9 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Пайка твердыми припоями в домашних условиях

Где применяют твердые и мягкие припои

Технологические особенности широко распространенных паяльных работ предполагают использование различных по температуре плавления расходных материалов.

Где применяют

Пайка твердыми припоями примечательна тем, что при ее проведении участок стыковки изделий должен прогреваться до температур порядка 450-ти градусов и более.

Такие припои называются тугоплавкими, а полученное с их помощью соединение сохраняет свои прочностные характеристики даже при сильном термическом нагреве.

В отличие от твердых пайка мягкими припоями предполагает использование низкотемпературных расходных материалов, которые обеспечивают надежное сцепление при значительно меньшем нагреве (порядка 200-300 ℃).

Они, как правило, применяются, при пайке изделий, эксплуатируемых в нормальных температурных условиях, и не гарантируют сохранения контакта при сильном нагреве.

Возможности твердых припоев широко используются в тех сферах, где требуется получать шов, по своим прочностным свойствам занимающие промежуточное положение между сваркой и низкотемпературной пайкой.

При этом особое внимание уделяется сохранению структуры материалов в зоне контакта, которые после обработки не должны терять первоначальных характеристик.

Твердосплавные соединения чаще всего востребованы в следующих ситуациях:

  • производство металлорежущего инструмента, резцов с твердосплавными рабочими вставками;
  • при изготовлении емкостей и сосудов, производимых на основе цветных металлов и из нержавейки;
  • в автомастерских (при ремонте радиаторов и отдельных элементов трансмиссии), а также в тех местах, где применение сварки крайне нежелательно;
  • при монтаже и ремонте трубок из твердых медных сплавов, установленных в холодильном и теплообменном оборудовании и работающих в условиях «критических» температур или повышенного давления;
  • для надежного и прочного соединения тонкостенных предметов и деталей, испытывающих при эксплуатации повышенные нагрузки и упругие деформации.

Использование технологии твердой пайки обеспечивает необходимую прочность получившегося соединения и его устойчивость к перегреву. Помимо этого твердосплавные методы применяются при ремонте изделий из меди или латуни, которые при работе подвергаются высокотемпературному воздействию.

В отличие от описанных выше твердых припоев сфера применения мягкой пайки ограничена нормальными условиями эксплуатации. К этому способу чаще всего прибегают при необходимости получения надежного соединения изделий и деталей из легкоплавких материалов, не подверженных чрезмерному нагреву и деформациям.

Особой популярностью при «мягком» сочленении деталей пользуются получившие широкое распространение оловянно-свинцовые паяльные составы.

Использование в быту

Применение техники твердой пайки в домашних условиях предполагает наличие газовой горелки, посредством которой можно обеспечить высокую степень нагрева в зоне контакта.

Помимо этого, потребуется сам тугоплавкий припой, плавящийся при температурах свыше 450 градусов, а также специальная активная добавка, называемая флюсом.

Лишь при выполнении этих требований в результате паяльных работ удается получить достаточно надежное и твердое паяное соединение.

В качестве примера можно привести использование твердого припоя при спайке рамы велосипеда, восстановление которой другими методами не так эффективно и надежно.

Твердые припои пользуются повышенным спросом при ремонте различной кухонной утвари и посуды, изготавливаемой из твердосплавных материалов (латуни или меди, например).

Чаще всего восстановительному ремонту подлежат растапливаемые углем самовары или подобные им нагревательные приспособления из тугоплавких металлов.

Добавим к этому, что бытовая пайка твердыми припоями широко востребована и при проведении ремонтных работ, касающихся восстановления отдельных узлов холодильного и теплообменного оборудования.

В последнем случае для спайки медных трубок посредством газовой горелки потребуется твердый латунный припой, позволяющий получать прочное и надежное соединение, пригодное для эксплуатации в критических условиях.

Рассмотрим особенности работы с паяльными составами различной степени тугоплавкости на примере такой распространенной операции, какой является запайка труб.

Особенности пайки трубных изделий

Порядок запайки труб мягкими припоями определяется следующей последовательностью рабочих операций:

  1. Сначала из труб подготавливается стыковой узел с раструбом, на внутреннюю поверхность которого наносится флюс для пайки мягким припоем.
  2. Затем тот же флюсовый состав наносится на внешнюю часть стыкуемой трубы, после чего паяльником большой мощности (не менее одного киловатта) готовый стык прогревается до температуры порядка 300-400 градусов.
  3. Контролировать степень нагрева стыковочного узла можно по изменению цветового оттенка флюса.
  4. После его потемнения в контактную зону вводится проволочный пруток припоя (иногда для лучшего контакта он приготавливается в виде мелкой стружки, заполняющей все стыковочные зазоры).
  5. При соприкосновении с прогретой зоной контакта припой плавится, а затем под воздействием флюса растекается по всей площади соединительного шва.

