Чем отличается пайка от сварки: описание и отличия. Чем отличается сварка от пайки
Чем отличается сварка от пайки
В случаях, когда использование заклепок, болтов или клея не представляется возможным, выходом из ситуации становится сварка или пайка. Соединения, образуемые с помощью этих технологий, могут быть похожими на вид. Но по своей сути два процесса являются абсолютно разными.
Определение
Сварка – соединение деталей, чаще всего металлических, путем нагревания до степени плавления их соприкасающихся частей. Существуют также сварочные методы, предполагающие скрепление деталей друг с другом под большим давлением без применения нагрева.
СваркаПайка – соединение деталей посредством введения в место стыка специального связующего компонента.
Пайкак содержанию ↑
Сравнение
Каждая из этих операций позволяет получить неразъемное соединение. Но отличие сварки от пайки заключается в том, что только сварка может осуществляться без участия вспомогательных компонентов. В таких случаях края изделий плавятся и совмещаются, а затем соединение застывает. Если в шов вводится присадочный материал, то он по своим свойствам близок к тому, из которого сделаны свариваемые детали.
При пайке всегда используется дополнительное вещество – припой. Его важной характеристикой является температура плавления. Она обязательно должна быть ниже той, которую имеют материалы основных деталей. Во время процедуры спаиваемые объекты остаются твердыми, а размягченный припой обволакивает стыкующиеся поверхности и заполняет пространство между ними. Весь процесс несколько напоминает склеивание.
Кстати говоря, физика на вопрос, в чем разница между сваркой и пайкой, отвечает так: при сварке под действием сильного нагревания происходит диффузия молекул самих соединяемых изделий, а при пайке частицы этих изделий взаимодействуют только с припоем, но не между собой.
Следует отметить, что пайка, исключающая расплавление основных материалов, с успехом применяется для скрепления самых миниатюрных деталей. При этом их можно многократно разъединять и вновь соединять без риска деформации или ухудшения механических свойств. Это особенно важно, к примеру, при ремонте ювелирных изделий.
Таблица
| Сварка | Пайка |
| Может осуществляться без введения дополнительного материала | Используется припой |
| Изделия плавятся | Изделия не плавятся |
| Основные материалы смешиваются | Основные материалы не взаимодействуют между собой |
| Для соединения мелких деталей не применяется | Подходит для соединения миниатюрных деталей |
thedifference.ru
Чем отличается пайка от сварки: описание и отличия
Заданный вопрос лежит в сфере технологических процессов — и поэтому сначала потребуется взглянуть на упомянутые техпроцессы поподробнее.
Что есть сварка
Под сваркой понимается технологическая операция (процесс) по получению неразъёмного соединения элементов за счёт созданиями между ними межмолекулярных/межатомных связей при общем/местном нагреве либо пластической деформации (как вариант, допустимо одновременное воздействие факторов). Сварка применима и к металлам/сплавам, и к неметаллическим материалам: керамике, пластмассе и так далее.
Сварка
Для подвода нужного количества энергии в точку сварки могут применяться разные способы: транзит мощного электротока через свариваемые элементы (сварка электрическая контактная), нагрев дугой (сварка электродуговая), за счёт химреакции горения (сварка газовая), концентрированным излучением/частицами (сварка сфокусированным электромагнитным излучением, лазером, электронным пучком), трением (сюда же относится и сварка ультразвуковая).
Процесс сварки
Сварка двух элементов может быть произведена посредством диффузионных/перемешивающих процессов того или иного рода при:
- Нагреве материала в нужной точке до плавления без дополнительного сжатия элементов.
- При умеренном сжатии и нагреве элементов одновременно.
- При очень значительном сжатии элементов без подвода нагрева извне.
Что есть пайка
Под пайкой понимается технологическая операция (процесс) по получению неразъёмного соединения элементов посредством введения между соединяемыми поверхностями расплавленного припоя (в качестве такового выступает металл/сплав, температура плавления которого заведомо ниже, нежели чем у материала элементов), завершающаяся охлаждением. Сразу же интересно отметить, что практически под это же определение с минимальными изменениями подпадает распространённая ныне «склейка термопластичным клеем» — однако её именуют именно склейкой, оставляя за пайкой случай металлов/сплавов (см. ГОСТ 17325-79).
