Pájení je použití kovu, jehož bod tavení je nižší než bod tavení základního materiálu jako pájecího materiálu. Po zahřátí se pájecí materiál roztaví, svařenec se neroztaví, základní materiál je smáčen tekutým pájecím materiálem, spára je vyplněna a základní materiál je vzájemně difundován a svařenec je pevně fixován. Spojeno dohromady.
Pájení se dělí na pájení a pájení v závislosti na bodu tavení pájky.
Pájení
(1) Pájení: Pájená pájka má bod tání nižší než 450 °C a nízkou pevnost spoje (méně než 70 MPa).
Pájení se běžně používá při svařování vodivých, vzduchotěsných a vodotěsných zařízení v elektronickém a potravinářském průmyslu. Nejčastěji se používá pájení slitinou cínu a olova jako pájecím materiálem. Pájka obecně vyžaduje tavidlo k odstranění oxidového filmu a zlepšení smáčecích vlastností pájky. Existuje mnoho druhů tavidel a elektronický průmysl většinou používá k pájení roztok kalafuny. Tavidlo po pájení nemá na obrobek žádný korozivní účinek a nazývá se nekorozivní tavidlo. Tavidlo používané pro svařování mědi, železa a dalších materiálů se skládá z chloridu zinečnatého, chloridu amonného a vazelíny. Fluorid a fluoroboritan se používají jako tavidla pro svařování hliníku a kyselina chlorovodíková plus chlorid zinečnatý se používá jako tavidlo. Zbytky po pájení těchto tavidel mají korozivní účinek, tzv. korozivní tavidlo, které je nutné po pájení vyčistit.
Pájení
(2) Pájení: Pájka má bod tání vyšší než 450 °C a vyšší pevnost spoje (vyšší než 200 MPa).
Pájené spoje mají vysokou pevnost a některé pracují při vysokých teplotách. Pájky na tvrdo jsou dostupné v široké škále aplikací, přičemž nejrozšířenější jsou pájky na bázi hliníku, stříbra, mědi, manganu a niklu. Pájky na bázi hliníku se běžně používají pro pájení hliníkových výrobků. Pájky na bázi stříbra a mědi se běžně používají pro pájení měděných a železných dílů. Pájecí plniva na bázi manganu a niklu se často používají ke svařování nerezové oceli, žáruvzdorné oceli a vysokoteplotních slitin, které pracují při vysokých teplotách. Jako pájky se běžně používají pájecí materiály, jako je ruthenium, titan, zirkonium, žáruvzdorné kovy, grafit a keramika, jako je palladium, zirkonium a titan. Při výběru pájky zvažte vlastnosti základního materiálu a požadavky na výkon spoje. Tavidlo pro tvrdé pájení se obvykle skládá z chloridu a fluoridu alkalického kovu a těžkého kovu nebo boraxu, kyseliny borité, fluoroboritanu nebo podobně a může být formováno do podoby prášku, pasty nebo kapaliny. Lithium, bór a fosfor se také přidávají do některých pájek, aby se zvýšila jejich schopnost odstraňovat oxidový film a vlhkost. Po pájení se zbytky tavidla vyčistí teplou vodou, kyselinou citrónovou nebo kyselinou šťavelovou.
Poznámka: Kontaktní povrch základního kovu by měl být velmi čistý, proto použijte tavidlo. Funkcí tavidla je odstraňovat oxidy a olejové nečistoty na povrchu základního kovu a pájky, chránit kontaktní povrch pájky a základního materiálu před oxidací a zvyšovat smáčivost a kapilární tekutost pájky. Teplota tání tavidla by měla být nižší než teplota tavení pájky a zbytky tavidla by měly být méně korozivní pro základní kov a spoj. Tavidlo běžně používané pro pájení je roztok kalafuny nebo chloridu zinečnatého a obvyklé tavidlo pro pájení je směs boraxu, kyseliny borité a zásaditého fluoridu.
