ODBORNÝ VÝCVIK VE 3. TISÍCILETÍ

Transkript

1 Projekt: ODBORNÝ VÝCVIK VE 3. TISÍCILETÍ Úloha: 2. ZÁKLADY RUČNÍHO ZPRACOVÁNÍ KOVŮ TÉMA 2.6 SPOJOVÁNÍ MATERIÁLŮ Obor: Mechanik seřizovač Ročník: I. Zpracoval(a): Miroslav Zajíček Střední odborná škola Josefa Sousedíka Vsetín, 2010

2 OBSAH 1. PODSTATA PÁJENÍ NA MĚKKO Výhody pájení před svařováním Nevýhody Smáčení Spára a mezera při pájení Teploty při pájení 2. NÁŘADÍ A POMŮCKY PRO PÁJENÍ NA MĚKKO Jednoduchá páječka Páječky na tekutá paliva Plynové páječky Elektrické páječky a) Odporové páječky b) Odporové páječky s regulací teploty c) Pistolové (transformátorové páječky) Pájky Tavidla 3. PŘÍKLADY KONSTRUKCE A PŘÍPRAVY SPOJŮ 4. PRACOVNÍ POSTUP PÁJENÍ NA MĚKKO 5. KONTROLNÍ OTÁZKY 6. ZADÁNÍ K PROCVIČOVÁNÍ PÁJENÍ NA MĚKKO 7. POUŽITÁ LITERATURA

3 1. PODSTATA PÁJENÍ NA MĚKKO Pájením se nerozebíratelně spojují stejné nebo různé kovové materiály, dalším roztaveným kovem resp. slitinou zvanou pájka. Tavicí teplota pájky je nižší než tavicí teplota spojovaných základních materiálů. Pájka a pájený povrch se musí zahřát páječkou, benzínovým nebo plynovým plamenem, průchodem el. proudu, el. indukcí, v pecích, ponořením do roztavené pájky apod. Pájení se provádí s použitím tavicích přísad, v ochranných plynech nebo ve vakuu. Pájením se vytvoří nosné, vodivé spoje, utěsňují se spáry nebo trhliny, pokrývají se povrchy, upravují se tvary atd. Výhody pájení před svařováním 1/ Spojované materiály se nenataví, jejich vlastnosti se nenaruší nedochází k deformaci. 2/ Možnost spojování různých materiálů i nekovových nebo obtížně tavitelných. 3/ Možnost postupného pájení. 4/ Jednodušší zařízení pro zhotovení spojů. Nevýhody 1/ Menší pevnost spojů. 2/ Méně vhodné pro dlouhé spoje tenkých plechů. 3/ Přítomnost dalšího kovu ve spoji může zhoršit odolnost proti korozi. 4/ Složitější tvar spojů a s tím spojená větší pracnost. Smáčení Předpokladem pájeného spoje je, že kapalná pájka smáčí základní materiál. Přitom dochází k rychlému rozlití kapalné pájky po povrchu součásti. Pájka pronikne do struktur základního materiálu a vytvoří slitinu. Tento proces vzájemného pronikání se nazývá difuze.

4 Spára a mezera při pájení Vzdálenost spojovaných ploch mezi sebou má na pájení velký vliv. Těsně proti sobě ležící plochy způsobují větší adhezi mezi součástí a pájkou, než je koheze v kapalné látce. Tímto kapilárním účinkem vzlíná pájka do spáry. Šířka spáry by měla být 0,05 až 0,2 mm. Teploty při pájení Čisté kovy a binární slitiny s eutektickým složením tají při jediné teplotě. Teplota tavení eutektické slitiny je nižší než teploty tavení čistých složek. Např. čistý cín se taví při 232 C, čisté olovo při 327 C, slitina z 63 % cínu a 37 % olova při 183 C. Slitiny, které nemají eutektické složení, netají při jediné teplotě, ale v intervalu teplot. Rovnovážný diagram cín - olovo

