Пайка: определение, процесс, типы
Пайка — это процесс, который соединяет две или более металлических поверхностей. Присадочный металл имеет более низкую температуру плавления, чем соединяемые детали, чтобы предотвратить расплавление заготовок.
Хотя пайка является одним из старейших методов соединения, она используется и сегодня, и на то есть веская причина.
Ключевые выводы
Пайка соединяет металлы без расплавления основного материала, используя присадочный металл с более низкой температурой плавления, который связывает поверхности посредством капиллярного эффекта.
Процесс пайки позволяет соединять разнородные металлы и сохранять механические свойства основных материалов, что делает его универсальным для различных применений.
Методы пайки делятся на две группы в зависимости от способа нагрева:
локальный нагрев (горелочная, индукционная и резистивная пайка) и диффузный нагрев (печная и окунание в припой).
Пайка обеспечивает чистые соединения и более энергоэффективна , чем сварка, хотя соединения, как правило, менее прочные и менее пригодны для высокотемпературных сред.
Что такое пайка?
Пайка соединяет металлические поверхности вместе с присадочным металлом, имеющим низкую температуру плавления. Процесс использует капиллярное действие , при котором однородный жидкий поток присадочного материала связывается с основными металлами.
Уникальным качеством процесса пайки является то, что он сохраняет механические свойства металлов, которые полезны в таких применениях, как пайка серебром или другими подобными металлами.
Процесс пайки
Одним из важнейших этапов в процессе соединения металлов является очистка поверхностей основного металла. Наждачная бумага или проволочная щетка являются отличными инструментами для удаления загрязнений.
Рассчитав зазоры для жидкого присадочного металла, чтобы достичь поверхностного натяжения с заготовкой, операцию пайки начинают с правильного позиционирования сборки. Обычно горелка используется для медленного нагрева металлической поверхности заготовки и присадочного металла до температуры пайки.
По мере того как присадочный металл разжижается, капиллярное действие позволяет ему проходить через узкие пространства, образуя таким образом связь между поверхностями основных металлов.
Паяные соединения формируются по мере остывания сборки.
Материалы
Вот металлы, которые чаще всего соединяются методом пайки:
⦁ Алюминий
⦁ Чугун
⦁ Магний
⦁ Медь и медные сплавы
⦁ Серебро
Требования к присадочному металлу
После затвердевания расплавленного флюса и присадочного металла паяное соединение должно обладать ожидаемыми механическими свойствами. Температуры пайки должны эффективно обеспечивать надлежащий поток жидкости из расплавленного припоя в соединения.
Для создания прочных связей присадочные металлы должны обладать надлежащими условиями смачивания.
Хотя пайка является одним из старейших методов соединения, она используется и сегодня, и на то есть веская причина.
Ключевые выводы
Пайка соединяет металлы без расплавления основного материала, используя присадочный металл с более низкой температурой плавления, который связывает поверхности посредством капиллярного эффекта.
Процесс пайки позволяет соединять разнородные металлы и сохранять механические свойства основных материалов, что делает его универсальным для различных применений.
Методы пайки делятся на две группы в зависимости от способа нагрева:
локальный нагрев (горелочная, индукционная и резистивная пайка) и диффузный нагрев (печная и окунание в припой).
Пайка обеспечивает чистые соединения и более энергоэффективна , чем сварка, хотя соединения, как правило, менее прочные и менее пригодны для высокотемпературных сред.
Что такое пайка?
Пайка соединяет металлические поверхности вместе с присадочным металлом, имеющим низкую температуру плавления. Процесс использует капиллярное действие , при котором однородный жидкий поток присадочного материала связывается с основными металлами.
Уникальным качеством процесса пайки является то, что он сохраняет механические свойства металлов, которые полезны в таких применениях, как пайка серебром или другими подобными металлами.
Процесс пайки
Одним из важнейших этапов в процессе соединения металлов является очистка поверхностей основного металла. Наждачная бумага или проволочная щетка являются отличными инструментами для удаления загрязнений.