Úprava metody procesu
Hlavními procesními parametry procesu pájení jsou teplota pájení a doba zdržení, tedy množství absorbovaného tepla. Teplota pájení se obvykle volí o 25 - 60 stupňů C nad teplotou likvidu pájky, aby se zajistilo, že pájka vyplní mezeru.
Doba zdržení pájení závisí na velikosti obrobku a na závažnosti interakce mezi pájecím materiálem a základním kovem. Doba výdrže velkých dílů by měla být delší, aby bylo zajištěno rovnoměrné zahřívání. Pájka má silnou interakci s obecným kovem a doba výdrže je krátká. Obecně je určitá doba zdržení nutná k podpoře vzájemné difúze přídavného kovu pro tvrdé pájení a základního kovu k vytvoření pevného spojení. Příliš dlouhá doba držení však způsobí vady, jako je koroze.
Keramické pájení kovu
Existuje mnoho běžných metod pájení, založených především na použitém zařízení a pracovním principu. Pokud se dělí podle zdroje tepla, jedná se o infračervený, elektronový paprsek, laser, plazma, pájení doutnavým výbojem atd.; podle pracovního postupu se rozlišuje kontaktní reakční pájení a difúzní pájení. Kontaktní pájení je použití pájecího materiálu, který reaguje se základním kovem za vytvoření spáry vyplňující kapalnou fázi. Difúzní pájení má prodloužit dobu tepelné difúze, takže svar a základní materiál jsou dostatečně homogenizovány, aby se získaly stejné vlastnosti spoje jako základní materiál. Jako zdroj tepla pro pájení lze použít téměř všechny zdroje tepla a pájení je podle toho klasifikováno:
Pájení páječkou Pájení malých, jednoduchých nebo tenkých dílů.
Vlnové pájení Pro montáž a pájení velkoobjemových desek plošných spojů a elektronických součástek. Při svařování tvoří roztavená pájka při asi 250 stupních pod tlakem čerpadla vrchol skrz štěrbinu a obrobek je tímto vrcholem svařen. Tato metoda je vysoce produktivní a umožňuje automatizovanou výrobu na montážní lince.
Pájení plamenem Jako zdroj tepla pro svařování se používá plamen, který se spaluje spalováním hořlavého plynu s kyslíkem nebo stlačeným vzduchem. Zařízení pro pájení plamenem je jednoduché a snadno ovladatelné a lze jej ohřívat a svařovat současně více plameny podle tvaru obrobku. Tato metoda je vhodná pro svařování středních a malých dílů jako jsou rámy jízdních kol a hliníkové ústí kotlíků.
Pájení ponorem Část nebo celý obrobek se ponoří do pájecí lázně pokryté tavidlem nebo do solné lázně obsahující pouze roztavenou sůl pro tepelné svařování. Tato metoda je jednotná, rychlá a přesná při řízení teploty a je vhodná pro hromadnou výrobu a svařování velkých součástí. Sůl v solné lázni je většinou složena z tavidla. Po svařování zůstává na obrobku velké množství tavidla a práce při čištění je velká.
Indukční pájení je metoda svařování, která jako zdroj tepla využívá vysokofrekvenční, středněfrekvenční nebo vysokofrekvenční indukovaný proud. Vysokofrekvenční ohřev je vhodný pro svařování tenkostěnných potrubních tvarovek. Koaxiální kabel a dělené indukční cívky lze použít pro pájení na zemi mimo zdroj energie, zejména pro některé velké komponenty, jako je svařování trubkových spojů, které je třeba na raketě rozebrat.
Pájení v peci Obrobek s pájecím materiálem je umístěn v peci k ohřevu a svařování. Často je nutné přidat tavidlo nebo jej lze chránit redukčním plynem nebo inertním plynem a ohřev je relativně rovnoměrný. Pájení v peci lze rozdělit na skříňovou pájecí pec, studnovou pájecí pec, dávkovou pájecí pec a kontinuální pájecí pec. Pro hromadnou výrobu lze použít kontinuální pece.
Vakuově pájený obrobek se zahřívá ve vakuové komoře a používá se hlavně pro svařování vysoce kvalitních produktů a oxidovatelných materiálů.
