Чем пайка лучше сварки

Отличия пайки от сварки

Многие путают думая, что пайка и сварка металлов это одно и то же. Однако они сильно заблуждаются, ведь основное отличие пайки от сварки в том, что при пайке металл не расплавляется.

Технология пайки кардинально отличается от сварки в виду особенностей и специфики применяемого оборудования. Для сварки металлов применяется куда более сложное оборудование, чем для пайки.

Однако это еще ничего не значит, и порой выпаять микросхему или перепаять зарядное гнездо в телефоне гораздо сложнее, чем сварить забор из профильной трубы. В чем особенности и отличия пайки от сварки? Какое оборудование применяется для этих двух технологических процессов?

В чем отличия пайки от сварки

Как было сказано выше, основное отличие пайки от сварки в том, что при пайке металлы не расплавляются. Их соединение происходит по-другому, с помощью припоя. О том, что такое припой и для чего он нужен, вы можете узнать в другой статье сайта svarkapajka.ru.

При сварке же происходит расплавление металлов и их соединение друг с другом на молекулярном уровне. Это делает соединение более надежным, крепким и долговечным, хотя и меняет структуру металла в целом.

Поэтому можно сказать так: пайка даёт возможность соединять мелкие детали без какого-либо вреда. При этом прочность соединения во многом зависит от припоя, а также способа соединения спаиваемых элементов. Для сварки используются инверторы и газовое оборудование, для пайки — паяльные станции, горелки и паяльники.

Где применяется пайка, а где сварка металлов

Пайка занимает второе место по популярности соединения металлов после сварки. Она нашла широкую востребованность во многих областях, а в некоторых, и вовсе, пайка занимает лидирующую позицию.

Например, невозможно представить сегодня IT-промышленность без пайки. Здесь пайка широко применяется для соединения электросхем и радиодеталей. Без неё не получится спаять медные трубы на отопление и водоснабжение. Широко пайка применяется и при кузовном ремонте.

Сварка же металлов в основном востребована в строительной сфере, однако не меньшую популярность в последнее время она завоевала и в быту. В основном применяется она для соединения черных металлов, а также там, где нужно собирать большие металлоконструкции.

Виды пайки

В техническом плане очень сложно определить классификацию пайки из-за немалого количества параметров. Пайка подразделяется не только по способу заполнения зазоров припоем, но и по типу кристаллизации шва, методу удаления оксидной пленки, а также по многим другим параметрам.

Поэтому основная классификация пайки характеризуется температурой плавления припоя. По данному параметру существующие виды пайки можно классифицировать следующим образом.

Источник

Сравнение сварки и других способов соединения металла

Рассмотрим преимущества и недостатки склейки, пайки и заклёпывания

Однозначно, сварка является одним из наиболее распространённых способов создания соединения. Но для того, чтобы понять, как она снискала себе такую популярность, нужно сравнить её с другими способами-«конкурентами»:

Склейка

Склейка может применяться в конструкциях, для которых вообще не допускаются никакие тепловложения (наиболее часто такими являются трудносвариваемые металлы, такие, как титан или магний). К недостаткам можно отнести:

Могут использоваться вместе с заклёпками (заклёпочно-клееные соединения) и сваркой (клее-сварные точечные соединения).

Пайка

Процесс пайки очень похож на сварку, часто сварочные аппараты подходят и для пайки. Отличие заключается в том, что при пайке плавится только присадочный материал, без расплавления основного металла. Как следствие — соединение не молекулярное, а капиллярное, а значит — менее прочное. Чтобы сильно не усложнять, рассмотрим выбор применения сварки и пайки на примере велосипедов.

Типичное использование Downhill велосипеда

Для крепких алюминиевых downhill, freeride, 4cross и прочих спортивных велосипедов применяют сварку, поскольку для них в первую очередь важна прочность сварных швов, ведь если на Downhill трассе шов треснет, то велосипедисту не поздоровится.

