что такое капиллярная пайка
Пайка металлов
Для получения неразъемных соединений деталей имеется много технологических способов. Одним из таких способов является пайка. Она представляет собой технологический процесс, при котором детали разогреваются и соединяются другим расплавленным материалом, называемый припой. Для достижения результата, припой имеет температуру плавления значительно ниже, чем соединяемый металл. Пайка происходит с использованием флюса. Он защищает соединяемую поверхность от влияния атмосферы и способствует лучшему растеканию припоя.
Пайка металлов является высокоэффективным способом соединения. Он имеет широкое применение для пайки труб. Для прочного соединения очень важно подобрать стыкуемые части по своему размеру. Зазор между ними составляет 0,03 – 2 мм. Пайка может быть:
Для пайки используют припои:
Каждый из них имеет свою температуру плавления и более подходит для определенного металла.
Пайка металлов классифицируется на следующие виды:
Технология пайки металлов
Технология пайки металлов протекает в следующем порядке:
Технология пайки металлов без припоя применяется при соединении титана и меди. Используется явление контактного плавления. Учитывая, что плавление меди происходит при температуре 1083 градусов Цельсия, а титана 1725 градусов Цельсия, то при плотном соединении и нагреве до 900 градусов Цельсия, имеющийся зазор заполняется расплавом в месте контакта. Происходит процесс диффузии металлов.
Пайка находит свое применение в соединении труб теплообменников, в холодильных установках, системах, передающие разные жидкости и газы и др.
Оставьте свой комментарий Отменить ответ
Реакционная пайка еще может называться реактивной. Она классифицируется: На реакционно-флюсовую;…
Пайка медных труб. Особенности, техники исполнения
Если вам кажется, что паять медные трубы – это задание непосильное, то вы ошибаетесь. Тем не менее, нужно соблюдать определенные правила выполнения работ, так как соединение медных труб требует точности и внимания к каждой мелочи.
Медные трубы сегодня очень часто используются в системах отопления, а также горячего и холодного водопровода. Потому нужно знать, как паять медные трубы.
Чаще всего для сварки медной трубы используется капиллярная сварка. Способ сварки говорит сам о себе. В процессе соединения труб, жидкость, которой смазываются свариваемые части, поднимается вверх по капилляру. При этом преодолевается сила тяжести. Именно так припой, который используется для сварки, равномерно распределяется по поверхности соединения.
Чтобы соединение было качественным, необходимо до блеска зачистить поверхности. В качестве смазки используются специальные флюсы-пасты. Можно не намазывать ими всю поверхность трубы. Например, достаточно будет намазать пастой трубу в нижней части спайки.
Полученная система медных труб будет качественной и надежной очень много лет. Систему можно даже залить бетоном, что недопустимо в случае резьбового соединения. Медные трубы паяются специальным припоем при температуре 450 градусов. Можно увеличивать температуру, но тут важно не превысить ее до уровня плавления материала. Сварка осуществляется силами адгезии, которые образуются при нагревании припоя и свариваемых поверхностей. Под воздействием капиллярных сил припой распределяется по поверхности сваренных частей.
Подбор материалов и оборудования
Для пайки медных труб понадобится набор для сварки меди, припой (твердый), газовая горелка, которой будет нагреваться труба.
Важно обращать внимание на такие показатели:
Инструменты
Прежде чем начинать варить медные трубы, необходимо провести их разметку. С помощью специального инструмента нарезаются куски нужной длины. Существует большое количество труборезов. В каждом случае подбирается инструмент, исходя из диаметра заготовки, которую нужно отрезать. Очень важно приобретать или использовать только качественные труборезы. Инструмент должен проводить не только отрез, но и снимать фаску. Чем качественнее ножницы, тем дороже они будут стоить.
Далее необходимо снять фаску на трубе. С помощью такой операции можно снять небольшие заусеницы с краев. Дело в том, что визуально они могут быть и не видны. Но при наполнении труб жидкостью увеличится давление. А это может привести к тому, что в местах, где были заусеницы, появится течь. Рекомендуется использовать круглый фаскосниматель. Чаще всего паяются трубы до 36 миллиметров в диаметре. Именно на столько и рассчитан этот инструмент.
