K odstranění oxidového filmu, mastných skvrn, emulzí a jiných nečistot se používají různé metody přípravy povrchu. Příprava povrchů pro pájení by měla být prováděna způsobem, který při výběru bere v úvahu:

  • konfigurace dílů;
  • chemické složení kovů;
  • tvrdost povrchové vrstvy;
  • struktura a fázové složení kovu;
  • stav povrchu včetně zrnitosti, drsnosti. stupeň a typ znečištění, narušení mřížky povrchové vrstvy.

Další související stránky

Příprava povrchů pro pájení

S ohledem na to se pro zajištění čistého povrchu používají k přípravě povrchů pro pájení mechanické nebo chemické a elektrochemické metody.

Metoda mechanického zpracování může využívat broušení, leštění, zpracování brusnými pásy, omílání, vibrační omílání, hydromechanické a odstředivé zpracování, tryskové abrazivní metody, pískování, hydropískování, brokování atd. Každý typ mechanického zpracování umožňuje úplné odstranění oxidový film z povrchu a znečištění. Spolu s naznačenou výhodou má tento způsob i nevýhody, z nichž jednou je možnost lokálního vnášení částic, jako je brusivo, písek apod., do povrchových vrstev zpracovávaného kovu. Jejich přítomnost na povrchu prudce snižuje kvalitu pájeného spoje. Proto v případě zvýšených požadavků na pevnost a tažnost pájeného švu není vhodné odstraňovat oxidový film a znečištění mechanicky.

V tomto případě jsou optimálnější chemické a elektrochemické metody přípravy povrchu. Mastné nečistoty minerálního původu (mazadla, leštící pasty, minerální oleje) se smývají organickými rozpouštědly; rostlinného a živočišného původu – praním ve vodných roztocích alkálií a jejich solí. Pro zvýšení emulgačního účinku alkalických roztoků se k nim někdy přidávají povrchově aktivní látky (tenzidy), například aminové soli, mýdla kyseliny karbolové, kyseliny alkylsulfonové, alkylsulfáty atd.

V některých případech se k odstranění mastných nečistot, včetně pevných kovových vměstků, používá dvoustupňová metoda čištění emulzí (směs organického rozpouštědla, emulgátoru a mírně alkalického roztoku). V první fázi se zpracování provádí ve směsi organického rozpouštědla, ve druhé – v horkém roztoku alkálií.

Pro zlepšení kvality čištění se doporučuje aplikovat na ošetřovaný povrch pod tlakem alkalické roztoky nebo emulze.

Elektrochemické odmašťování pomocí stejnosměrného nebo střídavého proudu a sníženého napětí se široce používá k odstranění nečistot. Ten vám umožní vyhnout se hydrogenaci dílů.

Používá se především k odstranění mastných nečistot zbylých po jiných typech odmašťování. Podstatou metody je oslabení adhezních sil olejů ke kovovému povrchu, když se z něj uvolňují plynové bubliny vodíku (při katodickém odmašťování) nebo kyslíku (při anodickém odmašťování) a plavou s ním na povrch elektrolytu.

ČTĚTE VÍCE
Lze infrazářič používat venku?

V současné době našel velmi efektivní využití kombinovaný způsob povrchové úpravy včetně odmašťování a leptání. V tomto případě se do roztoků přidávají kyseliny (sírová, chlorovodíková, ortofosforečná, fosforečná atd.), jakož i povrchově aktivní látky. Kyselina, pronikající přes oxidový film na povrch, s ním reaguje, čímž dochází k jeho oddělení a rozpuštění.

Aby byla zajištěna kvalitní příprava povrchu nezbytná pro dosažení přilnavosti k povlaku aplikovanému pro pájení, a aby se zabránilo vnikání nečistot do lázní aktivace, galvanizace, pasivace atd. Díly se doporučuje umýt. Optimální je kombinované ponoření dílů do lázně s otryskáním povrchů. Kvalita čištění povrchu se posuzuje přímou nebo nepřímou kontrolou. V prvním případě se provádí pomocí zařízení nebo otíráním povrchů ubrouskem s další kontrolou čistoty vložky pomocí luminiscenčních zařízení; ve druhém se posuzuje obsah kontaminantů v rozpouštědle používaném k čištění povrchů nebo v ubrousku po otření částí.