Рамы, в большинстве, делаются из алюминиевых сплавов, поэтому проблем с их сваркой, при наличии качественного и настроенного оборудования, не возникает.

Сварной шов (Алюминий 6061)

А вот относительно велосипедов, предназначенных для шоссе, треков и скоростных гонок, действуют совершенно другие законы. В погоне за легкостью, производители пытаются максимально уменьшить толщину трубок, с которых состоит рама. За счет этого крайне страдает теплоемкость. Проще говоря – при сварке они очень быстро треснут и потеряют геометрию. Раньше рамы делали с легированных сталей, которые и так тяжело свариваются, даже не смотря на маленькую толщину. Поэтому все рамы создавались посредством пайки, что позволяло значительно уменьшить тепловложение и увеличить упругость шва (что крайне полезно для велосипедов, у которых, фактически, нет подвески). Но за это приходится расплачиваться ухудшенной прочностью и худшими механическими характеристиками шва, по сравнению со сваркой. Сейчас же, всё больше рам изготавливают из карбона, поэтому в них не применяется вовсе никаких процессов образования соединения.

Паяное соединение шоссейной рамы

Заклепывание

Постепенно, шаг за шагом, сварка вытесняла заклепки, как способ образования неразъёмных соединений, но всё же, они ещё применяются, так в чем же секрет?

Не смотря на ограничения по типу наносимого шва (только внахлёст), проблем с долговечностью (очень часто заклёпки попросту расшатываются), необходимости предварительной подготовки (сверление отверстий) заклепывание находит свое распространение в мостостроении и авиастроении. Обусловлено это, в первую очередь, тем, что заклепочные соединение не имеют усталостной потери прочности и, как следствие — безопаснее для конструкции. К тому же, в авиастроении очень часто применяют металлы с крайне плохой свариваемостью, а для всего корпуса самолета обеспечивать контролированный подогрев и остывание затруднительно.

Стоит заметить, что во многих бытовых процессах, таких, как соединения тонких листов внахлест, кузовные автомобильные работы, точечная сварка (в особенности споттеры) показывает лучшие результаты в этих отраслях, чем заклепки, поэтому находит всё большее распространение.

Источник

Скрутка, пайка, сварка или клеммы — что выбрать? Распространённые способы соединения проводников

Как соединить две или несколько токопроводящие жилы между собой, каждый выбирает сам. Но не стоит забывать, что правильное соединение и надёжный контакт между соприкасающимися поверхностями — залог безопасной работы электросети и практически полное отсутствие рисков короткого замыкания, влекущего за собой нагрев проводника или возгорание изоляции.

Для того чтобы грамотно соединить провода, нужно помнить о нескольких важных пунктах:

Распространённые виды соединений

Клеммные колодки

Один из видов электроустановочных изделий для быстрого и относительно простого соединения проводов. Представлены в виде корпуса из диэлектрических материалов (либо безкорпусные) с несколькими металлическими контактами, к которым крепится провод. Могут оснащаться механическими, пружинными или болтовыми фиксаторами. Максимально допустимый температурный режим работы — до +300 °С и только для керамических клеммных колодок.

Подходят для использования в распределительных коробках, модулях, различных приборах освещения и блоках электропитания.

Преимуществом клеммных колодок является их простота использования. Недостаток — отсутствие возможности совмещать проводники из разных металлов.

Клеммные зажимы Wago

Подходят для экспресс-фиксации токопроводящей жилы. В основе изделия — рычажный зажимной механизм с предохранением фиксируемого кабеля от повреждения. Доступны в двух вариантах исполнения: разъёмные или многоразовые и неразъёмные.

Область применения: электророзетки общего и бытового назначения, а также системы освещения. В других областях применение не рекомендовано ввиду возможного оплавления клеммника и нарушения контакта между соединёнными проводами.

Одно из преимуществ соединения — простота. Способ не требует наличия специальных инструментов или аксессуаров, а также специфических знаний и навыков. Отличается большой площадью контакта и высокой силой зажима. Недостаток — плавятся при чрезмерном нагреве.

