1 PÁJENÍ Nerozebíratelné spojení kovů pomocí pájky s nižší teplotou tavení, než je teplota tavení spojovaných kovů.

Transkript

1 1 PÁJENÍ Nerozebíratelné spojení kovů pomocí pájky s nižší teplotou tavení, než je teplota tavení spojovaných kovů. Výhody pájení : spojování všech běžných kovů, skla a keramiky, spojování konstrukčních součástí s velkými rozdíly stěn, značně nižší teploty než při svařování (nižší pnutí a napětí, vznikající v důsledku nestejných teplot), vodotěsné spojení, tepelně a elektricky vodivé. Nevýhody pájení : dosažení malé pevnosti spoje (především u pájení naměkko), pájený spoj je napadnutelný korozí (rozdíl potenciálů z důvodu rozdílného materiálu pájky a základního materiálu), nutnost dodržení malých tolerancí na spáry mezi materiály (nutná přesná příprava obrobku. 1.1 ROZDĚLENÍ PODLE VELIKOSTI PRACOVNÍ TEPLOTY PÁJENÍ NAMĚKKO s tavidlem pracovní teplota pod 500 C, určeno pro spoje dobře vodivé, případně těsné, bez nároků na pevnost, pájka nesmí být namáhána mechanicky. PÁJENÍ NATVRDO s tavidlem, v ochranném plynu nebo vakuu pracovní teplota nad 500 C, určeno pro spoje s vyššími nároky na pevnost. VYSOKOTEPLOTNÍ PÁJENÍ v ochranném plynu nebo vakuu pracovní teplota nad 900 C. 1.2 ROZDĚLENÍ PODLE METODY PÁJENÍ NÁNOSOVÉ PÁJENÍ pájka se nanáší do spoje páječkou, pracovní teplota pájených ploch musí být o C nižší, než teplota začátku tavení pájky (solidus). KAPILÁRNÍ PÁJENÍ pájka vyplňuje spoj působením vzlínavosti (kapilární jev) v úzké mezeře spoje, teplota pájených ploch musí být o C vyšš í, než teplota úplného roztavení pájky (likvidus). PRI-T-Z2-02F Pájení 1 / 6

2 1.3 ZPŮSOB OHŘEVU PÁJENÝCH PLOCH MĚKKÉ PÁJENÍ měděným pájedlem plamenem o lihové lampy (malé předměty) o benzinové lampy (větší předměty) o foukací trubička - dmuchavka (pájení v klenotnictví) o hořlavý plyn se vzduchem (předměty větších rozměrů) v pájecí lázni o pájecí lázeň zahřívaná plamenem nebo elektricky, předmět se ponoří (pájení částí autochladičů) v průběžných pecích. TVRDÉ PÁJENÍ Používá se ve výrobě a opravárenství. Pevnost v tahu kolem 300 MPa, ve střihu kolem 220 MPa. v pájecí lázni plamenem, v průběžné peci : s ochrannou atmosférou bez ochranné atmosféry indukčním ohřevem, odporově. 1.4 ZPŮSOBY PŘIVÁDĚNÍ PÁJKY pájení s přiváděnou pájkou pájení s vloženou pájkou nejprve se zahřeje pájené místo na pájecí teplotu, přiloží se pájka, vlivem tepla součásti a zdroje tepla dojde k roztavení, pájené součásti zahřáty s vloženou pájkou na pájecí teplotu, pájení ponorem v pájecí lázni pájené části ponořeny do lázně s tekutou pájkou, zahřejí se, pájka zaplní a utěsní spáry PRI-T-Z2-02F Pájení 2 / 6

3 1.5 PŘEDPOKLADY SPRÁVNÉHO PÁJENÍ styčné plochy kovů určených ke spájení musí být : o zbaveny nečistot (mastnoty, oxidů), o tvarově upraveny (velikost a tvar spáry), pájeného místa se nedotýkat před pájením prsty, zamezit (omezit) vzniku oxidů - použít vhodné tavidlo, pájené součásti a pájka musí mít při pájení požadovanou teplotu (nejnižší povrchová teplota součásti v místě pájení, při které se pájka taví - difunduje do základního materiálu), vzájemně sladit teplotu tavidla a tavení pájky. 1.6 POSTUP PŘI PÁJENÍ Příprava pájeného spoje o pájený povrch očistit (pilník, škrabky, drátěný kartáč) o pozinkované plechy očistit mořením (spoj potřít zředěnou kyselinou solnou) o pájené spoje přitisknout k sobě kleštěmi, svěrkami, ve svěráku (čím menší spára, tím větší pevnost) Nanesení tavidla na pájený spoj o na pájený spoj nanést tavidlo (pájecí pasta, kalafuna, pájecí voda, borax) o součást nahřát na tavicí teplotu pájky (udržovat po celou dobu pájení) Pájení o nanést potřebné množství pájky pájka kapilárním účinkem zatéká mezi těsně spojené součásti dochází ke slévání kovů - pájka vniká do povrchové vrstvy pájeného materiálu pájka difunduje Očištění pájeného spoje o povrch součásti očistit od zbytků tavidel a čisticích prostředků PRI-T-Z2-02F Pájení 3 / 6