Пайка
Важное значение в пайке имеет флюс — специальное вещество, дополнительно вводимое в контакт с припоем и спаиваемыми поверхностями. Как правило флюс реагирует с окислами металлов на поверхностях припоя/элементов, обнажая «чистые» (неокисленные) слои и дополнительно снижает поверхностное натяжение жидкого припоя.
Процесс пайки
В общем случае в зону пайки подводится тепло (специальным прибором — паяльником, либо общим нагревом — например, газовой горелкой) до расплавления припоя, но при этом она ниже температуры плавления поверхностей элементов, после чего припой за счёт поверхностных сил (смачивания) растекается по соединяемым поверхностям. После прекращения нагрева припой застывает, формируя соединение. Несколько особняком здесь стоит пайка-сварка: её отличает меньшее количество припоя и характер формируемого шва, из-за чего она более похожа на сварку (в случае разнородных материалов при пайке-сварке кромка более легкоплавкого элемента может оплавиться).
Паяльник
Вообще, существует несколько десятков способов пайки, за тонкостями/отличиями которых лучше обратиться к спецлитературе. Здесь же имеет смысл упомянуть лишь о реакционно-флюсовой пайке, где нужный жидкий металл (припой) образуется in situ, за счёт взаимодействия флюса со спаиваемыми поверхностями.
Итоги
Как хорошо видно из вышеприведённых описаний-определений, оба технологических процесса достаточно похожи и используются для соединения элементов изделия в одно целое, причём обрабатываемыми материалами могут выступать как металлы/сплавы, так и иные вещества, а сами процессы типично производится при повышении температуры.
Тем не менее, имеются следующие важные отличия:
- Существующее определение пайки подразумевает в основном использование металлов/сплавов, а спектр материалов для сварки много шире (например, пластмассы).
- При пайке подразумевается изначальное существование значительного зазора между элементами, который затем будет заполнен более легкоплавким припоем.
- Для пайки вообще более характерно использование дополнительного специального вещества — флюса, реагирующего с поверхностями и припоем (в сварке такими исключениями, использующими флюс, будут дуговая сварка с обмазанным электродом и сварка под дополнительным слоем флюса).
- При пайке так или иначе в зазор между требующими соединения поверхностями дополнительно вводится более легкоплавкий материал — припой (напрямую — или in situ, из флюса).
- При пайке соединяемые материалы не плавятся (исключение составляет пайка-сварка, когда оплавляется кромка одного из элементов, подвергаемых такой пайке).
vchemraznica.ru
Виды пайки металлов — Меандр — занимательная электроника
Читать все новости ➔
Как способ неразъемного соединения металлов пайка известна с давних пор. Паяными металлическими изделиями пользовались в Вавилоне, Древнем Египте, Риме и Греции. Удивительно, но за тысячелетия, прошедшие с тех пор, технология пайки изменилась не так сильно, как этого можно было бы ожидать.
Пайкой называется процесс соединения металлов посредством введенного между ними расплавленного связующего материала - припоя. Последний заполняет зазор между соединяемыми деталями и, застывая, прочно соединяется с ними, образуя неразъемное соединение.
При пайке припой нагревают до температуры, превышающей температуру его плавления, но не достигающей точки плавления металла соединяемых деталей. Становясь жидким, припой смачивает поверхности и заполняет все зазоры за счет действия капиллярных сил. Происходит растворение основного материала в припое и их взаимная диффузия. Застывая, припой прочно сцепляется с паяемыми деталями.
При пайке должно выполняться следующее температурное условие:
Т1<Т2<Т3<Т4,
где:Т1 - температура, при которой паяное соединение работает;Т2 - температура плавления припоя;Т3 - температура нагрева при пайке;Т4 - температура плавления соединяемых деталей.
Отличия пайки от сварки
Паяное соединение по своему виду напоминает сварное, однако по своей сути пайка металлов радикально отличается от сварки. Основное отличие состоит в том, что основной металл не расплавляется, как при сварке, а лишь нагревается до определенной температуры, значение которой никогда не достигает температуры его плавления. Из этого основного различия вытекают все остальные.Отсутствие расплавления основного металла делает возможным соединение пайкой деталей самых маленьких размеров, а также многократное разъединение и соединение спаянных деталей без нарушения их целостности.
Из-за того, что основной металл не расплавляется, его структура и механические свойства остаются неизменными, отсутствует деформация паяемых деталей, выдерживаются формы и размеры получаемого изделия.
