Паяные соединения — швы должны отвечать ряду требований. Шов должен быть прежде всего прочным. Механическая прочность мест спая имеет большое значение. Шов должен быть также плотным — обеспечивать герметичность соединения.

Электропроводность в местах спая токопроводящих деталей не должна понижаться.

Чтобы добиться высокого качества соединения, очень важно правильно выбрать припой.

При выборе припоя необходимо учитывать:

а) род металла, подвергаемого пайке;

б) необходимую прочность и плотность шва, определяемую условиями работы изделия;

в) конструктивные требования;

г) возможность проведения термической обработки деталей, имеющих паяные соединения, при температуре ниже точки плавления припоя.

Способ изготовления детали, способ соединения отдельных элементов в заготовку оказывает существенное влияние на конструктивные формы детали.

Конструкции деталей, которые предназначены для соединения методом пайки, должны отличаться от конструкций аналогичных деталей, рассчитанных на соединение сваркой, клепкой и т.п.

При конструировании паяных соединений нужно помнить, что прочность шва непосредственно зависит от площади спая и взаимной подгонки соединяемых деталей (зазоры под пайку), поэтому швы при соединении внахлестку значительно прочнее, чем при соединении встык.

Пайку встык применяют для самых различных случаев. Приведем несколько примеров. Пайкой встык пользуются для соединения концов тонкой медной проволоки (фиг.1), которую имеется в виду впоследствии для изоляции обертывать или же покрывать слоем лака. Так же спаивается проволока, которая подвергается протяжке на меньшие диаметры.

Фиг.1 Пайка встык медной проволоки.

Пайку встык применяют для спайки тонкого листа с усиливающей его деталью, имеющей внутреннюю нарезку (фиг.2).

Фиг.2 Напайка на лист для усиления резьбы.

Точно так же встык спаивают детали, изготовление которых из целого куска металла невозможно или почему-либо неудобно. Так соединяют, например, резьбовую втулку с отверстием другой детали (фиг.3).

Фиг.3. Пайка резьбовой втулки.

Очень часто пайка встык применяется для соединения труб и угольников (фиг.4). Пайка в данном случае представляет собой простой способ соединения при неточных и грубых работах. При пайке точных соединений часто требуется специальное приспособление или же после пайки необходимо производить механическую обработку и зачистку с рихтовкой в местах пайки.

Фиг.4. Пайка угольников и труб.

а — пайка угольников; б и в — пайка труб.

При пайке к трубе 2 (фиг.5) патрубков раньше применялось соединение, показанное на фиг.4, в. Отверстие в трубе было расточено по 3-му классу точности. После пайки получались большие коробления, несоосность патрубков; деталь часто попадала в брак. Было разработано другое соединение патрубков, показанное на фиг.5. Отверстия в трубе были изготовлены с припуском под дальнейшую механическую обработку после пайки.

Фиг.5. Пайка трубы с технологическим отверстием для патрубков.

1 — патрубки; 2 — труба.

Базовые отверстия под патрубки были расточены до половины трубы, как показано на фигуре. Во время пайки патрубки заранее устанавливались в правильное положение по оси трубы.

Припой проходил все места соединения и щели не оставалось. После пайки технологический торец, выходящий внутрь трубы, фрезеровался до внутренней стенки трубы и затем растачивался до необходимого размера. Такая конструкция соединения себя оправдала и может быть рекомендована при спайке труб и патрубков, к которым применяются повышенные требования.

Образование шва пайкой встык применяется при изготовлении труб или колец, сгибаемых из листового материала. Такие кольца делаются обычно из листовой латуни толщиной примерно от 0,3 до 2 мм.

Пайкой встык пользуются также для соединения концов ленточных пил; чтобы избежать прожигания, части их нагревают раскаленными плитами.

На фиг.6 показана пайка скошенными краями. Такая пайка применяется для соединения листов толщиной более 1 мм (см. фиг.6, а).

Фиг.6. Пайка шва соединенными скошенными кромками.

По этому способу выполняют пайку больших медных резервуаров (фиг.6, б и в). Величина напуска для листов разной толщины определяется по следующей таблице:

Паяные швы внапуск (фиг.7) часто встречаются во многих изделиях при изготовлении тонкостенных сосудов, а именно — при соединении боковых стенок со вставными днищами. Толщина цилиндрической стенки берется больше толщины дна и крышки для того, чтобы изделие меньше коробилось при пайке.