Рассчитав зазоры для жидкого присадочного металла, чтобы достичь поверхностного натяжения с заготовкой, операцию пайки начинают с правильного позиционирования сборки. Обычно горелка используется для медленного нагрева металлической поверхности заготовки и присадочного металла до температуры пайки.
По мере того как присадочный металл разжижается, капиллярное действие позволяет ему проходить через узкие пространства, образуя таким образом связь между поверхностями основных металлов.
Паяные соединения формируются по мере остывания сборки.
Материалы
Вот металлы, которые чаще всего соединяются методом пайки:
⦁ Алюминий
⦁ Чугун
⦁ Магний
⦁ Медь и медные сплавы
⦁ Серебро
Требования к присадочному металлу
После затвердевания расплавленного флюса и присадочного металла паяное соединение должно обладать ожидаемыми механическими свойствами. Температуры пайки должны эффективно обеспечивать надлежащий поток жидкости из расплавленного припоя в соединения.
Для создания прочных связей присадочные металлы должны обладать надлежащими условиями смачивания.
Разница между пайкой и сваркой
Пайка использует капиллярное действие для соединения различных металлических поверхностей. Она использует процесс, называемый смачиванием, при котором основные металлы соединяются с расплавленным присадочным материалом. Припой имеет температуру плавления выше 450 °C.
При пайке используются присадочные металлы с температурой плавления ниже 450 °C. Сварка также расплавляет заготовки в дополнение к присадочному металлу. Это позволяет создавать более прочные связи, чем при пайке. Такие процессы, как TIG, MIG и сварка дугой, работают при гораздо более высоких температурах.
Сварка пайкой — это тип сварки MIG/MAG . Разница заключается в температуре плавления присадочной проволоки, которая значительно ниже температуры плавления основного металла. Присадочный металл наносится для заполнения зазоров посредством капиллярного эффекта. Значительного плавления основных металлов не происходит, но оно может происходить в ограниченном количестве.
Различные методы пайки
Пайка использует различные методы нагрева, чтобы соответствовать различным целям и приложениям. Тепло может подаваться либо непосредственно на соединение ( локализованное ), либо на всю заготовку ( диффузное нагревание ).
Методы локализованного нагрева
Пайка горелкой: сгоревший топливный газ образуется при сжигании ацетилена, пропана или водорода с кислородом для нагрева и расплавления присадочного металла. При использовании этой техники требуется флюс для защиты соединения, которое впоследствии требует очистки. Пайка горелкой в основном используется для небольших производственных узлов, где вес металла неравномерен. Процесс часто выполняется с помощью газового сварочного оборудования.
Индукционная пайка
Индукционная пайка — высокочастотный переменный ток подается в катушку для достижения температуры пайки, которая нагревает заготовку и расплавляет присадочный материал.
Резистивная пайка – Тепло генерируется за счет электрического сопротивления припоя, что идеально подходит для металлов с высокой проводимостью. Этот метод нагрева лучше всего подходит для создания простых соединений между металлами.
Методы диффузного нагрева
Пайка в печи – для нагрева печи до нужной температуры используется газовый обжиг или нагревательные элементы. Припойный металл наносится на соединяемые поверхности, а затем вся сборка помещается в печь и доводится до температуры пайки. Пайка в печи позволяет точно контролировать циклы нагрева и охлаждения металлов. Процесс часто выполняется в вакууме , чтобы защитить припой от атмосферных условий. Это также исключает необходимость в защите флюсом.
Пайка погружением – деталь или узел погружают в ванну с расплавленным металлом-припоем ( пайка в ванне с расплавленным металлом ) или расплавленной солью ( пайка в ванне с химическим припоем ). На детали наносится флюс для пайки, чтобы предотвратить окисление. Узел можно снять после того, как расплавленный металл-припой затвердеет.