Пайка позволяет соединять металлы (и даже неметаллы) в любом сочетании друг с другом.
При всех своих достоинствах пайка все же уступает сварке по прочности и надежности соединения. Из-за низкой механической прочности мягкого припоя, низкотемпературная пайка встык является непрочной, поэтому для достижения необходимой прочности детали необходимо соединять с перекрытием.
В наше время среди различных способов создания неразъемных деталей, пайка занимает второе место после сварки, а в некоторых областях ее позиции являются главенствующими. Трудно себе представить современную IT-промышленность без этого компактного, чистого и прочного способа соединения элементов электронных схем.
Применение пайки широко и многообразно. Ею соединяют медные трубы в теплообменниках, холодильных установках и всевозможных системах, транспортирующих жидкие и газообразные среды. Пайка является основным способом крепления твердосплавных пластин к металлорежущему инструменту. При кузовных работах с ее помощью крепят тонкостенные детали к тонкому листу. В виде лужения используют для защиты некоторых конструкций от коррозии.
Широко используется пайка и в домашних условиях. Ею можно соединять между собой детали из различных металлов, уплотнять резьбовые соединения, устранять пористость поверхностей, обеспечивать плотную посадку втулки разболтавшегося подшипника. Везде, где использование сварки, болтов, заклепок или обычного клея по каким-либо причинам невозможно, затруднительно или нецелесообразно, пайка, сделанная даже своими руками, оказывается спасительным выходом из ситуации. Виды пайки
Классификация пайки носит довольно сложный характер из-за большого числа классифицируемых параметров. Согласно технологической классификации по ГОСТ 17349-79 пайка металлов подразделяется: по способу получения припоя, по характеру заполнения припоем зазора, по типу кристаллизации шва, по способу удаления оксидной пленки, по источнику нагрева, по наличию или отсутствию давления в стыке, по одновременности выполнения соединений.
Одной из основных является классификация пайки по температуре плавления используемого припоя. В зависимости от этого параметра пайку подразделяют на низкотемпературную (используются припои с температурой плавления до 450°C) и высокотемпературную (температура плавления припоев выше 450°C).
Низкотемпературная пайка более экономична и проста в исполнении, чем высокотемпературная. Ее преимуществом является возможность применения на миниатюрных деталях и тонких пленках. Хорошая тепло- и электропроводность припоев, простота выполнения процесса пайки, возможность соединения разнородных материалов обеспечивают низкотемпературной пайке ведущую роль при создании изделий в электронике и микроэлектронике.
К преимуществам высокотемпературной пайки относится возможность изготовления соединений, выдерживающих большую нагрузку, в том числе и ударную, а также получение вакуумно-плотных и герметичных соединений, работающих в условиях высоких давлений. Основными способами нагрева при высокотемпературной пайке, в единичном и мелкосерийном производстве, является нагрев газовыми горелками, индукционными токами средней и высокой частоты.
Композиционная пайка применяется при пайке изделий, имеющих некапиллярные или неравномерные зазоры. Она осуществляется с использованием композиционных припоев, состоящих из наполнителя и легкоплавкой составляющей. Наполнитель имеет температуру плавления выше температуры пайки, поэтому он не расплавляется, а лишь заполняет собой зазоры между паяемыми изделиями, служа средой распространения легкоплавкой составляющей.
По характеру получения припоя различают следующие виды пайки.
Пайка готовым припоем - самый распространенный вид пайки. Готовый припой расплавляется нагревом, заполняет зазор между соединяемыми деталями и удерживается в нем благодаря капиллярным силам. Последние играют очень важную роль в технологии пайки. Они заставляют расплавленный припой проникать в самые узкие щели соединения, обеспечивая его прочность.
Реакционно-флюсовая пайка, характеризующаяся протеканием реакции вытеснения между основным металлом и флюсом, в результате которой образуется припой. Наиболее известная реакция при реакционно-флюсовой пайке: 3ZnCl2 (флюс) + 2Al (соединяемый металл) = 2AlCl3 + Zn (припой).
Чтобы паять металл, кроме подготовленных соответствующим образом паяемых изделий необходимо иметь источник тепла, припой и флюс.