Соединительные изолирующие зажимы или СИЗ

Изделия представляют собой пластиковый колпачок с фиксирующей пружиной. Выполняются из негорючих материалов и отличаются низкой себестоимостью. Удобны для маркировки, так как поставляются в разном цветовом исполнении.

Область применения: монтажные коробки, осветительные приборы и оборудование.

Преимущества: низкая стоимость, простота применения, цветовое разнообразие, многократное использование. Недостатки метода: нельзя соединять между собой медь и алюминий, относительно слабая фиксация контактирующих поверхностей.

Гильзы для опрессовки

Соединительные обжимные гильзы — это полые алюминиевые либо медные трубки, в которые помещаются соединяемые провода. В отдельных случаях применяется как альтернатива сварке или пайке. Благодаря комбинированному варианту исполнения алюмомедные гильзы подходят для соединения разных типов кабеля (медного и алюминиевого).

Для создания надёжного контакта метод требует наличия специализированного инструмента — обжимных клещей. Обычные плоскогубцы для этой цели не подойдут, так как не имеют необходимых диаметров для опрессовки. Рекомендовано использование термоусадочных трубок для защиты гильзы от внешних воздействий.

Сфера применения: обжимные гильзы идеально подходят для организации безопасных контактов в розетках.

Преимущества: опрессовка — долговечный способ соединения, возможность коммутации медных и алюминиевых проводов между собой. Недостатки: относится к одноразовым/неразъёмным, требуют наличие специального инструмента.

Зажим «орех»

Удобный тип соединения проводников. Отличается простотой конструкции — 2 металлических пластины с местом под соединение и 4 зажимных винта по углам. Соединительные пластины защищаются карболитовой оболочкой, благодаря которой способ и получил своё название.

Область применения: в основном в распределительных щитах многоквартирных домов.

Преимущества: высокая степень надёжности, не требует разрыва проводника, к которому необходимо присоединить дополнительный провод, допустимо соединять между собой медь и алюминий. Недостатки: из-за размеров не подходит для использования в распределительных коробках, где требуется разместить много контактов, низкая степень пыле- и влагозащиты.

Болтовое соединение

Способ прост и не отличается эстетическими изысками. Однако надёжен и долговечен. Используется болт, 3 шайбы и гайка. Для создания контактной поверхности необходимо надеть первую шайбу на резьбу болта, прикрутить одну из токопроводящих жил, затем надеть вторую шайбу, прикрутить второй проводник, после чего надеть 3 шайбу и прочно зафиксировать гайкой.

Область применения: хорошо подходит в качестве временного соединения «на скорую руку». Не рекомендован к длительной эксплуатации, особенно в местах, где отсутствует возможность постоянного контроля.

Преимущества: допустимо соединение проводов из разных материалов, быстрота. Недостатки: металлические шайбы могут сильно нагреваться, что создаёт риск возникновения пожара, полное отсутствие пыле- и влагозащиты.

Сварка

Метод требует наличия профессиональных навыков работы со сварочными аппаратами и ряд специализированных инструментов: пассатижи, бокорезы, флюс (для сварки алюминия) и защитные средства для глаз.

Область применения: чаще всего используется на производстве.

Преимущества: крайне высокая степень надёжности ввиду сплавления контактирующих поверхностей. Недостатки: не подходит для сварки между собой меди и алюминия.

Пайка

Область применения: радио- и микроэлектроника (для присоединения проводов на плату). Пайка также применяется для скрепления между собой различных проводников.

Преимущества: допустимо соединение между собой меди и алюминия. Существенный недостаток — слабое место коммутации. Разрыв в месте пайки может произойти даже при слабом воздействии. Также необходим набор обязательных аксессуаров: паяльник либо паяльная станция и припой.