Преимущества
⦁ В отличие от большинства методов сварки, позволяет соединять разнородные металлы.
⦁ Высокие темпы производства.
⦁ Потребляет меньше энергии, чем сварка.
⦁ Обеспечивает более чистые соединения по сравнению с большинством процессов сварки .
⦁ Недрагоценные металлы не плавятся, сохраняя свою форму и механические свойства.
Недостатки
⦁ Более слабые результаты по сравнению со сварными соединениями .
⦁ Невозможно соединить компоненты, работающие при высоких температурах.
⦁ Для достижения капиллярного эффекта необходимы плотные и равномерные зазоры между швами.
⦁ Неочищенные или загрязненные металлы могут стать причиной негерметичности соединений.
При пайке используются присадочные металлы с температурой плавления ниже 450 °C. Сварка также расплавляет заготовки в дополнение к присадочному металлу. Это позволяет создавать более прочные связи, чем при пайке. Такие процессы, как TIG, MIG и сварка дугой, работают при гораздо более высоких температурах.
Сварка пайкой — это тип сварки MIG/MAG . Разница заключается в температуре плавления присадочной проволоки, которая значительно ниже температуры плавления основного металла. Присадочный металл наносится для заполнения зазоров посредством капиллярного эффекта. Значительного плавления основных металлов не происходит, но оно может происходить в ограниченном количестве.
Различные методы пайки
Пайка использует различные методы нагрева, чтобы соответствовать различным целям и приложениям. Тепло может подаваться либо непосредственно на соединение ( локализованное ), либо на всю заготовку ( диффузное нагревание ).
Методы локализованного нагрева
Пайка горелкой: сгоревший топливный газ образуется при сжигании ацетилена, пропана или водорода с кислородом для нагрева и расплавления присадочного металла. При использовании этой техники требуется флюс для защиты соединения, которое впоследствии требует очистки. Пайка горелкой в основном используется для небольших производственных узлов, где вес металла неравномерен. Процесс часто выполняется с помощью газового сварочного оборудования.
Индукционная пайка
Индукционная пайка — высокочастотный переменный ток подается в катушку для достижения температуры пайки, которая нагревает заготовку и расплавляет присадочный материал.
Резистивная пайка – Тепло генерируется за счет электрического сопротивления припоя, что идеально подходит для металлов с высокой проводимостью. Этот метод нагрева лучше всего подходит для создания простых соединений между металлами.
Методы диффузного нагрева
Пайка в печи – для нагрева печи до нужной температуры используется газовый обжиг или нагревательные элементы. Припойный металл наносится на соединяемые поверхности, а затем вся сборка помещается в печь и доводится до температуры пайки. Пайка в печи позволяет точно контролировать циклы нагрева и охлаждения металлов. Процесс часто выполняется в вакууме , чтобы защитить припой от атмосферных условий. Это также исключает необходимость в защите флюсом.
Пайка погружением – деталь или узел погружают в ванну с расплавленным металлом-припоем ( пайка в ванне с расплавленным металлом ) или расплавленной солью ( пайка в ванне с химическим припоем ). На детали наносится флюс для пайки, чтобы предотвратить окисление. Узел можно снять после того, как расплавленный металл-припой затвердеет.
Преимущества
⦁ В отличие от большинства методов сварки, позволяет соединять разнородные металлы.
⦁ Высокие темпы производства.
⦁ Потребляет меньше энергии, чем сварка.
⦁ Обеспечивает более чистые соединения по сравнению с большинством процессов сварки .
⦁ Недрагоценные металлы не плавятся, сохраняя свою форму и механические свойства.
Недостатки
⦁ Более слабые результаты по сравнению со сварными соединениями .
⦁ Невозможно соединить компоненты, работающие при высоких температурах.
⦁ Для достижения капиллярного эффекта необходимы плотные и равномерные зазоры между швами.
⦁ Неочищенные или загрязненные металлы могут стать причиной негерметичности соединений.