Источники тепла
Существует множество способов нагрева паяемых деталей. К самым распространенным и наиболее подходящим для пайки в домашних условиях относится нагрев паяльником, горелкой с открытым пламенем и строительным феном. Нагрев паяльником осуществляют при низкотемпературной пайке.
Паяльник нагревает металл и припой за счет тепловой энергии, аккумулированной в массе его металлического наконечника. Кончик паяльника прижимается к металлу, в результате чего происходит нагрев последнего и расплавление припоя. Паяльник может быть не только электрическим, но и газовым.
Газовые горелки - наиболее универсальный вид нагревательного оборудования. К этой категории можно отнести и паяльные лампы, заправляемые бензином или керосином (в зависимости от типа паяльной лампы). В качестве горючих газов и жидкостей в горелках может использоваться ацетилен, пропан-бутановая смесь, метан, бензин, керосин и пр. Газовая пайка может быть как низкотемпературной (при паянии массивных деталей), так и высокотемпературной.
Существуют и другие способы нагрева при пайке:
Пайка индукционными нагревателями, которая активно используется для припаивания твердосплавных резцов режущего инструмента. При индукционной пайке паяемые детали или их части нагреваются в катушке-индукторе, через которую пропускается ток. Преимуществом индукционной пайки является возможность быстрого нагрева толстостенных деталей.
Пайка в различных печах. Пайка электросопротивлением, при которой детали нагреваются теплотой, выделяющейся вследствие прохождения электротока через паяемые изделия, являющиеся частью электрической цепи.
Пайка погружением, выполняющаяся в расплавленных припоях и солях. Прочие виды пайки: дуговая, лучами, электролитная, экзотермическая, штампами и нагревательными матами.
Припои
В качестве припоев используются как чистые металлы, так и их сплавы. Чтобы припой мог хорошо исполнять свое предназначение, он должен обладать целым рядом качеств.
Смачиваемость. Прежде всего, припой должен обладать хорошей смачиваемостью по отношению к соединяемым деталям. Без этого будет просто отсутствовать контакт между ним и паяемыми деталями.
В физическом смысле смачивание подразумевает явление, при котором прочность связи между частицами твердого вещества и смачивающей его жидкости оказывается выше, чем между частицами самой жидкости. При наличии смачивания жидкость растекается по поверхности твердого вещества и проникает во все его неровности.
Если припой не смачивает основной металл, пайка невозможна. В качестве такого примера можно привести чистый свинец, который плохо смачивает медь и не может поэтому служить припоем для неё.
Температура плавления. Припой должен иметь температуру плавления ниже температуры плавления соединяемых деталей, но выше той, при которой соединение будет работать. Температура плавления характеризуется двумя точками - температурой солидуса (температура, при которой плавится самый легкоплавкий компонент) и температурой ликвидуса (наименьшим значением, при которой припой становится полностью жидким).
Разница между температурами ликвидуса и солидуса называется интервалом кристаллизации. Когда температура соединения находится в интервале кристаллизации, даже незначительные механические воздействия приводят к нарушениям кристаллической структуры припоя, в результате чего может возникнуть его хрупкость и возрасти электрическое сопротивление. Поэтому необходимо соблюдать очень важное правило пайки - не подвергать соединение никакой нагрузке до полного окончания кристаллизации припоя.
Кроме хорошей смачиваемости и необходимой температуры плавления, припой должен обладать еще рядом свойства:
- Содержание токсичных металлов (свинца, кадмия) не должно превышать установленных значений для определенных изделий.
- Должна отсутствовать несовместимость припоя с соединяемыми металлами, которая может привести к образованию хрупких интерметаллических соединений.
- Припой должен обладать термостабильностью (сохранением прочности паяного соединения при изменении температуры), электростабильностью (неизменностью электрических характеристик при токовых, тепловых и механических нагрузках), коррозионной стойкостью.
- Коэффициент теплового расширения (КТР) не должен сильно отличаться от КТР соединяемых металлов.Коэффициент теплопроводности должен соответствовать характеру эксплуатации паяного изделия.
В зависимости от температуры плавления припои подразделяют на легкоплавкие (мягкие) с температурой плавления до 450°С и тугоплавкие (твердые) с температурой плавления выше 450°С. 
Легкоплавкие припои. Наиболее распространенными легкоплавкими припоями являются оловянно-свинцовые, состоящие из олова и свинца в различном соотношении. Для придания определенных свойств в них могут вводиться другие элементы, например, висмут и кадмий для понижения температуры плавления, сурьма для увеличения прочности шва и т.д.
