1. Pájecí materiál
(1)Pájení uhlíkové oceli a nízkolegované oceli zahrnuje měkké a tvrdé pájení. Široce používanou pájkou při měkkém pájení je cínovo-olovnatá pájka. Smáčivost této pájky ocelí se zvyšuje se zvyšujícím se obsahem cínu, proto by se pro utěsnění spojů měla používat pájka s vysokým obsahem cínu. Na rozhraní mezi cínem a ocelí v cínovo-olovnaté pájce se může vrstva intermetalické sloučeniny Fesn2 vytvořit. Aby se zabránilo tvorbě sloučeniny v této vrstvě, je třeba řádně kontrolovat teplotu pájení a dobu výdrže. Smyková pevnost spojů uhlíkové oceli pájených několika typickými cínovo-olovnatými pájkami je uvedena v tabulce 1. Z nich je pevnost spoje pájeného s 50% hmotn. (SN) nejvyšší a pevnost spoje svařeného pájkou bez antimonu je vyšší než u pájky s antimonem.
Tabulka 1 Smyková pevnost spojů uhlíkové oceli pájených cíno-olovnatou pájkou
Při pájení uhlíkové a nízkolegované oceli se jako přídavné kovy používají především čistá měď, měď-zinek a stříbro-měď-zinek. Čistá měď má vysoký bod tání a během pájení snadno oxiduje základní kov. Používá se hlavně pro pájení v ochranné atmosféře plynu a ve vakuu. Je však třeba poznamenat, že mezera mezi pájenými spoji by měla být menší než 0,05 mm, aby se předešlo problému s nemožností vyplnění mezery ve spoji kvůli dobré tekutosti mědi. Spoje uhlíkové a nízkolegované oceli pájené čistou mědí mají vysokou pevnost. Obecně je pevnost ve smyku 150 ~ 215 MPa, zatímco pevnost v tahu se pohybuje mezi 170 ~ 340 MPa.
Ve srovnání s čistou mědí se bod tání měděno-zinkové pájky snižuje v důsledku přidání Zn. Aby se zabránilo odpařování Zn během pájení, lze do měděno-zinkové pájky přidat malé množství Si; na druhé straně je nutné použít metody rychlého ohřevu, jako je pájení plamenem, indukční pájení a pájení ponorem. Spoje uhlíkové a nízkolegované oceli pájené přídavným kovem měď-zinek mají dobrou pevnost a plasticitu. Například pevnost v tahu a smyková pevnost spojů uhlíkové oceli pájených pájkou b-cu62zn dosahují 420 MPa a 290 MPa. Bod tání stříbrno-měděné pájky ve stanici je nižší než u měděno-zinkové pájky, což je vhodné pro jehlové svařování. Tento přídavný kov je vhodný pro pájení plamenem, indukční pájení a pájení v peci uhlíkové a nízkolegované oceli, ale obsah Zn by měl být během pájení v peci co nejvíce snížen a rychlost ohřevu by měla být zvýšena. Pájením uhlíkové a nízkolegované oceli přídavným kovem stříbro-měď-zinek lze dosáhnout spojů s dobrou pevností a plasticitou. Konkrétní údaje jsou uvedeny v tabulce 2.
Tabulka 2 pevnost spojů nízkouhlíkové oceli pájených stříbro-mědězinkovou pájkou
(2) Tavidlo: Pro pájení uhlíkové a nízkolegované oceli se používá tavidlo nebo ochranný plyn. Tavidlo je obvykle určeno zvoleným přídavným materiálem a metodou pájení. Při použití cínově-olovnaté pájky lze jako tavidlo nebo jiné speciální tavidlo použít směs chloridu zinečnatého a chloridu amonného. Zbytky tohoto tavidla jsou obecně vysoce korozivní a spoj by měl být po pájení důkladně vyčištěn.
Při pájení s přídavným kovem měď-zinek se zvolí tavidlo fb301 nebo fb302, tj. borax nebo směs boraxu a kyseliny borité. Při pájení plamenem lze jako tavidlo použít také směs methylborátu a kyseliny mravenčí, kde páry B2O3 hrají roli odstraňovače filmu.
Pokud se jako přídavný kov pro pájení na bázi stříbra, mědi a zinku, lze zvolit tavidla fb102, fb103 a fb104, což je směs boraxu, kyseliny borité a některých fluoridů. Zbytky tohoto tavidla jsou do určité míry korozivní a měly by být po pájení odstraněny.
2. Technologie pájení
Svařovaný povrch musí být očištěn mechanickými nebo chemickými metodami, aby se zajistilo úplné odstranění oxidového filmu a organických látek. Očištěný povrch nesmí být příliš drsný a nesmí na něm ulpět kovové třísky ani jiné nečistoty.
Uhlíkovou ocel a nízkolegovanou ocel lze pájet různými běžnými metodami pájení. Při pájení plamenem by se měl používat neutrální nebo mírně redukční plamen. Během provozu je třeba se co nejvíce vyhnout přímému ohřevu přídavného materiálu a tavidla plamenem. Pro pájení kalené a popouštěné oceli jsou velmi vhodné metody rychlého ohřevu, jako je indukční pájení a ponorné pájení. Zároveň by se mělo volit kalení nebo pájení při teplotě nižší než popouštění, aby se zabránilo změknutí základního kovu. Při pájení nízkolegované vysokopevnostní oceli v ochranné atmosféře je vyžadována nejen vysoká čistota plynu, ale také plynové tavidlo, aby se zajistilo smáčení a rozprostření přídavného materiálu na povrchu základního kovu.
Zbytkové tavidlo lze odstranit chemickými nebo mechanickými metodami. Zbytky organického pájecího tavidla lze otřít nebo vyčistit benzínem, alkoholem, acetonem a jinými organickými rozpouštědly. Zbytky silných korozivních tavidlů, jako je chlorid zinečnatý a chlorid amonný, je třeba nejprve neutralizovat ve vodném roztoku NaOH a poté vyčistit horkou a studenou vodou. Zbytky kyseliny borité a tavidla s kyselinou boritou se obtížně odstraňují a lze je odstranit pouze mechanickými metodami nebo dlouhodobým ponořením do stoupající vody.
Čas zveřejnění: 13. června 2022