5 Pracovní teplota pájky je nejnižší povrchová teplota součástí, při které pájka smáčí a je dostatečně tekutá. Při teplotách nižších, než je pracovní teplota, nedochází ke spojení mezi pájkou a základním materiálem tzv.: studený spoj. Při překročení maximální pájecí teploty součást oxiduje a pájka křehne. Podle pracovní teploty rozlišujeme: a) měkké pájení pod 450 C b) tvrdé pájení nad 450 C 2. NÁŘADÍ A POMŮCKY PRO PÁJENÍ NA MĚKKO Druhy pájedel Jednoduchá páječka Nástavec (hrot) pájedla je zhotoven z tepelně dobře vodivého kovu, zpravidla z mědi nasazené na ocelové tyči která končí dřevěnou rukojetí. Ohřev pájedla provádíme v peci nebo hořákem. Nevýhodou je rychlá ztráta teploty, nebo naopak přehřátí hrotu. Jedná se o historickou páječku. Páječky na tekutá paliva Benzínové Letlampy jsou známé již přes 100 let. Používali je klempíři pro spojování střešních plechů a okapů. Hořící páry benzínu ohřívaly měděný hrot. V případě ucpání trysky hrozilo pájedlo výbuchem. Z toho důvodu byly vytlačeny páječkami elektrickými a plynovými. Plynové páječky Jsou vhodná na pájení v exteriéru a všude tam, kde není možnost využití elektrického proudu nebo kde by vadily přívodní elektrické kabely na pracovišti. Pájecí hrot je ohříván spalovaným plynem z malé vysokokapacitní tlakové láhve v rukojeti nebo z láhve většího objemu s připojenou hadičkou.

6 Většinou se dodávají v sadách, obsahujících nezbytné doplňky. Různé typy plynových páječek Plynová páječka pro jemnější práce Plynová páječka 2 kw Plynová pájecí souprava

7 Elektrické páječky a) Odporové páječky Měděný hrot páječky je vložen do elektrického topného tělesa, který je v tepelně odolné izolaci. Průchodem elektrického proudu se odporový drát zahřeje a tepelnou energii předává měděnému hrotu. Pro měkké pájení v zámečnických pracích vystačíme s páječkou o výkonu 150 W až 500 W. Pro správně provedený spoj je důležitý pájecí hrot. Pro silně znečistěné hroty se vyrábí aktivátory hrotu. Jsou to tablety, ze kterých se působením vyšších teplot uvolní látky, které dokáží odstranit nečistoty z hrotu. Předchůdcem aktivátorů byl Salmiak, který se používá dodnes. Zahřátý hrot páječky se pokrývá pájkou. Páječky různého výkonu Páječka 380 W s přepínačem na poloviční Páječka 75 W b) Odporové páječky s regulací teploty Páječky jsou napájeny z regulovatelných stejnosměrných zdrojů, popřípadě z vestavěných akumulátorů. Používají se pro dlouhodobou, přerušovanou práci nebo pro pájení polovodičových součástek citlivých na přehřátí.

8 Páječka s regulací teploty od 160 do 460 C Digitální pájecí stanice, řízena mikroprocesorem 20 až 80 W c) Pistolové (transformátorové páječky) Používáme zejména v elektrotechnice. Místo hrotu má pájecí smyčku z drátu. Smyčka se zahřívá průchodem velkého proudu dodávaného vestavěným transformátorem. Bezpečnostní transformátor dodává velký proud při nízkém napětí a ani při přerušení smyčky nehrozí úraz elektrickým proudem. U pistolové páječky je výhodou rychlý ohřev na pracovní teplotu. Zapíná se tlačítkem na rukojeti, které se musí držet sepnuté po celou potřebnou dobu. Při odložení se páječka vypne. Pistolové páječky se vyrábějí s výkonem okolo 100 W. Pro práci s citlivými elektronickými součástkami nejsou příliš vhodné. Používá se pro nenáročné práce. Trafopáječka 100 W Trafopáječka a její příslušenství Pájecí smyčky