Оловянно-свинцовые припои имеют низкую температуру плавления и относительно невысокую прочность. Их не следует применять для соединения деталей, испытывающих значительную нагрузку или работающих при температуре выше 100°С. Если все же приходится применять пайку мягкими припоями для соединений, работающих под нагрузкой, нужно увеличивать площадь соприкосновения деталей.
К наиболее широко используемым относятся оловянно-свинцовые припои ПОС-18, ПОС-30, ПОС-40, ПОС-61, ПОС-90, имеющие температуру плавления примерно 190-280°С (из них самый тугоплавкий - ПОС-18, самый легкоплавкий - ПОС-61). Цифры означают процентное содержание олова. Кроме основных металлов (Sn и Pb) припои ПОС содержат также небольшое количество примесей. В приборостроении ими паяют электросхемы, соединяют провода. В домашних условиях с их помощью соединяют самые различные детали.
Возможно, Вам это будет интересно:
meandr.org
Преимущество пайки по сравнению со сваркой металлов
Пайка — один из наиболее известных методов соединения металлов. Однако применявшиеся до последнего времени способы пайки вследствие низкой производительности, недостаточной надежности соединения, сложности технологического процесса и других недостатков использовали относительно редко.
В последнее время появились новые методы пайки, использующие различные виды электрического нагрева: т. в. ч., электронный луч, нагрев в термических печах, пайка с применением ультразвука и др. Эти методы нагрева в сочетании с такими защитными средами, как вакуум, инертные и восстановительные газы (водород, СО. и др.), специальные припои, не требующие флюсов, позволили значительно улучшить качество паяных изделий и повысить производительность процесса пайки.
Новые методы пайки дают возможность использовать деталь в изделиях без последующей механической обработки.
С помощью новых методов пайки можно соединять тугоплавкие металлы и металлы, обладающие особыми свойствами.
Из таких металлов могут быть изготовлены в условиях вакуума тонкостенные конструкции, подвергающиеся воздействию высоких температур. Пайка в современном состоянии удовлетворяет всем требованиям производства с точки зрения экономики, так как использование паяных соединений способствует уменьшению трудоемкости и снижению стоимости изделия.
Пайка стала одним из важнейших технологических процессов соединения металлов во многих отраслях металлообрабатывающей промышленности. Паяные соединения надежно работают в ответственных изделиях в авиационной, радиотехнической, автомобильной, приборной и других отраслях промышленности.
Пайкой называется процесс получения неразъемного соединения материалов с нагревом ниже температуры их автономного расплавления путем смачивания, растекания и заполнения зазора между ними расплавленным припоем и сцепления их при кристаллизации шва.
Пайку металлов следует проводить при определенной температуре и в средах, обеспечивающих хорошее смачивание припоем металла и взаимную диффузию жидкого припоя и металла соединяемого изделия. При этом должны быть созданы условия для возникновения капиллярных явлений. Последние обеспечивают проникновение жидкого припоя в зазоры между соединяемыми изделиями. Припой проникает в зазоры между соединяемыми деталями, при охлаждении кристаллизуется и образует прочную связь. Нагревать изделие и расплавлять припой можно дугой, теплотой, выделяющейся в электрическом контакте, в печах сопротивления, индукционным методом, электронным лучом, газовым пламенем, погружением в соляные ванны или жидкие припои и т. п.
Пайка имеет ряд преимуществ по сравнению со сваркой. Во многих случаях при пайке расходуется меньшее количество теплоты. Пайка не вызывает существенных изменений химического состава и механических свойств основного металла. Как правило, остаточные деформации в паяных соединениях значительно меньше, чем в сварных. Поэтому возможно соблюдение точных размеров паяных конструкций без дополнительной обработки. Пайкой соединяются углеродистые и легированные стали, чугун, цветные металлы и сплавы, благородные металлы и т. д., а также разнородные материалы. Процесс пайки легко механизируется и автоматизируется.
Большинство способов пайки осуществляют с применением различных припоев и лишь в тех случаях, когда в процессе пайки между металлами могут образоваться легкоплавкие эвтектики, пайка возможна без специального припоя.