Tradičně se po očištění dílů od nečistot a odstranění oxidového filmu povrchy určené k pájení natírají, nejčastěji galvanickým způsobem. Současně se pro zlepšení přilnavosti povlaků k povrchu dílů v řadě případů provádí povrchová aktivace nebo pasivace. Suchost první operace spočívá v odstranění nejtenčích vrstev oxidů chemickými nebo elektrochemickými metodami v roztocích sestávajících zpravidla ze směsi kyselin; druhý je ve vytvoření na povrchu dílů velmi tenkého pasivního porézního filmu, který se následně obnovuje při elektrolýze během procesu potahování a zajišťuje pak vysokou aktivitu povrchu substrátu a silnou přilnavost nátěru k němu.

Stránky s videi souvisejícími s tématem Příprava povrchů pro pájení :

Autorská práva. Při citování jakýchkoli materiálů ze Stránky, včetně zpráv z fór, je vyžadován přímý aktivní odkaz na portál weldzone.info.

Technologický proces pájení zahrnuje soubor operací, z nichž hlavní jsou následující.

Příprava povrchu pro pájení. Kvalita přípravy povrchu pro pájení do značné míry určuje úroveň a stabilitu vlastností pájeného spoje. Existují tyto hlavní způsoby čištění povrchů: 1) tepelné (hořáky, žíhání v redukční atmosféře, ve vakuu); 2) mechanické (opracování řezným nástrojem nebo abrazivem, vodní pískování nebo brokování); 3) chemické (odmašťování, chemické leptání, elektrochemické leptání, leptání s ultrazvukovou úpravou, kombinované s odmašťováním a leptáním).

Příprava dílu na pájení dále zahrnuje nanášení speciálních technologických povlaků galvanickými nebo chemickými metodami, cínováním za tepla (ponořením do roztavené pájky), pomocí ultrazvuku, plátováním, tepelným vakuovým nástřikem. Montáž často zahrnuje nanesení pájky a její rozložení ve formě nadávkovaných kusů drátu nebo fólie. Při umístění pájky je nutné vzít v úvahu podmínky pájení: umístění výrobku v troubě nebo jiném topném zařízení, režimy ohřevu a chlazení.

ČTĚTE VÍCE
Co dělat, když se vám do notebooku dostane voda a nejde zapnout?

Aplikace tavidla. Někdy je při montáži dílů pro pájení nutné nanést tavidlo. Práškové tavidlo se zředí destilovanou vodou na řídkou pastu a nanese se špachtlí nebo skleněnou tyčinkou, poté se díly suší v termostatu při 70–80 °C po dobu 30–60 minut. Při pájení plamenem je tavidlo přiváděno na tyči zahřáté pájky, při pájení páječkou – pracovní částí páječky nebo společně s pájkou, v případě použití cíno-olověné pájky – ve formě trubiček naplněné kalafunou.

Pájení (ohřev spoje nebo celkový ohřev montovaných dílů) se provádí při teplotě přesahující bod tání pájky, obvykle o 50–100°C. Podle teploty tavení použitých pájek se pájení dělí na vysokoteplotní a nízkoteplotní.

Plochy, které nepodléhají pájení, jsou chráněny před stykem s pájkou speciálním grafitovým povlakem s přídavkem malého množství vápna. Pájení ponořením do roztavené pájky se používá pro ocel, měď, hliník a tvrdé slitiny, díly složitých geometrických tvarů. Tento proces vyžaduje velké množství pájky. Typ ponorného pájení je pájení postupnou vlnou, kde je roztavená pájka čerpána a vytváří vlnu nad hladinou taveniny. Pájený díl se pohybuje v horizontálním směru. Ve chvíli, kdy se vany dotknete, dojde k pájení. Pájení pohyblivou vlnou se používá v radioelektronickém průmyslu při výrobě tištěných rádiových instalací.

3. Metody pájení

Metody pájení jsou klasifikovány v závislosti na použitých zdrojích ohřevu. Nejběžnější v průmyslu jsou pájení sálavým ohřevem, exolux, páječky, plynový plamen, ponor, elektrický oblouk, indukce, elektrický odpor, pájení v pecích.

Pájení sálavým ohřevem. Pájení se provádí pomocí záření z křemenných lamp, rozostřeného elektronového paprsku nebo silného světelného toku z kvantového generátoru (laseru). Konstrukce určená k pájení je umístěna ve speciální nádobě, ve které je vytvořeno vakuum. Po evakuaci je nádoba naplněna argonem a umístěna do zařízení, na jehož obou stranách jsou instalovány křemenné lampy pro ohřev. Po dokončení ohřevu se křemenné lampy vyjmou a zařízení a jeho části se ochladí. Při použití laserového ohřevu tepelná energie soustředěná v úzkém paprsku zajišťuje odpařování a rozprašování oxidového filmu z povrchu základního kovu a pájky, což umožňuje získat spoje ve vzdušné atmosféře bez použití umělých plynných médií . Při metodě radiačního pájení se zářivá energie přeměňuje na tepelnou energii přímo v materiálu pájky a pájených dílů. Tento způsob pájení netrvá dlouho.

