния необходимо как можно быстрее, а после получения шва источник нагрева (горелку) необходимо немедленно удалить.

Читать еще:  Строительство быстровозводимых ангаров

Так как паяние чаще происходит при нагревании открытым пламенем, то на поверхности спаиваемых металлов может образоваться пленка окислов, которая препятствует диффузии припоя. Особенно усиленно образуется эта пленка у сплавов, содержащих хром, отличающихся высокой способностью пассивироваться, т.е. покрываться окисной пленкой. Поэтому в процессе паяния необходимо не только расплавить припой и заставить его разлиться по спаиваемым поверхностям, но и не допустить образования окисной пленки к моменту достижения рабочей температуры в спаиваемых деталях. Это достигается применением различных паяльных веществ или флюсов.

Флюс

Флюс— химическое вещество (бура, борная кислота, хлористые и фтористые соли), служащее для растворения окислов, образующихся на спаиваемых поверхностях металлов при паянии.

Наибольшее распространение в качестве флюса получила бура. Это белое кристаллическое вещество (Na2B4О7 * 10H2О). Ее добывают из природных месторождений или получают из борной кислоты взаимодействием с кристаллической содой. При нагревании она постепенно теряет воду, и температура ее плавления достигает 741° С. Кроме того, бура поглощает кислород, препятствуя тем самым образованию на поверхности металла окислов, и способствует лучшему растеканию припоя.

Флюсы, как и окалину, удаляют с поверхности металлов отбелами.

Кроме паяния используется другой вид соединения элементов протеза в единую конструкцию — сварка, при которой расплавленные элементы (детали) протеза сливаются и образуют однородное монолитное соединение.

Сварка — процесс получения неразъемного соединения деталей конструкции при их местном или общем нагреве, пластическом деформировании или при совместном действии того и другого в результате установления межатомных связей в месте их соединения.

1)при которых металл расплавляется:

2)при которых металл нагревается и пластически деформируется:

3)при которых металл деформируется без нагрева:

4)способ диффузионного соединения в вакууме.

В отличие от паяных соединений сварные швы отличаются совершенно однородной структурой, т. к. используемый присадочный материал имеет такое же химическое строение и свойства, что и свариваемые детали. Другими словами, в этой технологической операции используется тот же самый сплав, который был использован при получении соединяемых элементов протеза.

Достоинство сварных швов — более высокая прочность и устойчивость к коррозии. В отличие от них в области паяния возникает коррозия. Это объясняется разницей напряжения между сплавом и припоем.

Преимущества плазменной микросварки (установка типа Микро – PW10):

— плазменная микроструя, в которой в качестве плазмообразующего газа применяется аргон, соединяет самые твердые металлы, например, сплавы на основе СгСоМо, в узких пределах зоны плавления (даже вблизи пластмассовых частей) путем слияния расплавленной заготовки, без применения дорогостоящих припоя и флюса;

— значительно большая прочность по сравнению с паянием;

— отсутствие остатков флюсов на сварном шве.

Между электропроводящей заготовкой и плазменной струей образуется электрическая дуга большой плотности энергии и высокой температуры. Прибор является настольным, достаточно удобным в использовании. Диапазон настройки сварочного тока (0,3—10 А) можно регулировать в процессе работы с помощью ножного управления.

Место сварки защищается от окисления с помощью среды защитного газа (аргон/водород, 5—8% H2).

Применение микроплазменной сварки — соединение литых элементов протеза в единую конструкцию как при его изготовлении, так и при реставрации.

Сварочный столик фирмы “Брандерс” в настоящее время отвечает требованиям зубных техников, пользующихся микроплазменной сваркой. На столике имеются регулятор потока газа и подвижный рукав (крепление) для точечной сварки. Столик снабжен двумя-тремя сочленениями, которые дают возможность безупречного достижения контактов.

