Сварка, резка и пайка металлов

Пайка металлов. Значение процесса пайки

Пайка представляет собой процесс соединения металлов, находящихся в твёрдом состоянии, Посредством расплавленного присадочного металла, называемого припоем и имеющего температуру плавления, меньшую температуры плавления основного металла-Пайка представляет некоторое сходство со сваркой плавлением; отличием пайки служит отсутствие расплавления основного металла, всегда имеющегося при сварке плавлением. На практике не всегда возможно провести границу между этими двумя методами, так как существуют промежуточные процессы, например при изготовлении медных и латунных изделий, соединяемых медными припоями, при которых часто трудно определить, относятся ли они к сварке или пайке. В процессе пайки существенное значение имеют взаимное растворение и диффузия основного металла и припоя.

Припой должен хорошо растворять основной металл, смачивать его, легко растекаясь по поверхности, и, кроме того, удовлетворять ряду технических и экономических требований, быть дешёвым и недефицитным. Обычно припои представляют собой сплавы различных цветных металлов, иногда довольно сложного состава. Большое значение для припоев представляют сплавы эвтектического состава, имеющие помимо пониженной температуры плавления, минимальный интервал между температурами начала и конца плавления, что часто весьма желательно. Тесное соприкосновение жидкого припоя с основным металлом и хорошее смачивание его поверхности возможны лишь при полной чистоте последней.

Для растворения и удаления окислов и загрязнений с поверхности металла, защиты его от Окисления, уменьшения поверхностного натяжения, улучшения смачиваемости и растекания припоя служат флюсы. Флюсы применяются при пайке весьма широко и часто играют исключительно важную роль. В большинстве случаев пайка без соответствующего флюса практически невыполнима. Флюсы для пайки, имеющие разнообразные, часто довольно сложные составы, должны полностью расплавляться и проявлять активное химическое и физическое действие при сравнительно низких температурах пайки.

Процесс пайки, не требующий высоких температур, известен давно и широко применяется на практике. В последние годы в процесс пайки, в составы припоев и флюсов внесены многочисленные существенные улучшения и усовершенствования, которые открывают новые возможности широкого внедрения пайки в различные отрасли промышленности. В ряде случаев пайка начинает вытеснять другие способы соединения металлов, в том числе иногда и сварку. К преимуществам пайки относятся отсутствие расплавления и незначительный нагрев основного металла, что обеспечивает неизменность его химического состава, сохранение структуры и механических свойств. Пайка во многих случаях даёт чистые соединения хорошего внешнего вида, не требующие какой-либо последующей обработки, позволяет сохранять точные размеры и форму изделий и во многих случаях обеспечивает получение соединений равнопрочных основному металлу, при отсутствии заметных внутренних напряжений. Эти преимущества, в связи с дешевизной процесса и возможностью широкой его механизации и автоматизации, обеспечивают широкое промышленное использование процессов пайки.

Современные методы пайки весьма разнообразны и охватывают все марки углеродистых и легированных сталей, в том числе инструментальных и нержавеющих, твёрдые сплавы, серые и ковкие чугуны, все цветные металлы и их сплавы, благородные и редкие металлы и т. д., причём в широких размерах возможна прочная спайка разнородных металлов. Пайка находит всё более широкое применение в производстве автомобилей, тракторов, велосипедов и мотоциклов, деталей всевозможных машин и механизмов, изделий из листового металла, в том числе лужёной жести, латуни, нержавеющей стали, декапированного железа и т. д.

Процесс пайки можно разделить на два основных вида: пайка твёрдыми припоями и пайка мягкими припоями. Оба вида пайки различаются прежде всего температурой плавления припоев: к твёрдым припоям обычно относят припои с температурой плавления выше 500°, мягкие припои имеют температуру плавления ниже 400°. Твёрдые припои обладают значительной механической прочностью и могут иметь предел прочности при растяжении до 50 кг/мм2; мягкие припои обычно имеют предел прочности не выше 5—7 кг/мм2. Указанное деление припоев на твёрдые и мягкие не имеет особого принципиального значения и применяются в целях практического удобства.