Скрутка

Один из самых популярных и примитивных способов соединения. Используется повсеместно и с любыми видами кабельно-проводниковой продукции. Относительно недавно включен в разряд запрещённых (прямого запрета в ПУЭ на это нет, но и в список разрешённых соединений скрутка не входит). Изолирование контактирующих поверхностей при скрутке осуществляется с помощью изоленты или с применением термоусадочных трубок.

В зависимости от многих факторов, таких как профессиональный навык, усилие при скручивании, применение зажимного инструмента, а также видов проводников может быть как надёжным, так и нет. Подобное соединение связано с определённым риском, так как со временем скрутка теряет свои прижимные свойства, вследствие чего ослабляется контакт между проводниками, что приводит к повышению температуры в месте соединения и возгоранию.

Применение: скрутка больше подходит для организации временного соединения. Для исключения возможных рисков рекомендовано воспользоваться одним из выше представленных способов.

Преимущества: быстрота и простота применения, возможность соединения меди и алюминия. Недостатки: высокий риск возникновения пожара, быстрое окисление места соединения и, как следствие, ухудшение контакта.

Источник

Технологические особенности пайки металлов: отличия от сварки

Пайка – это технологический процесс, главной особенностью которого является соединение деталей без их расплавления. Сохранение целостности структуры благотворно влияет на физические свойства и технические характеристики металла.

Преимущества и недостатки

Прежде чем говорить о том, что такое пайка, рассмотрим основные плюсы и минусы технологии. К достоинствам относят:

Специалисты выделяют три недостатка.

Отличия от сварки

Неподготовленному человеку очень сложно увидеть разницу между сваркой и пайкой, ведь соединительный шов практически не имеет визуальных различий. Между тем, принципы действия данных технологий кардинально отличается. Итак, чем отличается сварка металлических деталей от паяния?

Основное отличие заключается в воздействии на поверхность. При сварке на заготовку воздействует электрическая дуга, возникающая при разрыве замкнутой цепи. Под действием высокой температуры создается зона расплава, в которой перемешиваются базовый металл и флюс. При застывании образуется сварочный шов. При пайке зона соединения состоит исключительно из легкоплавкого припоя, без фракций основного изделия. Температура плавления расходных материалов недостаточна для изменения агрегатного состояния заготовок.

Для выполнения сварочных работ необходимо дорогостоящее оборудование, которое зависит от типа сварки. В некоторых случаях необходимы вспомогательные приспособления, такие как подающий механизм для полуавтоматических аппаратов. Оборудование для запаивания отличается простой и низкой стоимостью. Этим и обусловлена популярность пайки при выполнении восстановительного ремонта в домашних условиях.

Вот чем сварка отличается от пайки. Несмотря на массу достоинств, рассматриваемая технология не получила должного распространения, ввиду низкой прочности на отрыв. Для надежного крепления детали стыкуют с перекрытием по плоскости.

ГОСТ 17325-79. Пайка и лужение: основные термины и определения

Данный межгосударственный стандарт устанавливает четкие термины и определения, которые надлежит применять в технической документации. Он охватывает все сферы рассматриваемых технологий: от общих понятий до дефектов соединений.

Алфавитный указатель терминов переведен на английский и немецкий языки.

Стандарт имеет статус действующего.

[stextbox – это процесс, считающийся предшествующим пайке. После обработки на поверхности образуется тонкий слой олова.[/stextbox]

Где применяется?

Технология пайки занимает почетное второе место по частоте использования для соединения материалов. Первенство принадлежит сварке. Однако существуют сферы, где по определенным причинам невозможно применить сварочное оборудование и достойной альтернативы пайке не существует. Утверждение справедливо для следующих отраслей промышленности:

[stextbox применяют в тех случаях, когда прочие виды соединения, такие как клепка, склеивание или болтовое, невозможно применить по каким-либо причинам. Важным условием является отсутствие требований по высокой прочности контакта.[/stextbox]

Разновидности

Скелетная

Скелетной называется технология, при которой под слоем припоя рассматривается базовая поверхность. Характеризуется экономным потреблением металла для пайки и удобством визуального контроля. Применяется при работе в электротехнической сфере, в частности для соединения проводов.