К припоям предъявляют ряд требований общего характера. Припой должен хорошо растекаться по поверхности основного металла, смачивать и растворять его, легко заполнять зазоры между деталями, обеспечивать необходимую прочность соединения и т. п.
Припои применяют в виде лент, паст, прутьев. Особенно распространены припои в виде проволочных контуров и прокладок из фольги, штампуемых в соответствии с поверхностью соединяемых частей.
Широкое применение в качестве припоев получили высокотемпературные припои — сплавы на основе серебра, алюминия, меди и др., обладающие, как правило, температурой плавления выше 450—500° С (723—773 К). Медно-цинковые припои ПМЦ 36, ПМЦ 48, ПМЦ 54 имеют предел прочности σв = 21 35 кгс/мм2 (206,0 — 343,2 МН/м2), относительное удлинение до 26%, рекомендуются для пайки изделий из меди, томпака, латуни, бронзы. Серебряные припои имеют температуру плавления 740—830° С (413—1103 К). Согласно ГОСТ 8190—56 марки припоев разделяют в зависимости от содержания в сплавах серебра, которое изменяется в пределах от 10 (ПСр 10) до 72% (ПСр 72). В них также содержатся цинк, медь и в небольшом количестве свинец. Эти припои применяют для пайки тонких деталей, соединения медных проводов и в случаях, когда место спая не должно резко уменьшать электропроводность стыковых соединений.
Низкотемпературные припои имеют температуру плавления ниже 450—400° С (723—673 К). Они обладают небольшой прочностью. Их применяют для пайки почти всех металлов и сплавов в разных их сочетаниях. В большинстве случаев низкотемпературные припои содержат значительный процент олова.
Низкотемпературные оловянно-свинцовые припои (ГОСТ 1499—70) имеют верхнюю критическую точку плавления 209—327° С (482—600 К). Олово имеет точку плавления 232° С (505 К). Его предел прочности при растяжении 1,9 кгс/мм2 (18,6 МН/м2), относительное удлинение 49%, НВ 6,2 кгс/мм2 (60,8 МН/м2). Оловянно-свинцовые припои ПОС-90, ПОС-61, ПОС-40 и др. применяют при пайке медных аппаратов, авиационных радиаторов, изделий из латуни и железа, медных проводов и т. д.
Образование качественного паяного соединения в значительной степени зависит от возможности наиболее полного удаления с поверхности металла окисных, адсорбированных газовых и жидких пленок. В практике пайки для удаления поверхностных пленок применяют различного рода флюсы, восстановительную атмосферу или вакуум. В последнее время для этой цели успешно используют механическое разрушение пленок с помощью ультразвуковых упругих колебаний.
Флюсы при пайке имеют несколько назначений. Они защищают основной металл и припой от окисления, растворяют или восстанавливают образовавшиеся окислы, улучшают смачивание поверхностей, способствуют растеканию припоев. Флюсы можно применять в твердом, жидком и газообразном виде (в виде порошков, паст, растворов газов). Роль флюса выполняют некоторые специальные газовые атмосферы и вакуум, которые также могут способствовать восстановлению окислов и улучшению условий смачивания. Флюсующее действие оказывают в некоторых случаях отдельные составляющие, входящие в состав припоев. Например, фосфористые припои не требуют флюсов при пайке медных сплавов.
Пайку можно вести при общем или местном нагреве конструкции. При общем нагреве изделие помещают в печь или погружают в соляную или металлическую ванну. В этих условиях изделие прогревается равномерно. Такой процесс целесообразен для пайки изделий относительно небольших размеров. При местном нагреве подогревают лишь часть конструкции в зоне спая.
Пайка при помощи паяльника. Наиболее известный и широко используемый метод пайки низкотемпературными припоями — пайка паяльниками. В усовершенствованных конструкциях паяльников обеспечивается механизированная подача припоя и его дозировка.
Пайка газовым пламенем. Газовым пламенем паяют вручную и механизированным способом. Источником нагрева служит пламя обычных горелок с применением в качестве горючего относительно невысококалорийного газа, например пропана. Газовое пламя лишь частично предохраняет место спая от окисления, поэтому рекомендуется применение флюсов и паст.
Рис.109. Основные виды индукторов для пайки:1—индуктор;2—детали;3—припой
В некоторых случаях флюсы подаются в газообразном состоянии непосредственно в пламя. При газовой пайке возможно применение высокотемпературных и легкоплавких припоев.
