Технология. 6 класс. Авторский коллектив: Е. С. Глозман, Е. Н. Кулакова, Ю. Л. Хотунцев, О. А. Кожина, И. В. Воронин, В. В. Воронина, А. Е. Глозман
§ 19. Пайка металлов
Как вы считаете, в чём преимущество соединения металлических деталей пайкой перед склеиванием?
Процесс получения неразъёмного соединения материалов с помощью расплавленного припоя называется пайкой (паянием). При паянии происходит расплавление и взаимное проникновение основного материала и припоя, заполняющего зазор между соединяемыми частями изделия.
Паять можно многие конструкционные материалы — сталь, чугун, стекло, керамику, графит и другие, используя различные виды припоев и способы пайки.
Пайку выполняют ручным или электрическим паяльником, инфракрасными лучами, лазером, электрической дугой. Паяние широко используется в машиностроении и приборостроении, в радиоэлектронной и пищевой промышленности, в быту и на уроках технологии в школе.
Инструменты и оборудование для пайки. Основным инструментом, использующимся для пайки, является паяльник. В зависимости от способа нагрева паяльники различают: ручные, электрические — с постоянным нагревом (рис. 5.56) и беспроводные (рис. 5.57).
Ручные паяльники нагревают паяльной лампой, в кузнечных горнах, газовыми горелками или на газовых плитах (рис. 5.55). Их изготавливают из красной меди, так как этот металл обладает способностью легко принимать и отдавать тепло. Масса паяльников колеблется от 200 до 500 г.
Электрические паяльники включают в электрическую сеть, поэтому они имеют постоянный нагрев и предназначены для длительной работы. Они могут быть рассчитаны на разное напряжение: 220, 40, 36 и 12 В.
Беспроводные электропаяльники предназначены для работы в тех местах, где нет возможности подключиться к электрической сети. Аккумуляторный электропаяльник работают от трёх батареек типа «АА» мощностью 6 Вт. Его нагревательный элемент сделан из композиционного материала и может нагреваться до температуры 450 °C.
К вспомогательным инструментам и оборудованию для пайки относятся: тиски, подставки (кирпичи, кафельные плитки), вентиляционное оборудование, брезентовые рукавицы, плоскогубцы, круглогубцы, кусачки, слесарная линейка, пинцет, ручные тиски, напильники, металлические щётки, защитные очки.
Материалы для пайки. Припои — это металлы или сплавы, с помощью которых выполняют пайку. Различные припои обладают разной температурой плавления. По температуре плавления различают: мягкие припои, температура плавления которых не превышает 500 °C, твёрдые припои, температура плавления которых выше 500 °C.
Мягкие припои представляют собой сплав олова с цинком, их применяют во всех отраслях промышленности и в быту. Такие припои используют в тех случаях, когда нельзя нагреть металл до высоких температур или при невысоких требованиях к прочности соединения.
Твёрдые припои — это тугоплавкие сплавы на основе меди, серебра, цинка, никеля. Их используют для получения соединений высокой прочности.
Флюсы — это вещества, которые в процессе пайки предохраняют металл от окисления и создают условия для лучшего соединения деталей и удаления окислов. Если пайка производится мягкими припоями, то в качестве флюсов используют канифоль, водный раствор нашатыря.
В электронной и радиопромышленности в качестве флюса используют канифоль, так как она хорошо очищает от окислов латунь, медь и свинец. Кроме того, канифоль не вызывает коррозии паяного шва. Нашатырь используют в виде порошка или кусков. При пайке рекомендуется пользоваться не чистым нашатырём, а его водным раствором. Следует иметь в виду, что при нагревании нашатырь разлагается с выделением вредного для здоровья газа.
Организация рабочего места при пайке. Рабочее место при пайке должно быть оборудовано вытяжной вентиляцией. Для работы электрическим паяльником в школьных мастерских рабочее место оборудуется специальными розетками с напряжением 36 или 12 В, столешница покрывается изоляционным материалом — резиной или пластмассой.
Последовательность подготовки электрического паяльника и заготовки к работе (рис. 5.58—5.61)
Для выполнения качественной пайки необходимо:
— до блеска зачистить напильником рабочую часть паяльника (рис. 5.58);
— подключить паяльник к электросети и положить его на подставку (рис. 5.59);
— когда рабочая часть паяльника нагреется, на несколько секунд погрузить её во флюс (канифоль) (рис. 5.60);
— набрав несколько капель припоя (рис. 5.61), вести по канифоли до тех пор, пока рабочая часть наконечника не покроется тонким слоем припоя, т. е. облудится;
— очистить поверхность заготовки от грязи и следов коррозии до равномерного металлического блеска с помощью напильника или шлифовальной шкурки, промыть заготовку чистой водой и высушить.