Фаскосниматель
С помощью расширителя увеличивается диаметр. Такая операция проводится при сварке труб без фитингов. Фитинги для медных труб стоят дорого, потому использование расширителя труб позволяет сэкономить средства. Когда труба будет расширена слегка, в нее вставляется другой конец. От того, какой у нее диаметр зависит выбор расширителя.
Очень важно подобрать правильный припой. Выбираем мягкие припои из красной бронзы или же из латуни. Для работы еще понадобится флюсовая паста. Для капиллярной пайки используются твердые припои. Такая сварка отлично подойдет для труб, которые будут проводить горячую воду или газ ( в системах холодильного оборудования и кондиционеров).
Самый эффективный вид припоя является тот, в котором содержится серебро. По праву сегодня данный метод сварки считается самым надежным. Отлично подходит для систем горячего и холодного водоснабжения, для газовых систем.
И, тем не менее, качество пайки зависти не от припоя и пасты. Все определяет температура и степень подготовки поверхностей. Но чтобы не беспокоиться о качестве, и как говориться, сделать работу «наверняка», можно применять фосфорно-медные припои. Они предотвращают появление зазоров, микротрещин в шве за счет того, что из места сварки полностью выводится кислород. Однако запрещается использовать данный припой для сварки металлов, которые в своем составе содержат более десяти процентов никеля.
Пайка медных труб своими руками
Прежде чем начинать пайку, нужно провести чистку поверхности. Важно отметить, что для зачистки поверхности не используются абразивные материалы типа наждачной бумаги. Нужно использовать только специальные щетки.
Чтобы сварка прошла качественно и надежно, нужно высушить и обезжирить поверхность. В противном случае припой может распадаться при воздействии давления и температуры, которая будет присутствовать в трубах при их работе.
В системах, которые не будут проводить жидкости и газы при температуре свыше 110 градусов, использовать фитинги не обязательно. Как уже говорили, труба расширяется с помощью труборасширителя. Трубу нужно расширить так, чтобы второй конец вошел в нее примерно на длину, равную диаметру изделия. Зазор на швах должен составлять 0,12 миллиметров.
Труба нагревается открытым огнем. Припой нагревать не нужно. Не преувеличивайте температуру плавления металла! Достаточно нагревать две соединенные трубы, а потом поднести припой, который сам расплавится от жара и равномерно затечет в соединение. Капиллярный процесс позволяет затекать припою в трубы. Однако ему помогает гладкая поверхность, которую мы заранее подготовили.
Итак, при пайке медных труб нужно нагревать изделия медленным огнем, который позволяет быстро и равномерно прогреть соединения. Поверхности обезжириваются и высушиваются. Тщательно проверяются зазоры. Наносить припой нужно по минимуму, однако, важно проконтролировать, чтобы его хватило для шва.
При проведении работ очень важно соблюдать технику безопасности. Во-первых, работы выполняются с открытым огнем. Если работа выполняется в помещении, то необходимо обеспечить защиту легковоспламеняющихся предметов. Под трубу подкладывается асбестовый щит. При нагревании труб и припоя выделяются некоторые газы, вредные для здоровья.
Потому важно, чтобы окна в помещении были открыты при проведении работ.
Что касается собственной безопасности: все работы проводятся в перчатках. Трубы нагреваются до высоких температур. Если случайно прикоснуться к ним, то можно получить сильный ожог.
Самостоятельно провести сварку работ впервые может быть очень тяжело. Для качественного выполнения работ рекомендуется пройти теоретический курс. Кроме того, можно на отдельных, так сказать, черновиках проверить свои навыки. В конце работы нужно проверять все соединения труб сначала визуально, а потом в деле. Для этого в систему подается жидкость. Если появилась течь, то работу нужно переделать.
При малейшем сомнении в собственных силах, необходимо доверить работу профессионалом. Иначе дорогостоящие материалы и время будут испорчены.
Учебные материалы
Способы пайки классифицируют в зависимости от используемых источников нагрева. Наиболее распространены в промышленности пайка в печах, индукционная, сопротивлением, погружением, радиационная, горелками, экзофлюсовая, паяльниками, электронагревательными металлами и блоками.
Капиллярная пайка
Припой заполняет зазор между соединяемыми поверхностями и удерживается в нем за счет капиллярных сил. На рисунке 3.16 показана схема образования шва.