Для крупных деталей иногда применяют процесс пайки, называемый «сварка бронзой». В этом случае припоем служат латунные стержни, изделие нагревают кислородно-ацетиленовой горелкой. Сначала ею подогревают кромки, насыпают флюс, облуживают их тонким слоем припоя, а затем заполняют припоем весь объем разделки. Сварку бронзой используют при ремонте чугунных и стальных деталей.
www.prosvarky.ru
12. Сварка и пайка металлов.
12.1. Сварка и резка металлов.
12.1.1. Методы сварки.
Сварка – это технологический процесс получения неразъемных соединений за счет установления межатомных связей между материалом (материалами) соединяемых заготовок.
Исходные заготовки для изготовления сварных конструкций это прокат (лист, труба, профили), штампованные детали и т.д. Сварная конструкция может иметь очень сложную форму при достаточно простой технологии ее изготовления.
Методы сварки можно подразделяют на термические, термомеханические и механические.
Термические методы (сварка плавлением) основаны на расплавлении металла. Кромки соединяемых заготовок расплавляются внешним источником нагрева. При этом образуется сварочная ванна. После затвердевания расплавленного металла (сварочной ванны) образуется монолитный шов, который соединяет свариваемые заготовки в одну.
Соединение заготовок при механических методах осуществляется за счет высокого давления, вызывающего пластическую деформацию в месте сварки. При этом необходимо разрушить оксидную пленку на поверхности свариваемых заготовок и смять микронеровности. Величина давления должна быть достаточной для того, чтобы между металлом (металлами), свариваемых заготовок образовались межатомные связи, т.е. образовалось сварное соединение. Все эти процессы облегчаются в условиях пластического течения металла (одна заготовка как бы вдавливается в другую).
При термомеханических методах сварки металл в месте соединения деталей нагревается до температуры плавления или пластического состояния. Нагрев позволяет снизить давление и уменьшить величину внедрения одной заготовки в другую для образования сварного соединения.
12.1.2. Сварка плавлением.
Сварка плавлением (термические методы) – наиболее широко используемая технология – основная доля сварочных работ приходится на сварку плавлением. Ее применение позволяет получать сварные конструкции различных габаритов, сваривать заготовки разной толщины - от весьма малой (доли миллиметра) до 1м и более. Сварку можно производить в цеховых условиях, а также на улице при монтаже строительных ферм и конструкций.
Вместе с тем, наличие расплавленного металла в сварочной ванне предопределяет ряд особенностей, которые следует учитывать при сварке оплавлением.
В том случае, если сварочная ванна не защищена от атмосферы, расплавленный металл окисляется, поглощает газы, вследствие чего получает низкие механические свойства, и, прежде всего, пластичность – становится хрупким. Это требует защиты сварного шва и прилегающей зоны металла в процессе сварки.
В зависимости от способа нагрева, вызывающего плавление металла, различают следующие виды сварки: электродуговая, электроннолучевая, плазменная, газовая и др. Наибольшее распространение получили электродуговая и газовая сварка, а также электрошлаковая для сварки крупногабаритных толстостенных заготовок.
Электродуговая сварка.
Источником тепла для расплавления металла является электрическая дуга – устойчивый (т.е. существующий длительное время) электрический разряд между электродами, температура дуги свыше 5000°С. Дуга прямого действия – горит между электродом и заготовкой, т.е. одним из электродов является сама заготовка. Дуга косвенного действия – возбужденная только между электродами.
Электродуговая сварка выполняется с применением специальных сварочных материалов: наплавочных (металлы – материалы электродов), флюсов и обмазок, последние для защиты сварочной ванны от атмосферы.
Защита металла шва - изоляции сварочной ванны от атмосферы осуществляется сварочными флюсами. Флюс может подаваться в зону сварки, или его используют в качестве обмазок электродов. Защита шва может быть осуществлена с помощью газов. Защитные газы – нейтральные (аргон, гелий) и углекислый (СО2) обеспечивают лучшую защиту от кислорода воздуха, чем электроды с покрытием и флюсы. Газы подаются в зону сварки через специальные сопла.
Сварка в среде углекислого газа применяется для заготовок из углеродистых сталей. Сварка в среде инертных газов или их смеси применяется для металлов и сплавов с высокой химической активностью – титана, алюминия, магния, а также меди, коррозионно-стойких сталей.
