Klasifikácia spájkovačiek, technické charakteristiky a odporúčania pre výber
Pri výbere spájky by ste sa mali riadiť nasledujúcimi zásadami:
1) teplota tavenia spájkovaných častí musí byť vyššia ako teplota tavenia spájky,
2) musí byť zabezpečená dobrá zmáčavosť základného materiálu,
3) hodnoty koeficientov tepelnej rozťažnosti základného materiálu a spájky by mali byť tiež blízke,
4) najnižšia toxicita spájky,
5) spájka by nemala narúšať mechanické vlastnosti základného materiálu a vytvárať s ním galvanický pár, čo vedie k intenzívnej korózii počas prevádzky,
6) vlastnosti spájky musia spĺňať technické a prevádzkové požiadavky na konštrukciu ako celok (pevnosť, elektrická vodivosť, odolnosť proti korózii, mrazuvzdornosť atď.),
7) spájky s obmedzeným intervalom kryštalizácie vyžadujú kvalitnú prípravu povrchu na spájkovanie a zabezpečujú presnú kapilárnu medzeru, pri veľkých medzerách je lepšie použiť kompozitné spájky,
8) samozavlažovacie spájky, bez zinku a iných kovov s vysokým tlakom pár, sú najvhodnejšie na vákuové spájkovanie a spájkovanie v prostredí ochranného plynu,
9) na spájkovanie nekovových častí sa používajú spájky s prísadami prvkov s najvyššou chemickou afinitou (na keramiku a sklo - so zirkónom, hafniom, indiom, titánom).
Spájky sú klasifikované podľa niekoľkých kritérií:
1. Podľa teploty topenia:
a) nízkoteplotné (Tm do 450 stupňov, na báze gália, india, cínu, bizmutu, zinku, olova a kadmia): najmä ľahké tavenie (Tm do 145 stupňov), nízke tavenie (Tm = 145 .. 450 stupňov );
b) vysoká teplota (Tm viac ako 450 stupňov, na báze medi, hliníka, niklu, striebra, železa, kobaltu, titánu): stredná teplota topenia (Tm = 450 ... 1100 stupňov), vysoká teplota topenia (Tm = 1100 ... 1850 stupňov. ), Žiaruvzdorné (Tm viac ako 1850 stupňov.).
2. Podľa druhu tavenia: plne a čiastočne taviace (kompozitné, z pevného plniva a nízkotaviteľné časti).
3. Podľa spôsobu získavania spájky - hotovej a vytvorenej v procese spájkovania (kontaktne reaktívne spájkovanie). Pri kontaktnom reaktívnom spájkovaní sa spájka vyrába roztavením základného kovu, dištančných vložiek (fólie), povlakov alebo vytlačením kovu z taviva.
4. Podľa hlavného chemického prvku v zložení spájky (obsah nad 50%): indium, gálium, cín, horčík, zinok, hliník, meď, striebro, zlato, nikel, kobalt, železo, mangán, paládium, titán, niób, zirkónium, vanád, zmiešané spájky dvoch prvkov.
5. Spôsobom tvorby toku: taviace a samotečúce s obsahom lítia, bóru, draslíka, kremíka, sodíka. Flux sa používa na odstránenie oxidov a ochranu hrán pred oxidáciou.
6.Technológia výroby spájky: lisovaná, ťahaná, razená, valcovaná, liata, spekaná, amorfná, strúhaná.
7. Podľa typu spájky: pásik, drôt, rúrka, pásik, plech, kompozit, prášok, pasta, tableta, vložená.
Spomedzi nízkoteplotných spájok sú najbežnejšie olovené spájky na cín (Tm = 183 stupňov s obsahom cínu 60 %) Obsah cínu sa môže meniť v rozmedzí 30 ... 60 %, Tm = 145 ... 400 stupňov. S vyšším obsahom tohto prvku klesá teplota tavenia a zvyšuje sa tekutosť zliatin.
Pretože zliatina cínu a olova je náchylná na rozpad a neinteraguje dobre s kovmi počas spájkovania, do zloženia týchto spájok sa zavádzajú legujúce prísady zinku, hliníka, striebra, kadmia, antimónu, medi.