Соединение образуется за счет растворения основы в жидком припое и последующей кристаллизации раствора. Капиллярную пайку используют в тех случаях, когда применяют соединение внахлестку. Однако капиллярное явление присуще всем видам пайки.
Рисунок 3.16 – Схема капиллярной пайки:
а – перед пайкой; б – после пайки
Диффузионная пайка
Соединение образуется за счет взаимной диффузии компонентов припоя и паяемых материалов, причем возможно образование в шве твердого раствора или тугоплавких интерметаллов.
Для диффузионной пайки необходима продолжительная выдержка при температуре образования паяного шва и после завершения процесса при температуре ниже солидуса припоя.
Контактно-реактивная пайка
При пайке между соединяемыми металлами или соединяемыми металлами и прослойкой другого металла в результате контактного плавления образуется сплав, который заполняет зазор и при кристаллизации образует паяное соединение. На рисунке 3.17 показана схема контактно-реактивной пайки.
Рисунок 3.17 – Схема контактно-реактивной пайки:
а – перед пайкой; б – после пайки
Реактивно-флюсовая пайка
Припой образуется за счет реакции вытеснения между основным металлом и флюсом.
Например, при пайке алюминия с флюсом
восстановленный цинк является припоем.
Пайка-сварка
Паяное соединение образуется так же, как при сварке плавлением, но в качестве присадочного металла применяют припой.
Наибольшее применение получила капиллярная пайка и пайка-сварка. Диффузионная пайка и контактно-реактивная более трудоемки, но обеспечивают высокое качество соединения и применяются, когда в процессе пайки необходимо обеспечить минимальные зазоры. Качество паяных соединений (прочность, герметичность, надежность и т. д.) зависит от правильного выбора основного металла, припоя, флюса, способа нагрева, величины зазоров, типа соединения.
Уважаемые студенты!
Специалисты нашего сайта готовы оказать помощь в учёбе по разным предметам:
✔ Решение задач
✔ Выполнение учебных работ
✔ Помощь на экзаменах
капиллярная пайка (пайка)
[СТО НП АВОК 6.3.1 [5], пункт 3.6]
Смотреть что такое «капиллярная пайка (пайка)» в других словарях:
капиллярная пайка — Пайка, при которой расплавленный припой заполняет паяльный зазор и удерживается в нем преимущественно поверхностым натяжением. [ГОСТ 17325 79] Тематики сварка, резка, пайка EN capillary brazing (soldering) DE Spaltlöten … Справочник технического переводчика
капиллярная пайка — 3.6 капиллярная пайка: Процесс соединения медных труб и соединительных частей из цветных сплавов с использованием эффекта капиллярных сил всасыванием присадочного металла (припоя) по всему периметру кольцевого зазора между деталями величиной до 0 … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
мягкая капиллярная пайка — 3.7 мягкая капиллярная пайка: Процесс соединения медных труб и соединительных частей с использованием припоя при температуре менее 450 °С. Источник: СТО НП АВОК 6.3.1 2007: Трубопроводы из медных … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
твердая капиллярная пайка — 3.8 твердая капиллярная пайка: Процесс соединения медных труб и соединительных частей с использованием припоя при температуре свыше 450 °С. Источник: СТО НП АВОК 6.3.1 2007: Трубопроводы из медных … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
Пайка — У этого термина существуют и другие значения, см. Пайка (значения). Отпайка контакта. Пайка технологическая операция, применяемая для получения неразъёмного соединения деталей из различных материалов путём введения между этими деталями… … Википедия
ГОСТ 17325-79: Пайка и лужение. Основные термины и определения — Терминология ГОСТ 17325 79: Пайка и лужение. Основные термины и определения оригинал документа: 57. Абразивно кавитационное лужение Ультразвуковое лужение припоем, содержащим частицы твердого материала Определения термина из разных документов:… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
СТО НП АВОК 6.3.1-2007: Трубопроводы из медных труб для систем внутреннего водоснабжения и отопления. Общие технические условия — Терминология СТО НП АВОК 6.3.1 2007: Трубопроводы из медных труб для систем внутреннего водоснабжения и отопления. Общие технические условия: 3.10 деталь: Изделие, изготовленное из однородного по наименованию и марке материала, без применения… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