9 Pájky Pájka je přídavný materiál, který slouží k vytvoření spoje. Jako pájky se používají slitiny, méně často čisté kovy. Pájky se dodávají ve tvaru bochníků, pruhů, fólií, tyčí, drátů a dalších různých tvarů. Trubičkové pájky obsahují tavidlo. Pájky dělíme na měkké a tvrdé. Pro měkké pájení se používá cínová pájka, která je slitinou cínu, olova a malého procenta jiných přísad. Měkkými pájkami lze pájet ocel, měď, zinek, cín a jeho slitiny, stříbro, šedou litinu, hliník a jeho slitiny i pokovenou keramiku. Pro běžné pájení se používá pájka Sn60Pb40. Příklady vyráběných a používaných tvarů pájky Trubičková Tyče a pláty Tvary pro vkládání pájky do spoje Tavidla Zahřáté kovy se rychle slučují s kyslíkem a vytváří vrstvu oxidů. Ta zabraňuje smáčení pájky. K rozrušení vrstev oxidů a k zamezení další oxidace se při pájení používají tavidla. Oxidaci lze také zabránit pájením v ochranné atmosféře nebo ve vakuu. Výběr tavidla se řídí podle pájeného základního materiálu, způsobu pájení a podle pracovní teploty použité pájky. Označování tavidel pro měkké pájení se podle ČSN EN provádí čísly označujícími typ tavidla, jeho základní složku a aktivátor, dále A pro kapalinu, B pro pevnou a C pro pastovitou formu tavidla. Po ztuhnutí nesmí působit korozivně nebo musí být snadno odstranitelná.k pájení měkkými pájkami se používá tavidel z anorganických nebo organických látek. Hlavními složkami anorganických tavidel bývá chlorid zinečnatý, chlorid amonný, salmiak a kyselina solná.

10 3. PŘÍKLADY KONSTRUKCE A PŘÍPRAVY SPOJŮ

11 4. PRACOVNÍ POSTUP PÁJENÍ NA MĚKKO 1) Pájené součásti dokonale slícujeme, aby mezera mezi díly byla co nejmenší. Čím je vrstva pájky slabší, tím je pevnost spoje vyšší. 2) Stykové plochy spoje očistíme mechanicky ocelovým kartáčem, brusným plátnem nebo pilníkem. 3) Naneseme tavidlo, které spoj dočistí chemicky. 4) Tělo pájedla očistíme drátěným kartáčem nebo hrubým pilníkem a dočistíme na salmiakovém kameni. Na pájedlo naneseme malé množství pájky. 5) Provedeme sestavení všech dílů výrobku a nastehování spojů. Pohřejeme materiál a nanesme malou kapku pájky. Po prohřátí materiálu pájka zateče do spoje. Spoj držíme v požadované pozici, dokud pájka nezatuhne. Pájedlem při stehování nepohybujeme. 6) Provedeme spájení všech spojů na výrobku. 7) Přiložíme pájedlo, prohřejeme materiál až začne pájka zatékat do spoje a pomalým pohybem pájedla směrem k sobě prohříváme spoj a zároveň přidáváme pájku. Kontrolujeme teplotu pájky, aby nedošlo k přehřátí pájky a jejímu vypěnění. 8) Nikdy nepohybujeme pájedlem směrem od sebe, dochází tak k tzv. vytahování pájky ze spoje a spoj není kvalitní. 9) Po dobu chladnutí pájky se nesmí spojem hýbat, ani se nesmí chladnutí spoje urychlovat například ofukováním. 10) Při pájení používáme pro podložení spoje izolační materiály (např. dřevo) z důvodu udržení pájecí teploty ve spoji. 11) Provedeme očištění spojů od tavidla a začištění spojů od přebytečné pájky. Vlastní zhotovení spoje vyžaduje určitou zručnost. Vrstva pájky musí být přiměřená, rovná a celistvá. Dutiny, kráterky a zbytky nečistot jsou ve spoji nepřípustné. Povrch pájky musí být kovově lesklý. Jinak se jedná o studený spoj s menší pevností a odporem při průchodu elektrického proudu v obvodech. 5. KONTROLNÍ OTÁZKY 1. Co rozumíme pod pojmem pájení? 2. Jaké nářadí a pomůcky budeme potřebovat k pájení na měkko? 3. Jaké požadavky můžeme klást na pájený spoj? 4. Co se rozumí pod pojmem pracovní teplota pájky? 5. Čím se liší měkké pájení od tvrdého? 6. Jaké úkoly plní tavidla? 7. Proč se zbytky tavidla odstraňují? 6. ZADÁNÍ K PROCVIČENÍ PÁJENÍ NA MĚKKO Spájej měkkou pájkou pásky plechu, dle výkresu MS

12 Měřítko Materiál Kreslil Název Datum 1: Jan Ordelt Spojování mat Kusů Polotovar Schválil Číslo výkresu Změna Jiří Žalmánek MS Střední odborná škola Josefa Sousedíka Vsetín

13 7. POUŽITÁ LITERATURA FISCHER, U. Základy strojnictví. Praha, Sobotáles ČERNOCH, S. Strojní technická příručka. SNTL Praha INTERNETOVÉ ZDROJE hop=&ecc=0&ac=30&sort=1&q=&cena_od=&cena_do= _akupacku_ &root=