ČTĚTE VÍCE
Mohu mýt nádobí v myčce bez leštidla?

Exolux pájení. Touto metodou se pájejí především korozivzdorné oceli. Na očištěnou spáru se nanese tenká prášková vrstva tavidla. Povrchy, které mají být spojeny, se vyrovnají a na opačné strany obrobků se umístí exotermická směs. Směs se skládá z různých složek, které jsou umístěny ve formě pasty nebo briket o tloušťce několika milimetrů. Sestavená konstrukce je instalována v zařízení a umístěna do speciální pece, ve které je exotermická směs zapálena při 500°C. V důsledku exotermických reakcí směsi stoupá teplota na povrchu kovu a pájka taje. Tato metoda se používá k pájení přeplátovaných spojů a hotových bloků malých konstrukcí.

Pájení páječkami. Základní kov se zahřívá a pájka se roztaví díky teplu akumulovanému ve hmotě kovu páječky, která se zahřívá před pájením nebo během procesu pájení. Pro nízkoteplotní pájení se používají páječky s periodickým ohřevem, kontinuálním ohřevem, ultrazvukové a abrazivní. Pracovní část páječky je vyrobena z červené mědi. Pájka s periodickým ohřevem během provozu je někdy ohřívána z externího zdroje tepla. Páječky se stálým ohřevem se vyrábějí elektrické. Topné těleso se skládá z nichromového drátu navinutého na vrstvě azbestu, slídy nebo na keramické objímce upevněné na měděné pájecí tyči. Páječky s periodickým a kontinuálním ohřevem se nejčastěji používají pro pájení železných a neželezných kovů tavidlem měkkými pájkami s bodem tání pod 300–350°C. Ultrazvukové páječky se používají k beztavidlovému nízkoteplotnímu pájení na vzduchu a k pájení hliníku nízkotavitelnými pájkami. Oxidové filmy jsou zničeny v důsledku vibrací ultrazvukové frekvence. Abrazivní páječky lze použít k pájení hliníkových slitin bez tavidla. Oxidový film se odstraní třením páječky o kov.

Důležitá je montáž součástek pro pájení. Montáž musí zajistit, aby vzájemná poloha dílů byla fixována s požadovanou mezerou a aby do mezery zatékala pájka. V případech, kdy je pájka předem umístěna do spoje ve formě fólie a následně je sestava zahřívána (například ve vakuové peci), je nutné zajistit, aby byly díly stlačeny při teplotě pájení určitou silou . Pokud je tato síla nedostatečná, výsledkem bude příliš silný šev s neuspokojivou pevností. Nadměrné stlačení může poškodit pájenou sestavu.

Ke stlačování dílů při pájení se používají speciální zařízení. Potřebnou lisovací sílu zajišťují mechanické svorky nebo rozdíl mezi tepelnou roztažností materiálu výrobku a materiálu zařízení. Posledně jmenovaný způsob je často jediný, když se pájení v peci provádí při vysokých teplotách.

ČTĚTE VÍCE
Kdo by měl měnit topné trubky v suterénu bytového domu?

Pájení plamenem. Při pájení se ohřev provádí plamenem plynového hořáku. Jako hořlavý plyn se používají směsi různých plynných nebo kapalných uhlovodíků (acetylen, metan, petrolejové páry atd.) a vodík, které při hoření ve směsi s kyslíkem vytvářejí vysokoteplotní plamen. Při pájení velkých dílů se používají hořlavé plyny a kapaliny ve směsi s kyslíkem, při pájení malých dílů – ve směsi se vzduchem. Pájení lze provádět buď speciálním typem hořáku, který vyrábí široký hořák, nebo běžnými svařovacími hořáky.

Pájení ponořením do roztavené pájky. Roztavená pájka v lázni je pokryta vrstvou tavidla. Část připravená k pájení je ponořena do roztavené pájky (kovová lázeň), která zároveň slouží jako zdroj tepla. Pro kovové lázně se obvykle používají měděno-zinkové a stříbrné pájky.