Подвижная сварочная пластина над сочленением может использоваться в различных рабочих положениях. Сварочный столик сконструирован таким образом, что может употребляться как рабочая подставка для сварки частей протеза из чистого титана.

Прибор для сварки РWМ-6 фирмы “L-ТЕС”

В нем качество сварочного соединения превышает таковое, получаемое при всех других способах соединения. Тепловое воздействие плазменной дуги на обрабатываемые объекты является незначительным. В качестве защитного газа используют аргон, что позволяет избежать образования окислов на поверхности свариваемых объектов. Метод сварки обеспечивает получение стабильных размеров соединяемых деталей и экономию припоя.

Аппарат точечной электросварки Дентафикс для всех сплавов из высококачественной стали дает возможность регулировать время сварки от 0,1 до 1,0 с и десятикратно понижать силу тока.

Лазерная установка Хаас Лазер 44Р фирмы “Хереус Кульцер”(Германия) обеспечивает глубину сварки низкоуглеродистых кобальтохромомолибденовых сплавов до 2 мм при возможности изменений диаметра фокуса от 0,3 мм до 2 мм. На дисплее установки во время сварки отражаются все рабочие параметры.

studopedia.org — Студопедия.Орг — 2014-2021 год. Студопедия не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования (0.007 с) .

Глава 7. Монтировочные операции

1. Пайка

В процессе выполнения монтировочных операций производится сборка (монтаж) ювелирного изделия из отдельных элементов. Основными процессами монтировки ювелирного изделия являются: пайка, сборка филиграни, сборка подвижных соединений, опиливание и шабровка изделия и закрепка камней.

Пайка — это процесс соединения металлических деталей, находящихся в твердом состоянии, посредством расплавленного связующего металла или сплава — припоя, имеющего более низкую температуру плавления, чем соединяемый основной металл,

В процессе паяния между расплавленным припоем и основаным металлом на небольшой глубине происходят процессы взаимного растворения и диффузии. Причем в отличие от сварки, при которой наряду с припоем оплавляются кромки или торцы соединяемых деталей, при паянии расплавляется только присадочный материал, т. е. припой. При этом для получения прочного паяного соединения необходимо добиться такого взаимодействия припоя с паяемым металлом, при котором атомы жидкого припоя вступают во взаимодействие с атомами паяемого металла, т. е. происходит смачивание жидким металлом твердого. Смачивание металлов можно улучшить с помощью флюса, который наряду с облегчением процесса соединения металлов способствует удалению окислов из мест пайки.

Ювелирные припои различают но их металлическим основам. Кроме основного металла они содержат значительное количество меди, цинка, кадмия, олова. В зависимости от содержания прибавок этих металлов припои подразделяются на мягкие (легкоплавкие) и твердые (средне- и тугоплавкие). Припои должны удовлетворять следующим условиям: плавиться в тот момент, когда основной металл еще находится в твердом состоянии: хорошо растекаться по спаиваемому металлу; соединение припоя с основным металлом должно быть долговечным.

Разнообразие составов, свойств и условий применения припоев вызывает различные способы их изготовления. Для практического применения из них изготовляют фольгу и ленту различной толщины, прутки и проволоку.

Металлы и сплавы с низкой температурой плавления (300 — 700°С) паяют мягкими припоями, а с высокой температурой (900 — 1800°С) плавления — твердыми.

Мягкие припои, применяемые в ювелирном производстве (табл. 6), — это в основном сплавы системы олово — свинец, где содержание олова составляет 50 — 60%. Для улучшения свойств припоя к олову и свинцу добавляют незначительные количества других металлов. Температура плавления оловянных припоев да 300°С.


Табл. 6. Состав и свойства мягких припоев

* ( Во всех составах остальное количество падает на свинец)

Твердые припои, применяемые в ювелирном производстве, изготовляют, как правило, на основе золота и серебра (табл. 7 и 8). Для понижения температуры плавления в состав твердых припоев вводят цинк и кадмий. Эти припои отличаются высокой коррозионной стойкостью. Цвет припоев для золота определяется в основном соотношением меди и серебра в их составе. Содержание основного металла (золото, серебро) в составе припоя должно соответствовать установленной пробе припоя.