4 2 TAVIDLA Nekovové látky, které odstraňují oxidy z pájeného povrchu a které mají zamezit jejich nové tvorbě. Poznámka : Každý kov je potažený vrstvou oxidu, který zamezuje spojení pájkou. I když je odstraněn, zahříváním se okamžitě tvoří nová vrstva. Důležité : Pájka může difundovat do základního materiálu pouze v případě odstranění vrstvy oxidů. Tavidlo musí mít účinnost jak pod pracovní teplotou pájení (asi 50 C), tak i nad touto teplotou. Způsob nanášení tavidla na pájené místo formou : kapaliny, pasty, prášku. 2.1 ROZDĚLENÍ TAVIDEL PODLE POUŽITÍ PRO PÁJENÍ TĚŽKÝCH KOVŮ NAMĚKKO : Pájecí voda (chlorid zinečnatý) o pracovní teplota C, o korodující, o použití na silně zoxidované těžké kovy (ocel, měď, slitiny mědi a cínu), o zbytky omýt teplou vodou. Pájecí pasta (olej, směs zinkochloridu a chloridu amonného s org. tuky) o pracovní teplota C, o nanáší se ve formě pasty nebo kapaliny, o zbytky tavidla omýt ředidlem. Kalafuna (organické pryskyřice) o pracovní teplota C, o nanáší se jako prášek nebo v jádru pájecího drátu, o nekoroduje, o není nutno odstraňovat zbytky tavidla. PRO PÁJENÍ TĚŽKÝCH KOVŮ NATVRDO : F-SH1 sloučenina bóru a fluoridů o pracovní teplota C, o použití pro stříbrné pájky u pracovních teplot přes 600 C. F-SH2 (BORAX) - sloučenina bóru o velmi účinně rozpouští oxidy, o pracovní (účinná) teplota C, O použití u pracovních teplot přes 800 C pro tvrdé pájky ze slitin Cu a Zn, o POZOR JEDOVATÝ! PRI-T-Z2-02F Pájení 4 / 6

5 3 PÁJKY Jedná se o přídavný materiál odlišného chemického složení, používaný pro vytvoření pájeného spoje. Používány převážně slitiny kovů : MĚKKÉ PÁJKY - olovo, cín, zinek TVRDÉ PÁJKY - mosaz, bronz VYSOKOTEPLOTNÍ PÁJKY - slitiny stříbra Důležité : Bod tavení pájky musí být zásadně pod bodem tavení součástí, které mají být pájením spojeny. 3.1 TVARY PÁJEK Tyče, dráty, fólie, pásy, vlákna, pájecí prášek, pájecí pasty 3.2 ROZDĚLENÍ PÁJEK MĚKKÉ PÁJKY (pro těžké a lehké kovy) slitiny z kovů : cín (Sn), olovo (Pb), antimon (Sb), měď (Cu), stříbro (Ag), zinek (Zn), kadmium (Cd) normalizovány podle ČSN (DIN 1707) teplota tavení je pod 500 C Příklady měkkých pájek a jejich značení : měkké pájky z olova a cínu (skupina A) o použití pro klempířské a karosářské práce o L-PbSn 20 Sb (pájka s 20 % obsahem cínu) měkké pájky z cínu a olova (skupina B) o použití pro elektrické pájené spoje o L-Sn 60 PbCu (pájka s 60 % obsahem cínu) speciální měkké pájky (skupina C) o použití v jemné mechanice, chladírenské a tepelné technice o L-SnAg 5 (pájka s 5 % obsahem stříbra) měkké pájky pro hliníkové materiály (skupina D) o L-CdZn 20 TVRDÉ PÁJKY slitiny z kovů : měď (Cu), cín (Sn), Stříbro (Ag), zinek (Zn), kadmium (Cd), fosfor (p) normalizovány podle ČSN oblast tavení začíná mezi 550 C a 960 C a kon čí mezi 600 C a 970 C PRI-T-Z2-02F Pájení 5 / 6

6 Příklady tvrdých pájek a jejich značení : Měděné pájky o použití pro materiály z oceli a niklu, včetně jejich slitin o pracovní teploty se pohybují mezi 710 C až 1100 C o L-CuZn 46 Pájky s obsahem stříbra (menší než 20 %) o použití pro materiály citlivé na teplo (např. měď) o pracovní teplota mezi 710 C až 860 C o L-Ag 12 Pájky s obsahem stříbra (minimálně 20 %) o použití přednostně k připájení slinutých karbidů o pracovní teplota 610 C až 960 C o L-Ag 83 KONTROLNÍ OTÁZKY : 1. Vysvětlete pojmy pájení, tavidlo, pájka. 2. Proveďte rozdělení podle a) velikosti pracovní teploty b) metody pájení. 3. Uveďte předpoklady dobrého pájení. 4. Uveďte příklady a) měkkých pájek b) tvrdých pájek, včetně účelu použití. 5. K čemu slouží tavidla? 6. Uveďte příklady tavidel a) pro měkké pájení b) tvrdé pájení. 7. Vysvětlete proč musí být pájené součásti před pájením přitisknuty k sobě? 8. Vysvětlete postup při pájení. 9. Vyjmenujte způsob ohřevu pájených ploch a) měkké pájení b) tvrdé pájení. 10. Vyjmenujte způsoby přivádění pájky do pájeného místa. PRI-T-Z2-02F Pájení 6 / 6