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 50 - 200 °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 20 - 100 °C vyšš í, než teplota úplného roztavení pájky (likvidus). PRI-T-Z2-02F Pájení
1 / 6
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 • pájení ponorem v pájecí lázni
PRI-T-Z2-02F Pájení
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, pájené části ponořeny do lázně s tekutou pájkou, zahřejí se, pájka zaplní a utěsní spáry
2 / 6
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
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 140 – 450 °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 200 – 400 °C, o nanáší se ve formě pasty nebo kapaliny, o zbytky tavidla omýt ředidlem. • Kalafuna (organické pryskyřice) o pracovní teplota 200 – 400 °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 550 – 800 °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 750 - 1100 °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
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 055 600 (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 055650 • 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
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. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10.
Vysvětlete pojmy pájení, tavidlo, pájka. Proveďte rozdělení podle a) velikosti pracovní teploty b) metody pájení. Uveďte předpoklady dobrého pájení. Uveďte příklady a) měkkých pájek b) tvrdých pájek, včetně účelu použití. K čemu slouží tavidla ? Uveďte příklady tavidel a) pro měkké pájení b) tvrdé pájení. Vysvětlete proč musí být pájené součásti před pájením přitisknuty k sobě ? Vysvětlete postup při pájení. Vyjmenujte způsob ohřevu pájených ploch a) měkké pájení b) tvrdé pájení. Vyjmenujte způsoby přivádění pájky do pájeného místa.
PRI-T-Z2-02F Pájení
6 / 6
