8. Восстановление деталей паянием

Паянием называется процесс соединения твердых металлических тел при помощи промежуточного металла или сплава (припоя) в расплавленном состоянии с последующей его кристаллизацией. В процессе паяния происходят взаимное растворение и диффузия основного металла и припоя. Припой должен обладать более низ­кой температурой плавления по сравнению с паяемым металлом.

При соединении деталей паянием применяют флюсы, назначе­ние которых следующее: предохранить поверхность паяемого ме­талла и расплавленного припоя от окисления при нагревании; рас­творить окисленные пленки на поверхности паяемого металла и припоя; улучшить условия смачивания поверхности паяемого ме­талла с расплавленным припоем.

К преимуществам паяния относятся отсутствие плавления и Незначительный нагрев основного металла. Паяние легкоплавкими припоями (температура плавления ниже 400 °С, а предел проч­ности не больше 80 МПа) используется при восстановлении ра­диаторов, топливных и масляных баков и других деталей, кото­рые не работают в условиях высоких температур и давлений. Легкоплавкие (мягкие) припои представляют собой сплавы на оловянной и свинцовой основе (ПОС-30, ПОС-40). В качестве флюсов при этом применяют хлористый цинк (травленая серная кислота), нашатырь или канифоль. Тугоплавкие (твердые) припои (температура плавления выше 500 °С, а предел прочности до 500 МПа) применяют для получения особо ответственных соединений, близких по прочности к основному металлу. Паянием тугоплавкими припоями восстанавливают масляные и топливные трубки, водяные трубы, картеры и др. При паянии тугоплавкими припоями применяют в основном медно-цинковые припои (ПМ4-36, ПМ4-48), а в качестве флюсов используют буру (NaBO) и ее смеси с борной кислотой (НBO). Для паяния легкоплавкими припоями применяют нагрев ручными паяльниками с непрерыв­ным бензиновым или газовым подогревом, а также с подогревом в горнах. Для паяния мелких деталей получили распространение электрические паяльники. Паяние с нагревом токами высокой частоты применяют при использовании как тугоплавких, так и легкоплавких припоев. Этот метод паяния позволяет быстро и равномерно нагреть изделие до температуры плавления припоя при наименьшем окислении и короблении деталей; недостатки — дороговизна оборудования, трудность паяния деталей сложной конфигурации и трудность контроля температуры. Для впайки пластинок твердого сплава в бур применяют листовуюлатунь марок Л-62 и Л-68 толщиной 0,16—0,18 мм или латунную фольгу толщиной 0,1 мм того же состава. Перед паянием пластинки твердого сплава шлифуют по опорным плоскостям на карборун­довых кругах зернистостью 60—80. Во избежание выпадения пла­стинки из паза производится зачеканка паза коронки. В качестве флюса при пайке пластин применяется мелкоистолченная про­каленная бура. Нагрев коронки производится в нефтяных горнах до температуры 750—800 °С, а вторичный нагрев уже с припоем массой 6—7 г до температуры плавления латуни 900°С. Пла­стинки из твердого сплава плотно прижимают к основанию паза металлическим стержнем. Затем коронки помещают в ящик с из­вестью или угольной крупкой на глубину 350—400 мм и выдер­живают до полного охлаждения.

Электронагрев бура для пайки пластин твердого, сплава можно осуществить на контактной стыковой машине. В паз коронки вставляют обернутую в 2—3 слоя латунной фольгой пластинку твердого сплава. Под пластинкой, а также между фольгой и пластинками должна быть прослойка флюса. Уси­лие на рычаг машины должно обеспечивать надежный электриче­ский контакт между головкой бура и губками.

Пайку чугуна твердыми припоями производят после того, как поверхности соединяемых кромок очищены от грязи и жира, а гра­фит с поверхности шва выжжен кислородно-ацетиленовым пла­менем. Наличие на поверхности чугуна структурно свободного графита задерживает процесс смачивания и растекания приса­дочного металла по нагретой поверхности чугуна. В качестве при­садочного материала применяют латунь марки ЛОК-59-1-0,3, ко­торая хорошо смачивает поверхность чугуна и дает прочноплотный "шов. Схема процесса пайки чугуна. Кромки шва нагревают до температуры плавления присадочного мате­риала, получаемого с присадочного прутка, посыпают флюсом (бура или смесь 50% буры с 50 % борной кислоты), обслуживают, а затем заплавляют шов горелкой, и на поверхности образуется шлаковый слой . Этот способ позволяет восстанавли­вать детали сложной формы.

Паяние алюминия и его сплавов может производиться как легкоплавкими припоями на основе олова или цинка, так и более тугоплавкими на основе алюминия. Паяние легкоплавкими при­поями осуществляется с предварительным удалением окисной пленки механическим способом (шабером). Для этой цели паяе­мое изделие нагревают до температуры плавления припоя, на зону шва наносят слой расплавленного припоя и под ним шабе­ром или стальной щеткой удаляют поверхностную пленку. По мере удаления пленки припой смачивает алюминий и после охлажде­ния дает прочную связь.

Паяние тугоплавкими припоями на алюминиевой основе наи­более надежно. Простейшим припоем является силумин (сплав алюминия с 12 % кремния).

В этом случае целесообразно применять ультразвуковой паяль­ник УП-21. В процессе паяния в расплавленном припое возникают ультразвуковые колебания с эффектом кавитации, которые раз­рушают оксидную пленку и способствуют ее удалению из припоя. В качестве припоя используют также оловянно-цинковые сплавы (олово 80—98%), а также сплавы кадмия с цинком и кадмия с оловом.