Волновая

Данный вид пайки применяют для крепления элементов на печатные платы. Волновой метод был разработан в 50-х годах ХХ века, с активным внедрением электронных схем в различные приборы бытового и промышленного назначения. На массовом производстве действуют полностью автоматизированные линии.

[stextbox из разновидностей волновой, является селективная пайка. Она характеризуется избирательностью воздействия припоя. Ее применяют для обработки элементов, монтируемых в отверстия.[/stextbox]

Холодная

Холодная пайка – это метод, при котором соединение образуется за счет взаимного проникновения элементов друг в друга. Скорость реакции зависит от температуры и продолжительности контакта. Одна из самых простых схем для пайки. Применяется для соединения полиэтиленовых и полипропиленовых изделий.

В бытовых условиях холодный метод применяются для монтажа линолеума и ремонта труб из полиэтилена.

К рассматриваемой технологии имеет косвенное отношение.

Бессвинцовая

Современная технология, которая начала активно развиваться после ужесточения требований по экологической безопасности. В настоящее время все Японские производители электроники полностью отказались от использования свинцовых припоев. В качестве рабочего сплава в бессвинцовом методе применяют комбинацию олова, серебра, цинка и меди. Соотношение и добавочные элементы зависят от сферы деятельности.

Контактная

Вид пайки, при котором соединяют детали с различными составами. Технологический цикл включает в себя кратковременное изменение агрегатного состояния контактной области. Для надежного скрепления часто используют прослойку, которая помогает добиться нужного результата. Несоблюдение данного правила ведет к тому, что прочность контакта будет очень низкой. Расходные материалы называют эвтектиками. Так можно соединить медь с алюминием, где между деталями будет алюминиево-медный сплав. Отличительная особенность – высокая скорость реакции.

Высокотемпературная

Отличительная особенность данного способа спаивания – высокая температура воздействия на заготовку. В результате соединение будет обладать устойчивостью к перепадам температур, а также высоким показателем крепости. За качестве придется платить – данный метод считается наиболее сложным, с технологической точки зрения.

[stextbox отдельных случаях температура должна достигать 1000 Сº. По этой причине при высокотемпературной пайке невозможно использовать обычные паяльники – требуются более мощные генераторы тепловой энергии.[/stextbox]

Индукционная

В качестве источника тепла используется высокочастотный ток, который воздействует на соединяемые изделия. Генератор являются специальные индукторы, которые можно изготовить самостоятельно. Существуют установки стационарного и мобильного типа.

Во избежание активации окислительных процессов, работы проводят в вакуумной среде. Разрешено соединять детали при атмосферном воздухе, при условии использования специальных самофлюсующихся припоев.

Инфракрасная

Еще один современный способ, в основе которого лежит принцип нагрева заготовок электромагнитными волнами. Нагревательные элементы изготавливают из кварца или керамики.

Инфракрасная паяльная станция – сложный прибор, стоимость которого не позволяет применять его в бытовых условиях. Основное преимущество заключается в том, что электромагнитные волны невидимого спектра не представляют угрозы здоровью человека.

Капиллярная

Наиболее распространенный способ спайки изделий. Суть технологии заключается в том, что при увеличении температуры пропой, нанесенный на поверхность, расплавляется и занимает все пространство между соединяемыми деталями.

Метод используется как в быту, так и на производстве. В основе любого метода лежит капиллярная технология, как сама идея пайки – нанесение на поверхность горячего припоя.

Способы нагревания

Существует несколько способов нагрева расходных материалов. В домашних условиях наиболее часто применяют следующие приспособления:

Припои

От грамотного подбора припоя зависит конечный результат. Для изготовления чаще используют различные сплавы, чем чистый металл. Основными характеристиками являются:

Первый параметр влияет на прочность сцепления изделий. Второй – на сферу применения, ведь температура плавления припоя должна быть ниже, чем у базового металла.

