Нагрев деталей при пайке
Нагрев деталей при пайке осуществляется различными способами. Наиболее широкое распространение в настоящее время получил нагрев паяльником, пламенем горючих газов, электроконтактным способом, в ваннах с расплавленной солью или припоем, а также в электропечах и токами высокой частоты. Способ нагрева определяет характер деформации при пайке и качество паяного соединения.
Деформация изделия при нагревании удорожает его стоимость ввиду дополнительных затрат на правку. Кроме того, при правке детали в ней могут появится трещины, что отразится на прочности соединения. Поэтому виды соединения, дающие минимальное коробление деталей при обеспечении других требований к изготовленной детали, являются более желательными технологическими процессами. С этой точки зрения одним из достоинств пайки является возможность получения соединений, имеющих относительно низкую деформацию, чем, например, при сварке.
При сварке металлов деформация изделия происходит, как известно, вследствие образования внутренних напряжений. Причинами, вызывающими внутренние напряжения, являются: местный нагрев изделия, фазовые превращения, происходящие в основном металле, и усадка наплавленного металла.
В результате местного нагрева при сварке происходит значительное местное расширение объема металла, в то время как все изделие остается в холодном состоянии, что приводит к образованию внутренних напряжений. Фазовые превращения, происходящие в сварном шве, вследствие высокой температуры нагрева также могут сопровождаться изменением объема металла. Так, в сталях переход альфа-раствора в гамма-раствор вызывает изменение объема примерно на 1%. Поскольку это изменение распространяется только на небольшой участок изделия, в то время как остальная его часть остается в холодном состоянии, изменение объема также приводит к образованию внутренних напряжений.
Усадка металла происходит вследствие уменьшения жидкого металла при затвердевании. Так как сварка всегда сопровождается плавлением кромок основного металла, то при затвердевании этого наплавленного металла происходит усадка, служащая причиной появления внутренних напряжений.
Пайку металлов можно осуществить или при местном нагревании, как это делается при сварке, или при нагревании всего изделия (в печах, соляных ваннах и т. д.). Местный нагрев при пайке легкоплавкими припоями из-за низкой температуры процесса не оказывает заметного влияния на коробление изделия.
При пайке тугоплавкими припоями с нагревом изделия паяльной лампой или горелкой происходит значительное коробление изделия. Пайка токами высокой частоты или контактная пайка осуществляется быстро, поэтому изделие не получает большой деформации.
Пайка в печах или соляных ваннах осуществляется при равномерном нагревании всего изделия, что значительно снижает его коробление. Возможные фазовые превращения в этих случаях не представляют большой опасности, поскольку эти изменения могут происходить во всем изделии при его равномерном нагревании.
К тому же, в случае необходимости, можно осуществлять пайку при температуре, не вызывающей заметного структурного изменения металла (например, пайка закаленной стали без отжига при температуре 620гр.). Что касается усадочных напряжений при пайке, они также не оказывают заметного влияния на деформацию, так как при пайке основной металл не плавится, а усадка припоя недостаточна, чтобы вызвать коробление всего изделия.
Особенно сильно сказывается способ нагрева на качестве пайки и производительность процесса. Каждый способ нагрева представляет собой отдельный способ пайки со своими особенностями, достоинствами и недостатками.