З`єднання контактів і проводів пайкою

Пайка - процес з`єднання металів у твердому стані припоями, які при розплавленні затікають в зазор, змочують спаюється поверхні, а при охолодженні, застигаючи, утворюють паяний шов.

Пайка проводиться при температурі нижче температури плавлення матеріалів деталей, що з`єднуються. Разом з тим температура припою, за допомогою якого здійснюється пайка, повинна бути трохи вище точки його плавлення, а температура деталей, що з`єднуються повинна бути близька до температури плавлення припою. Дотримання цієї умови потрібно для отримання такої рухливості припою, яка забезпечує наповнення зазорів в швах між контактними елементами і обтікання їх поверхонь.

Чи не погана якість з`єднання пайкою може бути виконано тільки в цьому випадку, якщо припій змочує контактні поверхні, що з`єднуються, також володіє високими капілярними якостями і забезпечує заповнюваність зазорів між сполучаються елементами.

Металургійний спосіб з`єднання деталей з впровадженням припою, що має температуру плавлення нижче 450 ° С, називають м`якою пайкою. Зчеплення припою з металом виходить завдяки адгезії припою до металу. Слід зауважити, що температура плавлення припою для м`якої пайки 450 ° С прийнята умовно.

Виконання контактних з`єднань з впровадженням припою, що має температуру плавлення вище 450 ° С, називають жорсткою пайкою. З`єднання припою з металом в даному випадку обумовлюється як адгезію, так і дифузією припою в метал.

При пайку практично не відбувається розплавлення з`єднуються частин, тому паяні з`єднання легше чинити.

Пайкою виробляються з`єднання фактично між будь-якими подібними металами або поєднаннями різних металів.

До числа металів, які просто паяются, відноситься мідь. Але додавання до міді легуючих елементів ускладнює процес пайки, тому що наявність в міді домішок змінює характеристики окисних плівок, є перешкодою для утворення надійного з`єднання. Разом з цим домішки в сплавах міді реагують в процесі пайки і утворюють тендітні сполуки. У зв`язку з цим при виконанні контактних з`єднань слід ретельно вибирати флюси і припої.

Пайка алюмінію пов`язана з 2-ма основними труднощами. По-1-х, на алюмінії є тугоплавка окісна плівка, по-2-х, алюміній володіє високою теплопровідністю при порівняно низькою теплоємності і великим коефіцієнтом лінійного розширення. Тому в процесі пайки алюмінієвих контактних частин нагрів повинен бути локалізована, вибір флюсу слід створювати залежно від легуючих присадок, введених в метал.

Особливості різних металів, що сполучаються або їх поєднань предназначают як технологічний процес пайки, так і припої, флюси, обладнання, що використовується при пайку.

Структура паяних контактних з`єднань

Пайка має багато спільного зі зварюванням плавленням але між ними є і принципові відмінності. Якщо при зварюванні основний і присадний метали знаходяться в зварювальної ванні в розплавленому стані то при пайку основний метал не плавиться.

З`єднання пайкою в загальному випадку являє собою комплекс металургійного та фізико-хімічного процесів, що протікають на кордоні основного твердого металу з рідким металом - припоєм. Залежно від фізико-хімічних параметрів основного матеріалу й зварювання, також критерій і режиму пайки спай, що утворюється між ними, має різну будову. Умовою з`єднання основного металу з припоєм, як відомо, є адгезія. При змочуванні чистої залізної поверхні припоєм і наступному його затвердінні протікають наступні процеси.

Якщо складові, що входять до складу припою, не ведуть взаємодія з головним металом до розчинення в ньому, то між припоєм і цим металом з`являються межкристаллитного зв`язку. Міцність зчеплення затверділого припою з головним металом близька до міцності власного припою. Це залежить від того, що припій заповнює всі нерівності і мікроуглубленія, що утворюють розвинену поверхню зчеплення, істотно перевершує уявну поверхню контакту.

У цьому випадку, коли при температурі пайки або за більш низьких температурах може бути розчинення 1-го металу в іншому, крім міжкристалічних зв`язків відбувається дифузія атомів припою в паяемий метал і навпаки. Обопільна дифузія припою і паяється дуже чутлива до температури. Тому розвиток цього процесу залежить від температури пайки і тривалості нагріву. При певних температурах паяемий метал і складові припою утворюють на кордоні з`єднання интерметаллические прошарку.

Структура контактного з`єднання, виконаного пайкою, являє собою зону, що складається з шару литого припою, рівного зазору між сполучаються елементами і оточеного з обох сторін продуктами взаємодії припою з основними металами - прошарками інтерметалічного типу різного складу - і областями обопільною дифузії.