Zlúčeniny kadmia zlepšujú vlastnosti spájok, ale majú zvýšenú toxicitu. Spájky s vysokým obsahom zinku sa používajú na spájkovanie neželezných kovov - medi, hliníka, mosadze a zliatin zinku. Cínové spájky sú tepelne odolné až do teploty asi 100 stupňov, olovo - až do 200 stupňov. Olovo tiež rýchlo koroduje v tropickom podnebí.
Spájky s najnižšou teplotou sú formulácie obsahujúce gálium (Tm = 29 °). Cín-gálium spájka má Tm = 20 stupňov.
Bizmutové spájky majú Tm = 46 … 167 stupňov. Takéto spájky počas tuhnutia zväčšujú svoj objem.
Teplota topenia india je 155 stupňov. Indium spájky Používajú sa pri spájkovaní materiálov s rôznymi teplotnými koeficientmi rozťažnosti (napríklad nehrdzavejúca oceľ s kremenným sklom), pretože má vlastnosť vysokej plasticity.Indium má odolnosť proti oxidácii, odolnosť proti alkalickej korózii, dobrú elektrickú a tepelnú vodivosť a zmáčavosť.
Spomedzi vysokoteplotných spájok sú najtaviteľné zlúčeniny na báze medi... Medené spájky sa používajú pri spájkovaní ocele a liatiny, niklu a jeho zliatin, ako aj pri vákuovom spájkovaní. Medeno-fosforové spájky (obsah fosforu do 7%) sa používajú na spájkovanie medi ako alternatíva k strieborným spájkam.
Majú vyššiu plasticitu medených spájok s prísadami striebra a mangánu... Pre zlepšenie mechanických vlastností sa zavádzajú prísady niklu, zinku, kobaltu, železa, alkalických kovov, bóru a kremíka.
Meď-zinkové spájky žiaruvzdornejšie (Tm viac ako 900 stupňov. S množstvom zinku až 39%), používané na spájkovanie uhlíkových ocelí a rôznych materiálov. Strata zinku vo forme vyparovania mení vlastnosti spájky a je zdraviu škodlivá, rovnako ako výpary kadmia. Na zníženie tohto efektu sa do spájky zavádza kremík.
Medenoniklové spájky vhodné na spájkovanie dielov z nehrdzavejúcich ocelí. Niklová zložka zvyšuje Tm. Na jeho zníženie sa do spájky zavádza kremík, bór a mangán.
Strieborné spájky sa vyrábajú vo forme systému «meď-striebro» (Tm = 600 ... 860 stupňov). Strieborné spájky obsahujú prísady, ktoré znižujú Tm (cín, kadmium, zinok) a zvyšujú pevnosť spoja (mangán a nikel). Strieborné spájky sú univerzálne a používajú sa na spájkovanie kovov a nekovov.
Pri spájkovaní žiaruvzdorných ocelí používajte spájky na nikel zo systému "nikel-mangán"... Takéto spájky obsahujú okrem mangánu ďalšie prísady zvyšujúce tepelnú odolnosť: zirkónium, niób, hafnium, volfrám, kobalt, vanád, kremík a bór.
Spájkovanie hliníka sa vykonáva hliníkovými spájkami s prídavkom medi, zinku, striebra a kremíka so znížením Tm. Posledný prvok tvorí s hliníkom systém najviac odolný voči korózii.
Spájkovanie žiaruvzdorných kovov (molybdén, niób, tantal, vanád) sa vykonáva čistými alebo kompozitnými vysokoteplotnými spájkami na báze zirkónu, titánu a vanádu. Volfrámové spájkovanie vyrobené z komplexných spájok systémov "titán-vanád-niób", "titán-zirkón-niób" atď.
Vlastnosti spájok a ich chemické zloženie sú uvedené v tabuľkách 1-6.
Tabuľka 1. Spájky s veľmi nízkou teplotou topenia
Tabuľka 2. Vlastnosti niektorých nízkoteplotných zliatin
Tabuľka 3. Vlastnosti cínových spájok s prídavkom striebra / medi
Tabuľka 4 (časť 1) Vlastnosti spájok pre cín a olovo
Tabuľka 5. Vlastnosti spájok na báze india, olova alebo cínu s prísadami striebra
Bezolovnaté technológie spájkovania: SAC spájky a vodivé lepidlá