Pájení ponořením do roztavené soli. Složení lázně se volí v závislosti na teplotě pájení, která by při práci se směsí určitého složení měla odpovídat doporučené teplotě lázně 700–800°C. Lázeň se skládá ze sodíku, draslíku, chloridu barnatého atd. Tato metoda nevyžaduje použití tavidel a ochranné atmosféry, protože složení lázně je voleno tak, aby zcela zajistilo rozpuštění oxidů, vyčistilo pájené povrchy a chrání je před oxidací při zahřátí, tj. je tavidlo.

Díly se připraví k pájení, pájka se umístí na šev na správná místa a poté se spustí do lázně roztavených vrstev, které jsou tavidlem a zdrojem tepla, kde se pájka roztaví a vyplní šev.

Pájení elektrickým obloukem. Při obloukovém pájení se ohřev provádí přímým obloukem, hořícím mezi součástmi a elektrodou, nebo nepřímým obloukem hořícím mezi dvěma uhlíkovými elektrodami. Při použití přímého oblouku se obvykle používá uhlíková elektroda (uhlíkový oblouk), méně často kovová elektroda (metal arc), což je samotná pájecí tyč. Uhlíkový oblouk je nasměrován na konec pájecí tyče dotýkající se základního kovu, aby nedošlo k roztavení okrajů součásti. Kovový oblouk se používá při proudech dostatečných k roztavení pájky a velmi mírnému roztavení okrajů základního kovu. Pro přímé obloukové pájení jsou vhodné vysokoteplotní pájky, které neobsahují zinek. Pomocí nepřímého uhlíkového oblouku můžete provádět proces pájení s vysokoteplotními pájkami všech typů. K ohřevu této metody se používá speciální hořák na uhlí. Proud do elektrod je přiváděn z obloukového svářecího stroje.

ČTĚTE VÍCE
Jak mohu umýt stěny natřené vodou ředitelnou barvou?

Indukční pájení (pájení vysokofrekvenčními proudy). Při indukčním pájení se díly ohřívají vířivými proudy, které se v nich indukují. Induktory jsou vyrobeny z měděných trubek, převážně obdélníkového nebo čtvercového průřezu, v závislosti na konfiguraci pájených dílů.

Při indukčním pájení je zajištěno rychlé zahřátí součásti na pájecí teplotu využitím energie s vysokou koncentrací. K ochraně induktoru před přehřátím a roztavením se používá vodní chlazení.

Odporové pájení. Při tomto způsobu pájení prochází elektrodami elektrický proud nízkého napětí (4–12 V), ale relativně vysoké pevnosti (2000–3000 A), který je v krátké době zahřeje na vysokou teplotu; díly se ohřívají jak v důsledku tepelné vodivosti od zahřátých elektrod, tak v důsledku tepla generovaného proudem, který prochází samotnými díly.

Při průchodu elektrického proudu se pájený spoj zahřeje na teplotu tání pájky a roztavená pájka vyplní šev. Kontaktní pájení se provádí buď na speciálních instalacích, které poskytují napájení vysokým proudem a nízkým napětím, nebo na konvenčních odporových svařovacích strojích.

Pájení v pecích. Pro pájení se používají elektrické pece a méně často plamenové pece. Díly pro pájení se ohřívají v normálním, redukčním nebo ochranném prostředí. Pájení vysokoteplotními pájkami se provádí pomocí tavidel. Při pájení natvrdo v pecích s řízeným prostředím se díly vyrobené z litiny, mědi nebo slitin mědi určené k pájení spojují do sestav.

Pájení spojů mezi kovy a nekovovými materiály. Pájením lze vytvářet kovové sloučeniny se sklem, křemenem, porcelánem, keramikou, grafitem, polovodiči a dalšími nekovovými materiály.

Úprava po pájení zahrnuje odstranění zbytků tavidla. Tavidla, která částečně zůstávají na výrobku po pájení, kazí jeho vzhled, mění elektrickou vodivost a některé způsobují korozi. Proto je třeba jejich zbytky po pájení opatrně odstranit. Zbytky kalafuny a tavidla alkohol-kalafuna obvykle nezpůsobují korozi, ale pokud provozní podmínky produktů vyžadují jejich odstranění, pak se produkt promyje alkoholem, směsí alkohol-benzín nebo acetonem. Agresivní kyselá tavidla obsahující kyselinu chlorovodíkovou nebo její soli důkladně postupně omýváme horkou a studenou vodou pomocí kartáčů na vlasy.

Typické pájené spoje jsou znázorněny na Obr. 2.1. Pájené švy se liší od svařovaných švů svou strukturou a způsobem vytvoření.

Typ pájeného spoje se volí s ohledem na provozní požadavky na montáž a vyrobitelnost sestavy ve vztahu k pájení. Nejběžnějším typem spojení je lapové pájení.