Высокотемпературная пайка с применением твердого состава отличается от уже описанных процедур следующими моментами.

Во-первых, при ее реализации на место стыка наносится флюс совсем иного состава, а во-вторых, вводимый в область пайки припой должен изготавливаться из тугоплавких составляющих.

И, наконец, для прогрева зоны контакта с твердыми свойствами используется специальное оборудование (термическая печь, газовая горелка или индукционное нагревательное устройство).

Как обработка медных заготовок, так и пайка стали в домашних условиях, предполагают использование обычной газовой горелки, всегда имеющейся в хозяйстве у любого частника.

Особое внимание нужно уделить последней стадии соединения трубных заготовок, когда после размягчения присадочной проволоки одна из труб проворачивается вокруг оси.

Вследствие этой операции еще не застывший припой наматывается на стыковую зону с последующим образованием надежного кольцевого шва.

Разновидности

Основной составляющей термостойких соединений, образующихся в результате пайки твердыми припоями, является медь, из которой изготавливаются практически все тугоплавкие расходные материалы.

Чистая медь в качестве сцепляющей составляющей применяется крайне редко. Как правило, она берется в соединении с другими металлами (серебром, цинком, кремнием или оловом).

Каждая из перечисленных добавок позволяет сделать припой более тугоплавким, а получившееся сочленение – прочнее и долговечнее.

Почти все эти примеси снижают температуру, при которой плавится сам твердый припой (у чистой меди этот показатель равен 1083 градусам).

Для высокотемпературной обработки металлов, как правило, используются медно-цинковые составы, идеально подходящие для пайки бронзовых или медных деталей (реже – стали).

Однако они обладают одним существенным минусом, проявляющимся в их плохой защищенности от вибрационных и ударных воздействий. С целью устранения этого недостатка применяется метод легирования другими металлами, заметно повышающими их прочностные характеристики.

Так, твердые латунные припои могут рассматриваться как медно-цинковые составы, прошедшие операцию легирования, благодаря которой они находят широкое применение при изготовлении твердосплавных резцов.

С основными характеристиками и областями применения различных видов припоев можно ознакомиться в сводных таблицах.


Флюсы для тугоплавких металлов

Основная составляющая флюсовых добавок, применяемых при работе с твердыми припоями – это борные соединения, объединенные под общим названием «бура» (Na2B4O7).

С целью повышения активности флюсов этого класса в них добавляется небольшое количество фтора с образованием таких активных соединений как фтористый калий и кальций.

Для работы с изделиями из меди и ее твердых сплавов желательно применять химически чистую буру, являющуюся универсальным флюсовым составом, оптимально подходящим для условий высокотемпературной пайки.

Следует заметить, что флюсовые добавки для мягких и твердых припоев выпускаются в самых различных исполнениях (в виде жидкости, кристаллов или порошка) и нередко объединяются с припоями.

Такой прием позволяет упростить операцию их дозирования и нормировать расход этой важной для качественной пайки составляющей.

Как выполнить пайку нержавейки в домашних условиях?

Пайка нержавейки – достаточно сложная процедура. К ней прибегают для соединения тонкостенных деталей, когда нет возможности выполнить сварку по технологии TIG. Это позволяет избежать чрезмерного температурного воздействия на рабочую поверхность.

Особенности сплавов

Пайку нержавеющей стали относят к квалифицированным работам. Это связано с тем, что для выбора оптимального режима пайки необходимо точно определить тип материала. Например, наклепанные сорта нержавейки спаивают без нагрузки, во избежание образования дефектов на поверхности, вследствие температурного воздействия.

Алюминий и магний слабо взаимодействуют с рассматриваемым сплавом, поэтому при подборе материала следует обращать внимание на состав изделия. С прочими сортами металлов нержавейка образует высокопрочное соединение.

Высоколегированные составы с высоким содержанием хрома плохо переносят воздействие высокой температуры. При нагреве свыше 500 Сº активизируется процесс образования карбида хрома, негативно влияющий на параметры металла.

[stextbox этой причине опытные мастера стараются сократить период температурного воздействия на заготовку.[/stextbox]

Выбор припоя

Правильный припой для пайки нержавейки – залог качества соединения. На выбор подходящего материала оказывают влияние следующие факторы:

  • состав металла;
  • условия проведения работ.

В стандартных условиях пайку выполняют серебряным припоем – он обладает отличными антикоррозионными свойствами, а никель в его составе повышает прочность соединения. Визуально, соединение не будет отличаться от основной поверхности. Мастера считают серебряные составы лучшим материалом для пайки нержавейки. При этом использовать серебро без добавок запрещено. Для повышения качества соединения к нему добавляют медь или цинк.

