Pájené spoje Pájené spoje patří mezi nerozebíratelné spojení strojních součástí. Jde o spojení kovů pomocí pájky s nižší teplotou tavení, než je teplota tavení spojovaných kovů.
Princip pájení: Základem je difuze – vzájemné vnikání rozpuštěné pájky do základního kovu základního kovu do pájky. Potřebné množství tekuté pájky zateče mezi těsně spojené součásti, kam je nasávána kapilárním účinkem. Na rozhraní mezi pájkou a součástí vniká tekutá pájka do základního kovu, obtéká povrch krystalů a rozpouští je. Výsledkem difuze je slitina základního kovu v pájce, která vytvoří úzký šev, jenž způsobí, že pevnost spoje je 1,5 krát vyšší než pevnost použité pájky.
Druhy pájení: Pájení na měkko s tavidlem – měkké pájky jsou slitiny cínu, olova a antimonu, mají teplotu tavení pod 450°C, používá se ke spojování měkkých i tvrdých ocelí pozinkovaných i pocínovaných ocelových
plechů, hliníku, slitin mědi atd. Dodávají se v tyčích, drátech, pásech fólií, v prášcích nebo pastách. Jako tavidla - to jsou nekovové látky, které odstraňují oxidy z pájeného povrchu a zamezují jejich nové tvorbě a dále se užívají k chemickému očištění spojovaných kovů a hrotů páječek od nečistot. Používají se: - chlorid amonný (salmiak) - kyselina chlorovodíková - (solná) - chlorid zinečnatý (pájecí voda) - kalafuna - pájecí pasta Měkké pájky se používají hlavně v elektrotechnice a u spojů vyžadující těsnost.
Pájení na tvrdo s tavidlem, v ochranném plynu nebo ve vakuu pracovní teplota je nad 450°C. Pájí se tvrdou pájkou, roztavenou plamenem. Pájet je možno součásti ze stejných nebo různých materiálů, zahřátých na pájecí teplotu. Základní materiál se při pájení na tvrdo nesmí tavit, proto tvrdé pájky musí mít: teplotu tavení nižší než základní materiál, dobré mechanické vlastnosti, musí dobře smáčet pájené plochy a musí k nim vždy dobře přilnout. Mají být tak tekuté, aby bylo možné pájet ve všech polohách. Používají se : - mosazné a stříbrné tvrdé pájky, které se dodávají v drátech, zrnech, litých tyčích, pásech a pruzích. Používají se na spoje přenášející silové zatížení. Potřebné teplo k nahřátí stykových ploch spojovaných částí a k roztavení pájky se získává místním ohřevem stykových ploch nebo ohřevem celých spojovaných částí. Místně lze pájené části ohřívat pájedlem nebo páječkou. Pokud je třeba ohřát celou součást, pak se to provádí v pecích, ponořením do roztavené pájky nebo plamenem.
Nástroje používané při pájení: -pájedla- jsou to měděné hroty vhodného tvaru a velikosti, uchycené v držáku, ohřívané v peci nebo jiném topném zařízení. Velikost a tvar měděného hrotu závisí na druhu práce pro níž je tvar určen. Čím je měděný hrot větší, tím více tepla akumuluje, takže se nemusí příliš zahřívat. Pro hrubší práce se používají větší hroty, pro jemné práce hroty menších rozměrů. -páječky- mají vlastní zdroj tepla trvale zabudovaný a) elektrické b)benzínové c) plynové
Provedení pájených spojů: Pro vytvoření pevného spoje, musí být styková plocha spojovaných částí co největší. Zvětšení stykové plochy lze dosáhnout pomocí stykové desky, zešikmením stykové plochy nebo pomocí vhodně tvarovaných součástí. Stykovou plochu lze zvětšit i vhodnou úpravou a přizpůsobením spojovaných částí.
Obrázek 1: Zvětšení stykové plochy pomocí stykové desky, zešikmením stykové plochy
Obrázek 2: Zvětšení stykové plochy pomocí vhodně tvarovaných součástí
Obrázek 3: Příklady provedení pájeného spoje dna nádrže
Výpočet pájených spojů : namáhaných na smyk 𝐹
𝐹
𝑆
𝑎∙𝑏
τS = ∙ k ≤ τ,PS =˃ τS =
∙ k ≤ τ,PS
τ,PS - pevnost pájky ve smyku ( MPa) k
- součinitel bezpečného spoje (k ˃ 1)
namáhaný na tah 𝐹
𝐹
𝑆
𝑏∙ℎ
σS = ∙ k ≤ σ,Pt =
∙ k ≤ σ,Pt
σ,Pt - pevnost pájky v tahu ( MPa) k
- součinitel bezpečného spoje (k ˃ 1)
Pro cínové pájky:
τ,PS = 20 – 40 MPa σ,Pt = 30 - 80 MPa
Obrázek 4: Příklady pájení
Otázky k opakování: 1. Mezi jaké spojení patří pájení 2. Vysvětlete princip pájení 3. Jaké druhy pájení znáte 4. Vyjmenujte měkké a tvrdé pájky 5. Co jsou tavidla 6. Vyjmenujte tavidla pro měkké a tvrdé pájení 7. Jak lze zvětšit stykové plochy 8. Uveď vztahy pro výpočet pevnosti pájených spojů 9. Načrtni příklady provedení pájených spojů
Použitá literatura: Klempířská technologie II., Ing. Květoslav Král, SOŠ automobilní a SOU automobilní Ústí nad Orlicí Strojnictví a strojní součásti, Karel Mičkal, Sobotáles Praha 1995
Autorem materiálu a všech jeho částí, není-li uvedeno jinak, je Ing. Iveta Konvičná Dostupné z Metodického portálu www.rvp.cz; ISSN 1802-4785, financovaného z ESF a státního rozpočtu ČR. Provozuje Národní ústav pro vzdělávání, školské poradenské zařízení a zařízení pro další vzdělávání pedagogických pracovníků (NÚV) .
