Пайка в печах

Пайка в печах

Пайка в печах применяется в массовом и крупносерийном производстве при изготовлении изделий из любых марок стали и любых толщин. Пайку в печах можно производить как твердыми, так и мягкими припоями; чаще всего осуществляют пайку твердыми припоями. Процесс пайки независимо от сложности конфигурации изделия осуществляется одновременно во всех его частях.

Значительная прочность паяных соединений, высокая производительность труда при осуществлении Пайки и дешевизна производственного процесса позволяют рекомендовать широкое внедрение изделий, паянных в печах, во все области машиностроения, инструментального хозяйства, приборостроения и т. д.

Печи для пайки применяются с различными источниками нагрева: пламенные, работающие на твердом топливе, пламенные нефтяные, пламенные газовые и печи электрические.

почитать о том, как сделать печь для пайки из тостера (англ)

Печи для пайки, независимо от способа нагрева, необходимо применять многоочковые, со ступенчатым нагревом. При использовании печей со ступенчатым нагревом паяемые изделия нагреваются постепенно, что избавляет спаиваемые детали от резкого воздействия высоких температур, вызывающего коробления деталей и даже появление трещин на пластинках твёрдого сплава.

При пайке в печах спаиваемые детали собираются так же, как и при других способах пайки.

В зависимости от конструкции спаиваемых деталей припой Помещается либо в непосредственной близости от места пайки, либо между спаиваемыми деталями.

Места пайки помимо обычной очистки перед сборкой деталей хорошо профлюсовываются.

Детали в печи необходимо располагать так, чтобы положение шва создавало лучшие условия для затекания припоя.

Широкое промышленное применение получили следующие типы печей: камерные электрические, муфельные с молибденовой обмоткой, туннельные со стальными нагревателями, вертикальные непрерывного действия нихромовыми нагревателями и др.

На рис. 20 изображена камерная электрическая печь с электрическим нагревом для пайки в восстановительной среде.

камерная электрическая печь с электрическим нагревом для пайки в восстановительной среде

камерная электрическая печь с электрическим нагревом для пайки в восстановительной среде

Печь состоит из четырех камер: А — приемной, Б — нагрева, В — охлаждения и Г — выпускной.

Основными элементами печи являются: загрузочная дверка 2, наблюдательное окно 3, нагревательные элементы 1, регулятор температуры 4, газопровод 5, трубопровод для охлаждающей жидкости 7, выгрузочная дверца 6.

Процесс пайки в печи осуществляется следующим образом. Уложенные на поддон, подготовленные для пайки детали через приемную камеру А поступают в нагревательную камеру Б. (Загрузка печи производится при температуре 950°). После загрузки температуру печи постепенно повышают до 1 150°, при этой температуре дается выдержка, необходимая для проникновения припоя во все зазоры. После выдержки, продолжительность которой устанавливается технологически, температуру в печи снижают до 950° и поддон со спаянными деталями поступает в камеру охлаждения, где детали медленно остывают до 200—300°.

Пайка в печах с восстановительной средой производится в основном медью без флюса. Можно пользоваться и латунным припоем, состоящим из 65% меди и 35% цинка, но в этом случае необходимо применять флюсы, способствующие растеканию латунного припоя. Латунь с флюсом растекается почти так же, как и чистая медь. При пайке латунью температура печи снижается до температуры, необходимой для пайки данным припоем.

В качестве восстановительной среды используют диссоциированный аммиак.

Пайка в печах с восстановительной газовой средой имеет следующие достоинства:

  • возможен строгий контроль температуры пайки и газовой среды;
  • печи имеют высокую производительность;
  • высококачественно выполняются паяные соединения;
  • отсутствуют операции по очистке изделий после пайки;
  • пайку можно вести непосредственно в потоке производства.

В тех случаях, когда вести пайку твердыми припоями в восстановительной среде нельзя из-за отсутствия печей, можно пользоваться контейнерами из жароупорной стали.

Контейнер для пайки твердыми припоями

Контейнер для пайки твердыми припоями

Контейнер (рис. 21) состоит из следующих деталей коробки 3, крышки 2, уплотняющего борта 1, трубки для подвода газа 4, трубки для выхода газа 5.

Пайка с использованием контейнеров может быть осуществлена в любой печи, развивающей температуру 1 150—1 200°.

Процесс пайки в контейнерах осуществляется следующим образом.

Узлы и детали, подготовленные для пайки, укладывают в контейнер. После укладки деталей контейнер закрывается крышкой 2. Для создания герметичности крышка по уплотняющему борту 1 обмазывается огнеупорной глиной или создается затвор из сухого песка.

Перед загрузкой в печь контейнер продувают защитным газом с целью удаления из него воздуха. Убедившись анализом газа в том, что воздух удалён, контейнер ставят в печь. Выходящий из него газ поджигают, и он горит в виде факела длиной 100—120 мм. В процессе пайки защитный газ должен сменяться 2—3 раза в час. Производительность при пайке в контейнерах ниже, чем непосредственно в печах с защитной средой, но при хорошей организации производства процесс пайки протекает достаточно быстро и дает хорошие результаты.

При пайке в печах или контейнерах с защитной средой во избежание взрыва необходимо соблюдать следующие меры предосторожности:

  • камеры печи или контейнеры должны быть заполнены газовой смесью при избыточном давлении 0,1—0,15 ат до начала нагрева;
  • во время работы печи у выхода должен гореть контрольный факел, свидетельствующий о наличии газа в печи;
  • вытекающий из печи газ должен иметь скорость, равную скорости равномерного распространения пламени в печи или чуть большую;
  • при прекращении нагрева печи или контейнера газ необходимо пропускать до тех пор, пока печь или контейнер не остынут ниже температуры воспламенения газовой смеси;
  • необходимо строго и полностью соблюдать производственные инструкции по пайке стальных изделий в печах с защитной средой и по эксплуатации печей для пайки.

При пайке медью в электрических печах с восстановительной средой изделий, изготовленных из хромансиля, углеродистых и хромо- молибденовых сталей, необходимо иметь температуру печи 1120—1150°.

При пайке в тех же печах и при том же восстановителе жароупорных сталей с высоким содержанием хрома (16—20%) необходимо выдерживать температуру печи 1180— 1200°. Поверхности изделий в местах пайки рекомендуется омеднить перед пайкой. Толщина покрытия должна быть в пределах 0,01— 0,02 мм.

Помимо общих условий при контроле паяных соединений в печах с защитной средой необходимо выполнять следующие дополнительные требования:

  • изделия после пайки должны иметь чистую блестящую поверхность, без шероховатости и окалины;
  • вокруг места соединения должна быть небольшая блестящая галтель и тонкая блестящая пленка меди, которая говорит о высоком качестве пайки. Матовая шероховатая поверхность припоя вокруг места пайки указывает на избыток влаги в защитном газе;
  • у места пайки не должно быть капель припоя; последние указывают на низкую температуру печи или малую выдержку;
  • на поверхности изделия не должно быть окисной пленки; наличие пленки указывает на малую выдержку детали в камере охлаждения или слишком быстрое охлаждение.