Электродуговая сварка может быть ручной и автоматической. Ручная сварка плавящимся электродомзанимает наибольший объем. Электроды вручную подают в зону горения дуги и перемещают вдоль свариваемого изделия. Ручной сваркой сваривают разные металлы, применяя соответствующие электроды и обмазки, получая сварные соединения различной конструкции. Автоматическая электродуговая сваркав 5…10 раз производительнее ручной сварки. Эта технологияобеспечивает автоматическую подачу электрода по мере его расходования и перемещение дуги вдоль шва, подачу флюса,поддерживает стабильное горение дуги.
Газовая сварка.
Газовую сварку производят благодаря теплоте, выделяемой при сгорании горючего газа, чаще всего ацетилена, в кислороде. Хранение и транспортировка газов осуществляется в баллонах, где газы находятся под высоким давлением. Из баллонов газы через редуктор – устройство, понижающее давление, подаются в сварочную горелку, смешиваются в ней и, выходя за ее наконечник, сгорают, образуя пламя.
Производительность газовой сварки низкая, автоматизировать ее сложно. Поэтому она применяется в монтажных и ремонтных работах при сварке заготовок малой толщины.
Сведения об электронно-лучевом, ионно-лучевом и лазерном нагреве для сварки.
Указанные источники нагрева являются высокоэнергетическими, они характеризуются весьма высокой удельной мощностью.
Электронно-лучевую сварку производят в вакуумной камере фокусированным электронным лучомпри этом поверхность свариваемого материала бомбардируется электронами и их кинетическая энергия переходит в тепловую. Достоинства технологии: идеальная защита от внешней среды – вакуум, узкий сварочный шов. Возможна сварка тугоплавких и химически активных материалов, а также неметаллических материалов; можно сваривать разнородные металлы и металлы с неметаллами.
Нагрев металла энергии при плазменной обработке происходит за счет потока ионов, а также нейтральных молекул и атомов, образующихся при пропускании аргона, азота, аммиака, других газов и их смесей через дуговой разряд. Удельная мощность в пятне нагрева ниже, чем при электронно-лучевой бомбардировке.
При лазерной сварке используют твердотельные и газовые квантовые генераторы – лазеры.
Фокусировка луча в пятно диаметром до сотых долей миллиметра, позволяет нагревать практически все металлы до расплавления и даже до кипения. Лазеры большой мощности позволяют сваривать заготовки из металла толщиной до нескольких миллиметров.
Лазером можно прошивать отверстия весьма малого диаметра (до 5 мкм) в любых материалах, в том числе в алмазах.
studfiles.net
Процесс пайки и заливки металлов: последовательность,отличия от сварки
Темы: Пайка.
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:
- Образование шва при пайке происходит за счет заполнения расплавленным припоем капиллярного зазора между поверхностями и взаимной диффузии металлов.
- 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:
- Дает возможность соединения разнородных металлов и даже металла с неметаллом.
- Простота технологического процесса, хорошие условия для автоматизации и механизации пайки, высокая производительность труда.
- 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.
- < Пайка
- Методы пайки >
weldzone.info
Чем сварка отличается от пайки? — Q&A
В чем ключевые различия между сваркой и паянием? Что в каких случаях применимо?
(Visited 1 times, 1 visits today)
Post Views: 18
Автор публикации
не в сети 10 часов
yana
2 Комментарии: 7Публикации: 53Регистрация: 15-07-2018 Сергей Answered question Август 16, 2018
Если рассуждать чисто химически, пайка — это создание молекулярных связей между разными элементами. Аналогом пайки может быть склеивание двух предметов. Сварка же — это создание связей уже на атомном уровне. Это как соединить две пластмассовые детали расплавленной массой этой же пластмассы.
(Visited 1 times, 1 visits today)
Post Views: 0
Автор публикации
7 Комментарии: 22Публикации: 142Регистрация: 30-06-2018 Сергей Posted new comment Август 16, 2018 Вы просматриваете 1 из2 ответов, нажмите здесь, чтобы просмотреть все ответы.(Visited 1 times, 1 visits today)
Post Views: 18
Автор публикации
не в сети 10 часов
yana
2 Комментарии: 7Публикации: 53Регистрация: 15-07-2018 questions-answers.org
