Пайка и соединение сжимами

Технологический процесс образования неразъемного соединения металлических деталей нагревом и заполнением зазора между ними расплавленным припоем, образующим после кристаллизации (застывания) прочный механический спай (шов), называется пайкой. В процессе пайки происходят взаимное растворение и диффузия припоя и основного металла, чем обеспечивается после затвердевания определенная механическая прочность места соединения. В отличие от сварки при пайке основной металл соединяемых деталей не расплавляется, так как температура плавления припоя всегда ниже температуры плавления соединяемых металлов. Спаиваемые детали нагреваются паяльником, газовой горелкой, в печах, токами высокой частоты.

Для выполнения контактных соединений преимущественно используются сварка и опрессовка. Пайку же применяют в качестве основного метода лишь при выполнении ответвлений медных жил с сечениями 16... 185 мм2. В остальных случаях пайка применяется лишь при невозможности сварки или опрессовки.

Пайка отличается простотой технологии, но она очень трудоемка. При соблюдении всех технологических требований припой обеспечивает высокую адгезию материалов соединяемых жил, чему способствует применение флюсов, которые в соединении с окислами образуют шлаки и препятствуют окислению, а также повышают жидкотекучесть припоев.

Пайку выполняют пропан-бутановой горелкой или бензиновой паяльной лампой с использованием следующих припоев: для алюминиевых жил — оловянистого марки А (олова — 40 %, цинка — 58,5 %, меди — 1,5 %) с температурой плавления 400...425 "С, цинкоалюминиевого марки ЦА-15 (цинка — 85%, алюминия — 15%) с температурой плавления 550...600°С и цинкооловянистого марки ЦО-12 (олова — 12%, цинка — 88 %) с температурой плавления 500...550°С, а для медных — оловянисто-свинцового марки ПОССу-35-0,5 (олова - 34... 36 %, сурьмы - 0,2...0,5 %, остальное — свинец) с температурой плавления 245 °С или марки ПОССу-40-0,5.

В качестве флюса при пайке медных жил, а также проводников заземления к броне и свинцовой оболочке кабелей применяют

паяльную пасту (10 мае. ч. канифоли, 3 мае. ч. хлористого цинка и 1 мае. ч. воды или этилового спирта), канифоль, паяльный жир и стеарин. При оконцовке алюминиевых жил используется флюс марки ВАМИ (хлористого калия — 50...55 %, хлористого натрия — 30...35% и криолита марки К-1 — 20... 10%), а для соединения алюминиевых жил кабелей в муфтах — флюс марки АФ-4А (хлористого калия — 50 %, хлористого натрия — 28 %, хлористого лития — 14 %, фтористого натрия — 8 %). Температура плавления обоих флюсов около 600 °С.

Припои, представляющие собой чистые металлы или сплавы и применяющиеся в качестве связующих веществ при пайке, должны иметь температуру плавления значительно ниже, чем соединяемые им металлические части. Припои делятся на легкоплавкие и тугоплавкие. Легкоплавкие (мягкие) припои имеют температуру плавления ниже 500 °С, а тугоплавкие (твердые) выше 500 °С.

В марках припоев буква П, расположенная на первом месте, обозначает припой, стоящие за ней буквы - название элемента (О - олово, Су -сурьма, С — свинец, А — алюминий, Ср — серебро, М — медь, Кр — кремний, Ви - висмут, Зл - золото, К - кадмий), а цифры указывают процент содержания в нем массы основного металла. Например, ПОС-40: припой оловянно-свинцовый с содержанием олова 40% (по массе).

Оловянно-свинцовые припои обладают большой текучестью и хорошо проникают в самые тонкие швы, хорошо схватываются с большинством металлов (медью, латунью, сталями, цинком) и обеспечивают достаточно высокую прочность паяных швов. Припои с содержанием олова менее 15 % применяются для пайки деталей, не требующих обеспечения большой механической прочности. Оловянно-свинцовые припои с большим содержанием висмута (50...57%) обладают наиболее низкой температурой плавления (79...95°С), но паяные ими швы хрупкие.

К тугоплавким припоям относятся медно-цинковые (ПМЦ-54, ПМЦ-48 и др.) и медно-серебряные сплавы (ПСр-72, ПСр-70, ПСр-50 и др.), а также сплавы алюминия с медью, цинком и кремнием. Наиболее широко применяются медно-серебряные припои. Они отличаются малым удельным электрическим сопротивлением, поэтому широко применяются для пайки токопроводящих частей из черных и цветных металлов, которые хорошо смачиваются ими, и образуют механически прочные и коррозионно-стойкие швы.

Припои на алюминиевой основе с добавками меди, кремния и олова отличаются повышенной механической прочностью и стойкостью к коррозии. Эти припои применяются для пайки алюминиевых проводов и других деталей из алюминия и его сплавов.

Медно-цинковые припои, хрупкие и не стойкие к вибрациям и ударным нагрузкам, имеют очень маленькое электрическое сопротивление и применяются для пайки деталей из меди, латуни, бронзы и сталей.