СТО НОСТРОЙ 2.23.1-2011: Инженерные сети зданий и сооружений внутренние. Монтаж и пусконаладка испарительных и компрессорно-конденсаторных блоков бытовых систем кондиционирования в зданиях и сооружениях. Общие технические требования — Терминология СТО НОСТРОЙ 2.23.1 2011: Инженерные сети зданий и сооружений внутренние. Монтаж и пусконаладка испарительных и компрессорно конденсаторных блоков бытовых систем кондиционирования в зданиях и сооружениях. Общие технические требования … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
Высокотемпературная и низкотемпературная пайка
Преимущества пайки как технологического процесса и преимущества паяных соединений обусловлены главным образом возможностью формирования паяного шва ниже температуры плавления соединяемых материалов. Такое формирование шва происходит в результате контактного плавления паяемого металла в жидком припое, внесенном извне (пайка готовым припоем), либо восстановленным из солей флюса (реактивно-флюсовая пайка), либо образовавшемся при контактно-реактивном плавлении паяемых металлов, контактирующих прослоек или паяемых металлов с прослойками (контактно-реактивная пайка). В отличие от автономного плавления (одностадийного процесса, протекающего в объеме при температуре, равной или выше температуры солидус соединяемых материалов), контактное плавление того же материала протекает при контактном равновесии по поверхности контакта с твердым, жидким, газообразным телом, иными по составу. Это многостадийный процесс, протекающий по разным механизмам; жидкая фаза при контактном плавлении твердого тела образуется ниже его температуры солидус.
Пайка обеспечивает получение бездефектных, прочных и работоспособных в условиях длительной эксплуатации, паяных соединений, если учтены физико-химические, конструктивные, технологические и эксплуатационные факторы.
Возможность образования спая между паяемым металлом и припоем характеризуется паяемостью, т.е. способностью паяемого металла вступать в физико-химическое взаимодействие с расплавленным припоем и образовывать паяное соединение. Практически пайкой можно соединить все металлы, металлы с неметаллами и неметаллы между собой. Необходимо только обеспечить такую активацию их поверхности, при которой стало бы возможным установление между атомами соединяемых материалов и припоя прочных химических связей.
Паяемость того или иного материала нельзя рассматривать как способность его подвергаться пайке различными припоями. Можно рассматривать только конкретную пару, и в конкретных условиях пайки. Важным моментом в оценке паяемости, как физической, так и технической, является правильный выбор температуры пайки, которая нередко является решающим фактором не только для обеспечения смачивания припоем поверхности металла, но и дополнительным важным резервом повышения свойств паяных соединений. При оценке паяемости нужно учитывать температурный интервал активности флюсов.
1. В химическом взаимодействии между основными компонентами флюса и окисной пленкой, образующиеся при этом соединения растворяются во флюсе, либо выделяются в газообразном состоянии;
2. В химическом взаимодействии между активными компонентами флюса и основным металлом, в результате происходит постепенный отрыв окисной пленки от поверхности металла и переход ее во флюс;
3. В растворении окисной пленки во флюсе;
4. В разрушении окисной пленки продуктами флюсования;
5. В растворении основного металла и припоя в расплаве флюса.
Окисные флюсы взаимодействуют преимущественно с окисной пленкой. Основой флюсования галоидными флюсами является реакция с основным металлом. Для повышения активности оксидных флюсов вводят фториды и фторборы, в результате одновременно с химическим взаимодействием между окислами происходит растворение окисной пленки во фторидах.
К активным газовым средам относятся газообразные флюсы, которые работают самостоятельно или как добавка в нейтральные или восстановительные газовые среды для повышения их активности. При пайке металлов в активных газовых средах удаление окисной пленки с поверхности основного металла и припоя происходит в результате восстановления окислов активными компонентами сред или химического взаимодействия с газообразными флюсами, продуктами которого является летучие вещества или легкоплавкие шлаки, к восстановительным средам относятся водород и газообразные смеси, содержащие водород и окись углерода в качестве восстановителей окислов металлов.