Табл. 7. Состав и свойства припоев на основе серебра

Кроме припоев на основе золота и серебра в ювелирном производстве применяются твердые медно-цинковые и медно-фосфорные припои, т. е. припои на основе меди. Для получения необходимых свойств в них добавляют олово, марганец, железо, алюминий и другие металлы. Соединения, паянные припоями на основе меди, выдерживают высокие механические нагрузки.


Табл. 8. Состав и свойства припоев на основе золота

Флюсы — это активные химические вещества, предназначенные для снижения поверхностного натяжения и улучшения растекания жидкого припоя, а также для очистки поверхности паяемого металла от окислов. В качестве флюсов для пайки ювелирных изделий используются растворы буры и борной кислоты. Выбор флюса зависит от степени окисления сплава, подлежащего паянию. Флюс должен обеспечить смачивание металла припоем и быть безопасным в работе.

Самым универсальным флюсом для пайки золотых изделий служит водный раствор буры с борной кислотой в соотношении 1:1 по объему. Для приготовления флюса равные части буры и борной кислоты перемешивают и тщательно растирают в фосфорной ступке, растворяют в дистиллированной воде и при нагреве кипятят до выпадения твердой фазы. Полученную смесь растирают до образования гладкой массы, разбавляют дистиллированной водой до получения жидкой пасты и охлаждают. Пользоваться этим флюсом удобно. Из-за своего жидкого состояния он легко проникает в зазоры спаиваемых деталей.

Изделия из золотых сплавов, в которых содержится никель, а также из сплавов серебра и мельхиора спаивают с применением в качестве флюса насыщенного раствора буры. Он представляет собой жидкую кашицу, степень густоты которой поддерживается доливанием воды. Для приготовления флюса в фарфоровую ступку засыпают определенное количество порошкообразной буры и наливают воду так, чтобы она покрыла порошок. Затем ступку нагревают до полного растворения бурш и охлаждают. Охлаждаясь, раствор кристаллизуется. Кристаллы тщательно перетирают и заливают водой для образования жидкой кашицы.

Пригодность флюса определяют на чистой пластине основного металла. Для этого на одну сторону наносят флюс, а с другой стороны (снизу) нагревают пластину горелкой. После испарения влаги на пластине остается белый налет, который затем плавится и равномерно растекается по металлу. Если при нагреве флюс собирается в шарики, то он считается непригодным для данного металла. Способность к растворению окисною пленки определяют после промывки пластины: если под слоем отмытого расплавленного флюса остается чистая поверхность, металла, то флюс активен и хорошо защищает поверхность данного металла от воздействия высоких температур паяния.

Перед пайкой необходима подготовка поверхности изделия или отдельных деталей путем припасовки или подгонки деталей. Зазоры должны быть минимальными. Затем с подготовленной поверхности удаляют окислы и загрязнения для проявления действия капиллярного притяжения между припоем и окисным металлом.

Механическую очистку осуществляют шлифовкой, опиловкой, зачисткой стальной щеткой и т. д. В некоторых случаях для лучшей очистки поверхности после механической применяется еще и химическая очистка, которая наиболее эффективна. Для очистки можно применять четыреххлористый углерод, трихлорэтилен, тринатрийфосфат. Выбор требуемого очистителя зависит от индивидуальных особенностей очищаемого материала. При этом необходимо, чтобы применяемый реактив легко смывался с поверхности металла, так как его остатки могут повредить основному металлу или образовать на поверхности нежелательную пленку. После очистки поверхности пайку рекомендуется проводить как можно быстрее, чтобы избежать появления на поверхности новых окислов.