Технология пайки. Перед началом пайки необходимо установить соединяемые детали в удобное для пайки положение и зафиксировать с помощью зажимных приспособлений и инструментов — слесарных или ручных тисков, струбцины, пинцета, плоскогубцев.
Место пайки равномерно нагревают электрическим паяльником до рабочей температуры (припой должен расплавляться быстро и легко). Важно правильно выбрать степень нагрева поверхности детали и паяльника. Сильно нагретый паяльник плохо удерживает припой. Если при пайке соединяемые поверхности были нагреты слабо, соединение будет ненадёжным.
При достижении рабочей температуры сначала плавится флюс, а затем припой. Когда весь флюс расплавится, предварительно нагретый припой наносят на зазор (место пайки). При соприкосновении припоя с нагретой заготовкой он плавится и проникает в зазор между соединяемыми деталями.
Зажимы, удерживающие детали, ослабляют только после того, как остынет припой. Изделие охлаждают на воздухе или погружая его в воду. По окончании пайки остатки флюса необходимо смыть чистой водой, чтобы они не вызывали коррозию металла.
Ошибки при пайке
1. Заготовки в местах соединения пайкой плохо очищены и не обезжирены. Такие соединения будут непрочными. Места соединений нужно очистить и обезжирить ещё раз.
2. Паяльник плохо подготовлен к работе. Необходимо повторить зачистку рабочего стержня напильником и облудить жало паяльника.
3. Паяльник перегрет, вследствие чего на нём образовалась окалина, к которой олово не пристаёт. Паяльник необходимо заново обработать напильником и облудить жало.
Правила безопасной работы с электропаяльником
1. Работать следует исправными и хорошо подготовленными инструментами.
2. Перед началом работы необходимо убедиться в соответствии напряжения в сети рабочему напряжению электрического паяльника и в целостности изоляции проводов.
3. Необходимо следить, чтобы паяльник по окончании работы был отключён от сети и находился на специальной подставке.
4. Пайку нужно выполнять на рабочем месте, оборудованном вытяжной вентиляцией.
5. Следует осторожно обращаться с нагретыми паяльником и деталями.
Практическая работа № 23
«Учебная пайка медных одножильных проводов»
Цель работы: освоить технику пайки одножильных медных проводов.
Оборудование и материалы: слесарный верстак, заготовки проводов, слесарные тиски, разметочные инструменты, напильники, пинцет, монтажный нож, электрические паяльники на 12 или 36 В, керамическая плитка, припой, канифоль.
Порядок выполнения работы
Задание 1
Подготовьте электрический паяльник к работе, используя рисунки 5.58—5.61.
Задание 2
Выполните пайку одножильных медных проводов.
1. Зачистите концы сращиваемых проводов на длину 15 мм (рис. 5.62).
2. Нагретым паяльником прогрейте зачищенный участок провода, после чего погрузите его в канифоль.
3. C помощью припоя паяльником выполните лужение подготовленного участка провода. Лужение выполняйте равномерными движениями. Припой должен минимально покрыть провод. При появлении излишка припоя удалите его паяльником. Таким же образом подготовьте второй провод.
4. Подготовленные провода соедините между собой и выполните пайку (рис. 5.63). При выполнении пайки один провод удерживайте плоскогубцами. Второй провод закрепите (прижмите) неподвижно. Пайку выполняйте на кафельной плитке.
5. Деталь охладите погружением в воду или подождите, пока она не остынет. По окончании пайки остатки флюса необходимо смыть водой, так как они могут вызвать коррозию металла.
6. Вместе с учителем проверьте качество пайки. Приведите в порядок рабочее место.
Основные понятия и термины:
пайка, припой, флюсы, канифоль, ручной паяльник, электрический паяльник, беспроводной паяльник, техника пайки.
Вопросы и задания:
1. Назовите конструкционные материалы, которые можно паять.
2. Перечислите основные операции по подготовке деталей и инструментов к пайке.
Задание
Найдите в Интернете различные фигурки, изготовленные из медной проволоки, детали которых соединены пайкой. Выберите 2—3 самые интересные фигурки. Обсудите с учителем возможность изготовления их на уроках технологии.
Идеи творческих проектов
Идея 1. Шаблоны из тонколистового металла для выжигания.
Идея 2. Комплект инструментов для работы и ухода за комнатными растениями.
Идея 3. Фиксаторы для столярных молотков (см. рис. 5.41).