Исходя из этого, пропой делят на две группы:

Для ремонта ювелирных украшений используют специальный золотой припой.

Форма выпуска зависит только от изготовителя. Он может иметь вид стержня, сухого порошка, гранул или таблеток.

Флюсы

Его – защита контактной поверхности от оксидной пленки. Качественный флюс должен удалить следы ржавчины перед работой, а также препятствовать появлению свежих следов коррозии. Они отличаются по следующим параметрам:

Наиболее популярными флюсами являются:

При необходимости можно изготовить кислоту для пайки своими руками.

Особенности паяния

Особенности технологического процесса зависят от характеристик соединяемых элементов. Рассмотрим некоторые типы металлов.

Сталь

Пайку стали выполняют припоями на оловянной основе, без каких-либо исключений. Перед выполнением работ следует предварительно подготовить поверхность, с помощью механической обработки. Очищенные детали обезжиривают. После этого элементы стыкуются с зазором не более 3 мм. Отличительной особенностью работы со сталью – способ нагрева припоя. Он должен получать тепло не от горелки, а от самих заготовок. По окончанию работ с поверхности необходимо удалить остатки расходных материалов.

Чугун

Обработке поддается любой тип чугуна, за исключением белого. Данный металл содержит графит, который снижает адгезию. Поэтому в качестве флюса необходимо использовать борную кислоту.

[stextbox работе с чугуном запрещено превышать температурный порог 750 Сº. В противном случае начнется необратимый процесс изменения структуры металла.[/stextbox]

Титан

Пайку титана считают одной из самых сложных работ. Это связано с его поверхностным слоем, который насыщен различными газами. В качестве предварительной подготовки используют травление или пескоструйную обработку.

Специалисты рекомендуют проводить спайку в вакуумной среде, для повышения качества соединения. Для работы без защиты используйте серебряный флюс.

Работы проводятся при температуре 900 Сº.

Нихром

Данный металл не доставляет проблем. Нихром — это сплав никеля и хрома. Он отличается пластичностью и высокой жаростойкостью. Его температура плавления находится в диапазоне 1100-1400 Сº, что позволяет выбрать любой подходящий припой.

Серебро

Пайку серебра под силу выполнить не только профессиональному ювелиру, но и обычному человеку, который не сталкивался с ремонтом украшений. Для спайки используют тугоплавкий серебряный припой и буру, в качестве флюса.

По завершению работы можно обработать изделие лимонной кислотой или йодом. В первом случае украшение посветлеет, а во втором – приобретет темный оттенок.

Золото

Ремонт дорогостоящих украшений – тонкий процесс. В случае порчи золотых изделий рекомендуем обратиться к квалифицированному специалисту. Для выполнения соединения необходимы специальные приспособления и особый припой.

Ради разовых работ покупать дорогостоящее оборудование нецелесообразно.

Данный металл абсолютно не требователен к флюсам. Лучше всего подойдет хлорид цинка или спиртовой раствор канифоли. А вот с припоем нужно быть аккуратнее: олово повышает хрупкость соединения, свинец придает вязкость, поэтому рекомендуем использовать составы на серебряной основе.

Рабочая температура не должна превышать 900 Сº.

Заключение

Пайка металлов – ответственный процесс, который позволяет соединить между собой детали с различным составом. При выполнении работ особое внимание следует уделять припою – его температура плавления должна быть ниже, чем у базового металла.

[stextbox Головань Игорь Алексеевич Опыт работы 20 лет: «Я начал заниматься ремонтов радиаторов в 1999 году. Тогда все было проще – автомобилей не так много, материал заранее известен, поэтому подобрать расходники не было проблемой. Сейчас задача усложнилась – очень часто в технической документации не указывают тип металла, приходится искать информацию по разным форумам – в больших городах с этим всегда проще, транспорта ведь больше. В работе использую паяльник и горелку, сделанные своими руками, хотя есть и заводской инструмент для особо тонких работ».[/stextbox]

Источник