Пайка - определение, процесс, типы, плюсы и минусы

Пайка - это процесс соединения двух или более металлических поверхностей путем подачи расплавленного металла в место соединения. Расплавленный металл имеет более низкую температуру плавления, чем соединяемые детали, чтобы предотвратить их расплавление.

Хотя пайка является одним из самых старых методов соединения, она по-прежнему используется сегодня по веской причине.

Лазерные сварочные аппараты могут представлять собой эффективную альтернативу пайке в некоторых случаях. Вот несколько причин, почему:

• Высокая точность: Лазерные сварочные аппараты позволяют осуществлять точные и контролируемые операции сварки. Это особенно важно для мелких и сложных деталей, где точность играет ключевую роль в процессе соединения.
• Минимальное воздействие на материал: При пайке температура нагрева может быть выше, что может привести к изменению структуры материала. Лазерная сварка, напротив, обычно обладает меньшим тепловым воздействием на материал, что позволяет сохранить его свойства.
• Высокая производительность: Лазерные сварочные аппараты могут быть эффективными в работе с различными типами металлов и сплавов, что делает их привлекательным выбором для промышленных производственных задач.
• Автоматизация процесса: Многие лазерные сварочные системы могут быть автоматизированы, что позволяет повысить производительность и улучшить качество соединений.

Однако следует отметить, что в некоторых случаях пайка может быть более подходящим методом соединения, особенно если требуется работа с нетрадиционными материалами или специфическими условиями.

Пайка соединяет металлические поверхности вместе с помощью присадочного металла, имеющего низкую температуру плавления. В процессе используется капиллярное действие, при котором однородный жидкий поток присадочного материала соединяется с основным металлом.

Уникальное качество процесса пайки заключается в том, что он сохраняет механические свойства металлов, что полезно в таких областях, как пайка серебра или других подобных металлов.

Одним из наиболее важных этапов процесса соединения металлов является очистка поверхности основного металла. Наждачная бумага или проволочная щетка являются отличными инструментами для удаления загрязнений.

Операция пайки начинается с правильного позиционирования, необходимо рассчитать зазоры между швами, чтобы жидкий присадочный металл достиг поверхностного натяжения с заготовкой. Обычно используется горелка для медленного нагрева металлической поверхности заготовки и присадочного металла до температуры пайки.

По мере того как присадочный металл расплавляется, капиллярное действие позволяет ему проходить через узкие пространства, образуя таким образом связь между поверхностями основных металлов.

Паяные соединения формируются по мере остывания вместе со сборкой.

Вот металлы, которые часто соединяются пайкой:

• Алюминий;
• Чугун;
• Магний;
• Медь и медные сплавы;
• Серебро.

Требования к присадочному металлу

• После застывания расплавленного флюса и присадочного металла паяное соединение должно обладать ожидаемыми механическими свойствами.
• Температура пайки должна эффективно обеспечивать надлежащий поток жидкости из расплавленного припоя в соединение.
• Присадочные металлы должны иметь надлежащие условия смачивания для создания прочных связей.

В целом, техника пайки в каждом из данных случаев практически идентична. Единственное исключение состоит в том, что используя при пайке мягкие припои, следует придерживаться температуры не более отметки в 450 градусов Цельсия. Тогда, как производя пайку припоем твердой категории, эта температура существенно превышает 450 градусов, в некоторых случаях эта цифра может быть даже удвоена или утроена, с целью получения качественных и прочных соединений.

При сварке помимо присадочного металла расплавляются заготовки. Это позволяет создавать более прочные соединения, чем при пайке. Такие процессы, как сварка TIG, MIG и электродуговая сварка, работают при гораздо более высоких температурах.

Пайкосварка является разновидностью сварки MIG/MAG. Разница заключается в температуре плавления присадочной проволоки, которая значительно ниже, чем основной металл. Присадочный металл осаждается, чтобы заполнить зазоры посредством капиллярного действия. При этом не происходит значительного сплавления основного металла, но оно может происходить в ограниченном количестве.

При пайке используются различные методы нагрева для различных целей и применений. Тепло может быть приложено либо непосредственно к соединению (локализованный), либо ко всей заготовке (диффузный нагрев).

Методы локализованного нагрева:

Пайка с нагревом пламенем - горючий газ образуется при сжигании ацетилена, пропана или водорода с воздухом для нагрева и расплавления присадочного металла. При использовании этой техники требуется флюс для защиты соединения, которое впоследствии необходимо зачистить. Пайка с нагревом пламенем в основном используется для небольших производственных узлов, где вес металла неравномерен.

Индукционная пайка - высокочастотный переменный ток подается в катушку для достижения температуры пайки, которая нагревает заготовку и расплавляет присадочный материал.

Пайка сопротивлением - тепло выделяется за счет электрического сопротивления паяемого сплава, что идеально подходит для высокопроводящих металлов. Этот метод нагрева лучше всего подходит для создания простых соединений между металлами.

Техники диффузного нагрева:

Пайка в печи - Для доведения печи до нужной температуры используется газовый обжиг или нагревательные элементы. Присадочный металл наносится на соединяемые поверхности, затем весь узел помещается в печь и доводится до температуры пайки. Пайка в печи позволяет точно контролировать циклы нагрева и охлаждения металлов. Процесс часто выполняется в вакууме для защиты паяемого сплава от атмосферных условий. При этом также отпадает необходимость в защите флюсом.

Пайка погружением - деталь или узел погружается в ванну с расплавленным присадочным металлом. Для предотвращения окисления на детали наносится паяльный флюс.

Преимущества:

1. Можно соединять разнородные металлы, в отличие от большинства методов сварки.
2. Высокая производительность.
3. Потребляет меньше энергии, чем сварка.
4. Получение более чистых соединений по сравнению с большинством сварочных процессов.
5. Цветные металлы не плавятся, сохраняя свою форму и механические свойства.

Недостатки:

1. Более слабые результаты по сравнению со сварными соединениями.
2. Невозможно соединить компоненты, работающие при высоких температурах.
3. Требуются плотные, равномерные зазоры между швами для достижения капиллярного эффекта.
4. Нечистые или загрязненные металлы могут стать причиной негерметичности соединений.

Советуем вам прочитать статьи опубликованные в нашем блоге ранее: «‎Инструкция по ручной лазерной сварке [часть 1]»‎ и «‎Инструкция по ручной лазерной сварке [часть 2]»‎, а также «‎Поставка и запуск оптоволоконного лазера для сварки металла XTW-1000 Raycus»‎.

Если вам понравилась статья, то ставьте лайк, делитесь ею со своими друзьями и оставляйте комментарии!