Пайка при наличии капиллярных зазоров является одним из наиболее распространенных видов пайки. Качество соединений при пайке зависит от правильного выбора припоя, флюса, состояния поверхности, рационального конструирования паяных соединений, технологии заполнения зазора припоем и др. От величины зазора зависят химический состав, структура шва, прочность соединения и экономичность процесса пайки.
Зазоры при пайке могут колебаться в широких пределах. Обычно выполняют соединения с зазором до 0,5-0,8 мм. По величине зазоры подразделяют на три вида: большие (0,2-0,8 мм); малые (0,2-0,05 мм) и без зазора с прессовой посадкой. В последнем случае высокого качества соединений достигают при нанесении на паяемые поверхности продольных рисок глубиной 0,2-0,3 мм. Особенно эффективно с точки зрения затекания припоя нанесение треугольных рисок, в которых капиллярное давление в 3 раза больше.
При соединении разнородных металлов, особенно телескопически, необходимо учитывать изменение величины зазора (Δа), связанное с различием в коэффициентах линейного расширения. Изменение величины зазора при нагреве в определенном интервале температур ΔТ для телескопического соединения можно приближенно оценить из уравнения:
Δа = rΔТ (а2 - а1),
где r - внешний радиус внутренней трубы; а1;
а2 - температурные коэффициенты линейного расширения.
При использовании местного источника нагрева при пайке деталей различной массы необходимо устанавливать исходный зазор так, чтобы он при температуре пайки достигал оптимальной величины.
При пайке швов большой площади с односторонней подачей припоя возможны значительные непропаи, которые связаны с процессами массопереноса на межфазной границе, приводящими к изменению вязкости и температуры плавления припоя.
Во избежание непропаев в этом случае рекомендуется предварительно наносить припой в виде фольги или в виде гальванического покрытия (0,05-0,1 мм).
При выборе оптимального зазора при пайке надо исходить не только из капиллярных свойств припоя, но и из характера изменения кристаллической структуры, химического состава, и как следствие, прочности паяных соединений в зависимости от величины зазора.
Рекомендуемые величины зазоров при пайке приведены в таблице 1.
Таблица 1. Рекомендуемая величина зазоров при пайке металлов.
Паяемый металл | Припой (основа и некоторые основные легирующие элементы) | Величина зазора |
Алюминий и его сплав | А1 | 0,15-0,25 |
Zn | 0,1-0,25 | |
Медь и ее сплавы | Латунь | 0,04-0,20 |
Сu-Р | 0,04-0,20 | |
Ag-Cu-P | 0,02-0,15 | |
Pb-Sn, Sn-Sb-Ag | 0,05-0,3 | |
Sn-Pb, Sn-Sb | 0,1 | |
Ag-Cd-Cu-Zn | 0,08-0,2 | |
Никелевые сплавы | Ni-Cr | 0,05-0,1 |
Паяемый металл | Припой (основа и некоторые основные легирующие элементы) | Величина зазора |
Стали низкоуглеродистые | Сu | 0,01-0,05 |
Сталь нержавеющая | Сu | 0,01-0,1 |
Латунь | 0,02-0,1 | |
Сu-Аu, Ag-Мп | 0,05-0,1 | |
Аu-Сu | 0,08-0,2 | |
Ni-Cr | 0,65-0,1 | |
Титан и его сплавы | Сu, Сu-Р, Cu-Zn | 0,03-0,05 |
Ag, Ag-Mn | 0,03 | |
Вольфрам | Ni-Cr | 0,05-0,1 |