В качестве нейтральных газовых сред используют азот, гелий и аргон, роль газовой среды сводится к защите металлов от окисления. Как газовая среда вакуум защищает металлы от окисления и способствует удалению с их поверхности окисной пленки. При пайке в вакууме, в результате разрежения, парциальное давление кислорода становится ничтожно малым и, следовательно, уменьшается возможность окисления металлов. При высокотемпературной пайке в вакууме создаются условия для диссоциации окислов некоторых металлов.
По условиям заполнения зазора способы пайки разделяются на капиллярные и некапиллярные.
Капиллярная пайка по методу образования спая разделяется на пайку готовым припоем, контактно-реактивную, диффузионную и реактивно-флюсовую. При капиллярной пайке расплавленный припой заполняет зазор между паяемыми деталями и удерживается в нем под действием капиллярных сил. Капиллярная пайка, при которой используется готовый припой и затвердевание шва происходит при охлаждении, называется пайкой готовым припоем. Контактно-реактивной называется капиллярная пайка, при которой припой образуется в результате контактно-реактивного плавления соединяемых материалов, промежуточных покрытий или прокладок с образованием эвтектики или твердого раствора. При контактно-реактивной пайке нет необходимости в предварительном изготовлении припоя. Количество жидкой фазы можно регулировать изменением времени контакта, толщиной покрытия или прослойки, т.к. процесс контактного плавления прекращается после расходования одного из контактирующих материалов.
При реактивно-флюсовой пайке припой образуется в результате восстановления металла из флюса или диссоциации одного из его компонентов. В состав флюсов при реактивно-флюсовой пайке входят легковосстанавливаемые соединения. Образующиеся в результате реакции восстановления металлы в расплавленном состоянии служат элементами припоев, а летучие компоненты реакции создают защитную среду и способствуют отделению окисной пленки от поверхности металла.
При капиллярной пайке используются нахлесточные, стыковые, косостыковые, тавровые, угловые, соприкасающиеся соединения. Нахлесточные соединения наиболее распространены, т.к. изменяя длину нахлестки, можно изменять характеристики прочности изделия. Нахлесточные паяные соединения обладают некоторыми преимуществами перед нахлесточными сварными, передача усилий в которых происходит по периметру элемента. В сварных конструкциях любые швы являются источником концентрации напряжений в переходной зоне от основного металла к шву, и при неблагоприятных очертаниях шва концентрация достигает значительных величин. Сопоставление механических свойств паяных и сварных соединений позволяет сделать следующие выводы:
1. Применение пайки наиболее эффективно в тонкостенных конструкциях, толщиной не более 10 мм;
2. Производительность технологического процесса пайки оказывается часто более высокой;
3. Паяные соединения вызывают, как правило, меньшие остаточные деформации;
4. Паяные конструкции в большинстве случаев имеют меньшую концентрацию напряжений по сравнению со сварными.
Все дефекты сплошности в паяных соединениях разделяются на дефекты, связанные с заполнением жидким припоем капиллярных зазоров, и дефекты, возникающие при охлаждении и затвердевании паяных швов. Возникновение первой группы дефектов определяется особенностями движения расплавов припоев в капиллярном зазоре (поры, непропаи). Другая группа дефектов появляется из-за уменьшения растворимости газов в металле при переходе из жидкого состояния в твердое (газо-усадочная пористость). К этой группе относится также пористость кристаллизационного и диффузионного происхождения.
Трещины в паяных швах могут возникнуть под действием напряжений и деформаций металла изделий или шва в процессе охлаждения. Холодные трещины возникают в зоне спаев при образовании прослоек хрупких интерметалидов. Горячие трещины образуются в процессе кристаллизации; если в процессе кристаллизации скорость охлаждения высока и возникающие при этом напряжения велики, а деформационная способность металла шва мала, то возникают кристаллизационные трещины. Полигонизационные трещины в металле шва возникают уже при температурах ниже температуры солидус после затвердевания сплава по так называемым полигонизационным границам, которые образуются при выстраивании дислокации в металле в ряды и образовании сетки дислокации под действием внутренних напряжений. Неметаллические включения типа флюсовых или шлаковых могут возникать в результате недостаточно тщательной подготовки поверхности изделия к пайке или при нарушении режима пайки. При слишком длительном нагреве под пайку флюс реагирует с основным металлом с образованием твердых остатков, которые плохо вытесняются из зазора припоем.