Кроме припоя для пайки необходимы флюсы. Их назначение заключается в очистке поверхностей спаиваемых металлов от оксидов и других шгрязнений и предохранении их от окисления в процессе пайки.

Флюсы могут быть твердыми порошкообразными (бура, борная кислота, канифоль и др.) или жидкими (водный раствор хлористого цинка, спиртовой раствор канифоли и др.). Иногда применяются полужидкие | флюсы-пасты.

При пайке меди, латуни и бронз легкоплавкими припоями на свинцовой основе применяются флюсы, не вызывающие коррозии образуемых швов. Это канифоль, раствор канифоли в этиловом спирте и другие составы на основе канифоли. Так как канифоль является слабоактивным 1 флюсом, поверхности спаиваемых металлов должны быть тщательно зачищены перед ее нанесением.

При пайке твердыми припоями, плавящимися при температуре выше| 500 °С, канифоль и другие легко расплавляющиеся при высокой температуре флюсы применять нельзя. При высокотемпературной пайке стали, меди и медных сплавов (латуни, бронзы и др.) в качестве флюсов I чаще всего используют буру или смеси ее с борной кислотой и другими I солями. Для пайки алюминия, легко окисляющегося на воздухе, применяют особо активные флюсы, которые могут растворять плотную пленку I оксидов. Таким флюсом является состав из хлористого лития, фтористого натрия, хлористого цинка и хлористого калия. При выборе флюса 1 необходимо иметь в виду, что температура плавления твердого флюса должна быть ниже температуры плавления припоя, а температура пайки -ниже температуры термического разложения флюса. Во избежание коррозии швов, паяных твердыми припоями, остатки флюса удаляются с помощью горячей воды и щетки.

Соединение и ответвление однопроволочных жил алюминиевых проводов с сечениями 2,5... 10 мм2 выполняются двойной скруткой с желобом и пайкой, а многопроволочных жил с сечениями 1 от 16 до 150 мм2 — непосредственно оплавлением припоя в разъемной форме или поливом предварительно расплавленного припоя.

Перед пайкой концы жил облуживаются ступенчато по повивам. Стальные формочки закрепляются на жилах проводов проволокой. Место соединения прогревается и в пламя вводится пруток припоя, который, расплавляясь, заполняет форму через литниковое отверстие. После остывания формочки снимают, неровности припоя зачищают напильником и протирают чистой тряпкой, смоченной в бензине. Пайку можно выполнять и без предварительного облуживания способом полива расплавленного припоя, например пайка соединений медных жил производится в медных соединительных гильзах поливом расплавленного припоя с использованием флюса (канифоли).

Оконцовка многопроволочных алюминиевых жил выполняется непосредственным оплавлением припоя в литых наконечниках серии ЛА, а медных — в штампованных наконечниках серии П.

Соединение, ответвление и присоединение алюминиевых и медных жил проводов и кабелей могут выполняться также с помощью болтовых и винтовых сжимов.

Соединение электропроводов сети с арматурными проводами светильников осуществляется с помощью люстровых зажимов КЛ 2,5 в следующем порядке

зачищают концы проводов, смазывают их кварцевазелиновой пастой и придают вид кольца;

надевают на винт 2 пружинящую шайбу 3 и прямоугольную шайбу 4 с отбортовкой и присоединяют провода б и 7 к соединительной планке 5, сжимая их винтами 2;

соединение вкладывают в корпус 8 зажима и закрывают крышкой 1, не изолируя, поскольку корпус зажима и крышка выполнены из изолирующего материала.

Ответвления от магистральных алюминиевых проводов с сечениями от 4 до 150 мм2 алюминиевыми и медными проводами с сечениями от 1,5 до 95 мм2 выполняют с помощью специальных сжимов в разъемных карболитовых корпусах. Ответвления от магистральной сети производят без ее разрезания в следующем порядке:

снимают изоляцию с магистрального провода и конца ответвительного провода по размеру контактной части; зачищают до блеска оголенную часть алюминиевых жил и смазывают их кварцевазелиновой пастой;

разбирают зажим и протирают его контактные части;

надевают контактные части на зачищенный участок магистрального провода;

вводят в зажим ответвительный провод перпендикулярно магистральному;

затягивают зажим равномерно на все четыре контактных винта;

собирают корпус зажима и стягивают его пружинными или резьбовыми кольцами.

Присоединение алюминиевых однопроволочных проводов с сечениями 2,5... 10 мм2 к контактным зажимам выполняется через пружинные шайбы (шайбы-звездочки), обеспечивающие постоянное давление на присоединяемые провода и предохраняющие их от выдавливания из-под контактного зажима. Присоединение выполняют в следующем порядке:

снимают изоляцию с конца присоединяемой жилы, зачищают ее наждачной бумагой и смазывают кварцевазелиновой пастой;

свертывают подготовленный конец провода в кольцо и присоединяют к контактной пластине зажима шайбой-звездочкой с помощью винта с гайкой.

Контактные зажимы имеют гальваническое покрытие.