Структура паяного з`єднання: 1 сполучаються проводнікі- 2 - області коррозіі- 3 - интерметаллические прослойкі- 4 - пріпой- 5 - область дифузії

Пайка алюмінієвих проводів

З`єднання і відгалуження однодротяна проводів перетином 2,5 - 10 мм 2 паянням виробляються після того, коли кінці жив за раніше з`єднані подвійний скруткой так, щоб в місці торкання жив утворився жолобок. Місце з`єднання нагрівають полум`ям пропан-бутанової пальника або бензиновою лампою до температури початку плавлення припою. Потім із зусиллям натирають поверхні з`єднання паличкою припою, введеної в полум`я. В результаті тертя жолобок очищається від забруднень і облужівают в міру прогріву з`єднання. Таким чином запаюється все з`єднання.

З`єднання і відгалуження однодротяна проводів пайкою

З`єднування, обробляння кінців та відгалуження ізольованих алюмінієвих багатодротяних проводів пайкою створюють після ступінчастою оброблення контактних ділянок алюмінієвих жив і підготовчого їх облуговування. Кінці жив вставляють в особливі форми, розташовуючи їх посеред і по центру трубчастої частини таким чином, щоб вони стосувалися один одного. На жили надягають захисні екрани для запобігання ізоляції з`єднуються жив від діяння полум`я. При величезних перетинах жив додатково вживають охолоджувачі. Внутрішні поверхні форм за раніше фарбують кокильной фарбою або натирають крейдою. Місця введення жив в форму ущільнюють листовим або шнуровим азбестом для запобігання витікання припою.

Перед паянням спрямованим полум`ям нагрівають середню частину форми, потім в полум`я через литниково отвір вводять прут припою, який, розплавляючись, заповнює форму до верху литникового отвори.

На малюнку показано з`єднання, приготоване до пайки. Розроблено та використовується спосіб пайки поливом припою. При цьому способі приготовані жили зі скосами під кутом 55 ° укладають в. форму, залишаючи зазор між ними приблизно 2 мм, інші операції підготовки жив до з`єднання подібні виконуваних при з`єднанні сплавом.

В тиглі розплавляється і гріється приблизно до 600 ° С (щоб уникнути швидкого охолодження) 7-8 кг припою. Між тиглем і місцем заливки припою встановлюють лоток для стікання припою, який кріплять до нагим частинам жив. Припій заливається в форму через литниково отвір до того часу, поки не відбудеться сплав торців жив і наповнення форми. Припій рекомендується помішувати і зчищати окисну плівку з торців жив скребком. Тривалість пайки не перевищує 1 - 1,5 хв.

Багатодротяна жили з встановленими на їх формами, приготовані до пайки: 1 - ізоляція жили, 2 - захисний екран, 3 - форма, 4 - жила, розбита східчасто, 5 - азбестове ущільнення.

З`єднання алюмінієвих жил кабелю пайкою поливом розплавленого припою: а - вид процесу пайки, б - шаблон для дизайну решт жіл- в - готове з`єднання, 1 - припій, 2 - місця пайки

Пайка мідних провідників

Розробка з`єднання і окінцювання мідних жил виконано паянням схожа. Пайка жив перетином 1,5 - 10 мм2 робиться паяльником, а перетином 16 - 240 мм 2 - пропан-бутанової пальником або паяльною лампой- процес пайки полягає в зануренні в розплавленийприпой або поливі місця пайки розплавленим припоєм.

З`єднання і відгалуження мідних жил перерізом до 10 мм 2 паянням проводиться після підготовки їх контактних решт. Жили скручуються, покриваються каніфоллю, місце пайки підігрівається паяльником з розплавленням припою в місці пайки або методом занурення з`єднання в ванночку з припоєм. Після того як місце з`єднання змочена припоєм і їм заповнені зазори між споює кінцями, обігрів з`єднання припиняється.

З`єднання і відгалуження мідних жил перерізом 4 - 240 мм 2 паянням із застосуванням контактної арматури проводиться методом поливу. Для цього припой в графітових або залізних тиглях розігрівають в електронній або газової печі до температури 550-600оС.

Приготовлені до з`єднання або оконцеванію жили за раніше облужівают, а пізніше вставляються в гільзу або наконечник. Стик жив проводів розміщується посеред гільзи. При оконцеваніі жила вставляється в наконечник таким чином, щоб її кінець знаходився врівень з торцем трубчастої частини наконечника. Щоб уникнути витікання припою на жилу між кінцем гільзи (наконечника) і краєм ізоляції підмотують азбест. З`єднання при пайку розміщується горизонтально. Полив припою продовжують до наповнення обсягу між житловою і наконечником, але менше 1,5 хв. Після закінчення пайки слід негайно (поки не охолов припій) протерти гільзу тканиною, змоченою паяльною маззю, зганяючи і розгладжуючи при цьому патьоки припою.

З`єднання провідників з різнорідних металів пайкою робиться за тією ж технологією, що і з`єднання 2-ух алюмінієвих жив. При підготовці решт алюмінієвих жив для пайки проводиться скіс їх кінців під кутом 55о або ступінчаста оброблення, після цього кінці облужівают. Пайка ведеться конкретним сплавом в формі або поливом за раніше розплавленим припоєм. З`єднання і відгалуження алюмінієвих багатодротяних і однодротових жив може проводитися і в мідних луджених гільзах.