Очищенные детали фиксируют на асбестовой прокладке либо наложением одной детали на другую (пайка внахлестку), либо удерживая плоскогубцами, соединяя зажимами встык, или другим способом, обеспечивающим доступ к месту соединения деталей.

Затем на поверхности, подлежащие пайке, наносят флюс. Жидкий флюс наносят кисточкой или тонкой заостренной палочкой, а пастообразные — маленьким шпателем. После этого на место пайки накладывают кусочек припоя, необходимого для заполнения стыка.

Нагревая припой и одновременно соединяемые детали, добиваются расплавления припоя и заполнения им стыков между деталями. Когда жидкий припой полностью заполнит стык деталей, нагрев прекращают, припой затвердевает и связывает соединяемые детали.

В настоящее время в ювелирном производстве применяются следующие способы пайки: паяльником, пламенем горелки, при серийном производстве в конвейерных печах, а также точечной или микроплазменной сваркой, сваркой на специальных сварочных аппаратах.

Пайку мягкими (оловянно-свинцовыми) припоями осуществляют с помощью паяльника. Паяльник может быть электрическим или молоткового типа, нагреваемый с помощью пламени горелки или на электроплитке. Рабочая часть паяльника должна быть изготовлена из красной меди и иметь клинообразное лезвие. Острием горячего паяльника берут припой и наносят на спаиваемую поверхность. Паяльник применяют для пайки изделий из меди и ее сплавов, а также стальных изделий, покрытых серебром, медью, оловом или кадмием.

Пайка с применением ручной горелки — наиболее широко распространенный способ, особенно в условиях предприятий, выполняющих индивидуальные заказы. При этом могут применяться как стандартные, так и специальные ювелирные горелки облегченной конструкции, показанные на рис. 4,б. Основные виды топлива для ручных горелок — это природный газ и бензин, которые перед употреблением смешивают с кислородом или воздухом в различных соотношениях, что обеспечивает регулирование пламени.

Горелки используют для паяния ювелирных изделий твердыми припоями. Чтобы довести твердые припои до высокой текучести, необходимо мягким пламенем при равномерном круговом движении горелки нагревать наряду с припоем все изделие или соединяемые детали. Постепенно пламя делают острее, чтобы сконцентрировать его на месте пайки. Затем все изделие или соединяемые детали опять подогревают мягким пламенем. Так действуют до тех пор, пока припой не потечет. Причем припой всегда течет к месту с максимальной температурой, поэтому, чтобы припой потек в нужном направлении, необходимо регулировать распределение тепла, т. е. пламя горелки и его направление. Тепловое воздействие пламени на металл зависит не только от мощности пламени, но и от угла наклона оси пламени. С уменьшением угла наклона тепловое действие пламени ослабевает и распределяется по большей площади. С увеличением толщины металла угол наклона увеличивают, с уменьшением толщины — уменьшают.

Для припаивания к корпусу крупногабаритного изделия филигранного узора, когда филигрань занимает значительную часть площади поверхности изделия, требуется высокотемпературный нагрев всего корпуса изделия. Такие изделия паяют широким мягким пламенем горелки или специальными многофакельными горелками, причем изделие устанавливают и вращают так, чтобы паяемая филигрань равномерно нагревалась. Пайка пламенем горелки трудоемка и требует от ювелира навыков.

Для получения прочного соединения стыков колец и других ювелирных изделий применяется микроплазменная сварка, где плазмообразующими газами являются аргон и гелий. Сварка осуществляется на специальном аппарате-автомате МПУ без присадочного материала (припоя), т. е. под действием плазмы металл расплавляется и происходит его диффузия.

После регулировки необходимого количества плазмообразующих газов к изделию, установленному на специальную подставку, подводят горелку. Основная дуга в горелке включается с помощью микровыключателя. Время сварки зависит от толщины металлов. Такой вид сварки обеспечивает прочное соединение стыка, делая сварной шов практически незаметным.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector