Применение пайки в ремонтном деле

При ремонте компрессоров пайку используют для соединения или закрепления тонкостенных деталей и деталей из разнородных металлов, уплотнения резьбовых соединений, устранения пористости сварных швов, чугунных и бронзовых отливок, заделки свищей, трещин и т. д.

Качество паяного соединения (прочность, герметичность, плотность) определяется качеством сплава, который образуется в паяном шве в результате взаимодействия припоя с основным металлом.. Паяным швом называется прослойка металла между соединяющимися деталями, состоящая из зоны сплавления и диффузионных зон, размеры которых зависят от состава припоя, состава паяемых материалов и режимов пайки. При разработке технологии пайки необходимо придерживаться следующих рекомендаций.

1. При выборе основного металла детали наряду с условиями работы (прочность, герметичность, коррозионная стойкость и др.) необходимо учитывать паяемость основного металла припоями, обеспечивающими заданную прочность.

2. Припой следует выбирать с учетом физико-механических свойств основного металла, условий прочности, плотности, герметичности и технологии пайки.

3. При пайке разнородных металлов необходимо учитывать, что коэффициенты термического расширения основного металла и припоя не должны резко отличаться, так как в противном случае в процессе пайки зазоры изменятся и припой не заполнит их, что повлияет как на прочность, так и на плотность шва. Значение оптимальных зазоров между деталями, собираемыми под пайку.

4. Температура припоя должна быть на 50—100°С ниже температуры плавления паяемых металлов. На качество пайки влияет не только температура, но и длительность пайки и скорость нагрева.

Слишком быстрый нагрев приводит к возникновению недопустимых термических деформаций в паяемых, особенно тонкостенных деталях. Скорость охлаждения после пайки влияет на эластичность и прочность паяного шва.

5. Припои должны хорошо смачивать основной металл и заполнять соединительные зазоры.

6. Припои по возможности не должны содержать дефицитных компонентов, а технология получения припоев должна быть общедоступной.

Припои применяют в виде проволоки, прутков, зерен порошка, паст и т. д. В случае пайки цилиндрических деталей из припоя изготовляют кольца или шайбы, которые помещают либо в гарантированный зазор, либо в специально подготовленные канавки, либо укладывают снаружи.

Слой припоя можно заранее наносить на паяемый металл либо гальваническим путем, либо металлизацией, либо погружением паяемого изделия в расплав припоя. Применение того или иного типа припоя определяется конструкцией изделия, детали.

В зависимости от технических требований и прочности паяных соединений применяют пайку легкоплавкими (температура плавления до 500°С) или тугоплавкими припоями.

Основным флюсом для пайки оловянисто-свинцовыми припоями является водный раствор хлористого цинка концентрацией 20—50%. Хлористый цинк представляет собой белый порошок, легко впитывающий влагу. Его хранят в плотно закрывающейся посуде. Водный раствор хлористого цинка, полученный путем химической реакции, с соляной кислотой (травленая кислота), использовать в качестве флюса для пайки ответственных деталей не рекомендуется, так как он имеет повышенную коррозионную активность (активность может быть снижена выпариванием из раствора воды и остатков кислоты). Полученный в результате выпаривания хлористый цинк смешивают с чистой водой или вазелином. Рабочую активность флюса повышают, добавляя в него хлористый аммоний (нашатырь), который активно вступает в реакцию с окислами металлов. Образующаяся при этом вода и газообразные вещества легко улетучиваются.

Для сталей с большим содержанием углерода (более 0,3%) следует применять припои с низкой температурой плавления, так как при высоких температурах содержащийся в поверхностных слоях деталей углерод выгорает, шов становится пористым, пластичность его снижается.

Для пайки чугунных деталей (рам, корпусов, крышек) целесообразно применять латуни. Образуемый латунными припоями шов имеет высокую прочность, плотность, легко обрабатывается. Высокая прочность шва обусловлена механическими свойствами припоя и относительно слабыми температурными напряжениями основного материала — чугун при пайке не расплавляется, а только разогревается до вишнево-красного цвета. Общий разогрев детали не обязателен. Наименьшая температура образования паяного соединения чугуна (940—960°С) наблюдается при использовании в качестве флюса синтетического шлака АН-ШТ2, например, с припоем ЛОК-59-1–03.

Флюсы, содержащие буру и борную кислоту, соединяясь с окислами металлов, образуют на поверхности шва стекловидные шлаки, не имеющие коррозионной активности. Флюсы, активированные фтористыми соединениями калия и кальция, химически активны и должны быть удалены с поверхности шва промывкой горячей водой, а затем холодной.

Детали подготовляют к пайке тугоплавкими припоями так же, как и к пайке легкоплавкими. Разогрев деталей и расплавление припоев выполняют обычно газопламенными горелками или высокочастотными индукторами. При ремонтных работах широкое распространение получил газопламенный разогрев (сжигание ацетилена или бутан-пропановой смеси в кислороде). Высокочастотный разогрев более производителен и безвреден, но требует дорогостоящей оснастки. Пайку с помощью горелок выполняют обычно нейтральным пламенем с небольшим избытком ацетилена. Припой наносят с прутка на предварительно зачищенные, покрытые флюсом и разогретые кромки соединяемых деталей.

Определенные трудности вызывает пайка алюминия. Причина — высокая химическая стойкость его окислов (А1203), образующих на поверхности металла тугоплавкую, химически стойкую пленку, нерастворимую флюсами, используемыми для пайки других металлов. Поэтому пайку алюминия и его сплавов выполняют после тщательной подготовки поверхности удалением окисной пленки механическим или химическим путем.