При пайке деталей разных форм стремятся не приставлять одну деталь к другой в упор или встык, а выполняют конструкцию так, чтобы одна деталь входила в другую на некоторую глубину. Это называется впаиванием. Впаивание позволяет разгрузить место пайки и облегчает правильное взаимное расположение соединяемых деталей при пайке.

Фиг.7. Пайка цилиндров, у которых швы внапуск.

При пайке деталей разных форм стремятся не приставлять одну деталь к другой в упор или встык, а выполняют конструкцию так, чтобы одна деталь входила в другую на некоторую глубину. Это называется впаиванием. Впаивание позволяет разгрузить место пайки и облегчает правильное взаимное расположение соединяемых деталей при пайке.

На фиг. 8 показана пайка труб с фланцами. На фиг. 8 а фланец состоит из шайбы, толщина которой больше толщины стенки трубы (для того чтобы во время пайки внутри не было кольцевых короблений и утяжек). Если отверстие трубы изготовляется по 3-му или 4-му классу точности и должно иметь правильную геометрическую форму, то расточку следует производить после пайки.

На фиг. 8 б фланец выдавлен из тонкого листового материала с более широкой плоскостью опоры.

Фиг. 8. Положение фланцев на трубах при пайке.

Соединение пайкой труб со втулками (фиг. 9) с заранее нарезанной резьбой и расточенным отверстием рекомендуется производить, если не требуется большой точности в сопряжении осевых линий, если же требуется получить точность до 4-го класса (а иногда и до 5-го), то нарезание резьбы рекомендуется производить после пайки.

Фиг. 9. Соединение пайкой труб с резьбовыми втулками.

Соединение пайкой труб с трубами рекомендуется производить, как указано на фиг. 10. Из этих комбинаций можно составить различные соединения труб. Если нужно выдержать совпадение центровых линий, то необходимо оставлять припуски на расточку и на обточку их диаметров после пайки.

Фиг. 10. Виды возможных соединений труб пайкой.

При изготовлении установочного винта из двух частей при плотной посадке шайбы на винт необходимо предусматривать в шайбе канавки шириной 0,2 мм и глубиной 0,3 мм (фиг. 11) для подведения припоя по всей плоскости канавки, особенно в случае, когда шайба окончательно обрабатывается после пайки.

Фиг. 11. Технологические канавки для пайки соединения без зазоров.

Нужно стремиться при изготовлении отдельных элементов паяных заготовок не допускать копирования сварочных соединений, так как эти два вида соединения деталей совершенно различны, что будет видно из дальнейшего.

Конструирование соединений с учетом технологии пайки позволяет получать высокую прочность этих соединений и экономически выгодно.

На фиг. 12 и 13, заимствованных нами из работы В.Б. Гокуна, приведены примеры заклепочных и сварных соединений.

Фиг. 12. Виды заклепочных соединений.

Фиг. 13. Виды сварных соединений.

Конструкции паяных соединений таких же деталей показаны на фиг. 14.

Фиг. 14. Виды паяных соединений.

В то время как предварительная механическая обработка кромок свариваемых элементов заготовки является неизбежной (фиг. 15 а), для паяных соединений (см. фиг. 15 б) обработки фасок не требуется.

Фиг. 15. Конструкция аналогичного соединения для сварки и пайки.

а — обработка кромок заготовки до сварки; б — для пайки конструкция должна быть без кромок.

Для сварки цилиндрических деталей производят разделку кромок, как показано на фиг. 16 а. Для пайки же необходима совершенно другая конструкция присоединения дна (фиг. 16 б). Диаметр D берется в размер, если это не требует особой точности изготовления, или же предварительно обработанный цилиндр берется с припуском для окончательной обработки после пайки, а диаметр дна Da берется больше диаметра самой заготовки еще на 1—6 мм так, чтобы кромки дна выступали на 0,5—3 мм на сторону. Это дает возможность производить пайку при вертикальном положении цилиндра. Такое положение удобно для пайки.

Фиг. 16. Конструкция аналогичного соединения для сварки и пайки.

а — обработка кромок заготовки до сварки; б — для пайки дна необходим припуск.

Автор: А.И. Родин

Читайте еще:

• Припои и флюсы
• Подготовка к пайке
• Применение приспособлений и оправок
• Общие требования к конструкции паяных деталей