Выбор флюса

Для работы с нержавейкой подходит не всякий флюс, поскольку процесс протекает под действием высоких температур. Опытные мастера рекомендуют использовать буру. Ее вносят в зону контакта и нагревают до полного расплавления, после чего подают припой.

При отсутствии буры, в качестве флюса рекомендуют использовать ортофосфорную кислоту. Более активные составы будут негативно воздействовать на слой припоя.

Как сделать флюс своими руками?

Опытные мастера предпочитают готовить флюс своими руками. Существует несколько рецептов. Наиболее употребительным считается смесь, в состав которой входят:

  • бура – 7 частей;
  • борная кислота – 2 части;
  • фтористый кальций – 1 часть.

Смесь готовят на водной основе.

Для работы с мелкими деталями достаточно смешать борную кислоту и буру, в соотношении 1:1.

Особенности пайки оловом

Припои на основе оловянно-свинцовых смесей отличаются высоким качеством соединения при доступной цене. Это является основной причиной популярности пайки нержавейки оловом в домашних условиях. Метод лучше всего зарекомендовал себя при заделке небольших трещин или соединении мелких деталей. Изделия, подверженные в процессе эксплуатации температурным нагрузкам, рекомендуют паять с использованием серебряных составов. Примером являются трубки дистиллятора, которые эксплуатируются при высокой температуре под давлением.

Использование олова в качестве присадочного материала при пайке нержавейки, не получило широкого распространения в промышленности, ввиду низкого температурного порога соединения.

Преимущества

Использование легкоплавких припоев обладает следующими преимуществами:

  • легкая процедура пайки небольших деталей;
  • подготовительные процедуры не отнимают много времени;
  • низкая стоимость расходных материалов;
  • можно использовать как бытовой электрический паяльник, так и газовую горелку.
Читать еще:  Паяльник для пайки медных труб

Недостатки

Метод имеет следующие недостатки:

  • низкий показатель прочности соединения;
  • низкая температура плавления олова снижает сферу применения запаянных деталей;
  • грамотное применение расплавленного олова требует от мастера определенных профессиональных навыков.

[stextbox текучесть не позволяет использовать олово на поверхностях с большим уклоном.[/stextbox]

Режимы

Оловянно-свинцовые припои применяют при следующих параметрах:

  • максимальная температура горелки составляет 240 Сº;
  • минимальная мощность паяльного устройства – 40 Вт;
  • интервал воздействия на поверхность – не более 10 секунд;
  • толщина припоя, независимо от формы изготовления, не должна превышать 4 мм.

Как правильно работать в домашних условиях?

Пайка нержавейки считается достаточно сложным процессом, поэтому к выполнению работ дома следует подойти с особым вниманием. Для большинства припоев, за исключением оловянных, необходим паяльник мощностью не менее 100 Вт.

Не следует забывать про подготовку поверхности под пайку. Данная процедура начинается с механической обработки плоскости и заканчивая ее лужением.

Использование активных флюсов требует особого внимания – после завершения работ необходимо промыть соединение проточной водой.

Соединение с другими металлами

При спайке разнородных составов, например, пайке нержавейки с медью или бронзой, необходимо внимательно изучить свойства соединяемых металлов. Основная проблема заключается в подборе температурных параметров, поскольку заготовки обладают различными условиями плавления.

Независимо от типа металла, необходимо тщательно очистить контактную зону.

В качестве рабочего инструмента можно использовать паяльник или горелку.

[stextbox температура горелки выше, что позволяет использовать ее вместе с твердыми припоями.[/stextbox]

В случае отсутствия серебряного припоя можно использовать составы на основе латуни. Это снизит качественные характеристики соединения, зато позволит сэкономить на расходных материалах, поскольку латунь дешевле серебра.

Пищевые припои

Требования к пайке посуды, которая используется для приготовления пищи, не отличается от общих правил проведения работ. Правильный припой для нержавейки – основное требование. Например, для ремонта посуды нельзя использовать припои группы ПОС, поскольку свинец негативно влияет здоровье человека.

Основные ошибки

Малейшая оплошность может привести к существенному снижению качества соединения. Следующие советы снизят вероятность ошибки:

  1. При проведении домашних работ оптимальная мощность паяльника составляет 100 Вт. Использование более мощного прибора приведет к перегреву расходных материалов, а мене мощного – к неполному прогреву металла.
  2. Используйте паяльник с необгораемым стержнем.
  3. Пищевую посуду лучше паять чистым оловом, поскольку свинец обладает токсичными свойствами.
  4. В качестве флюса опытные мастера рекомендуют использовать активные составы. Лучше всего зарекомендовала себя ортофосфорная кислота.

Заключение

Пайка нержавейки относится к сложным процедурам, ввиду разнообразия легирующих сплавов. Для мелких деталей, не подверженных температурному воздействию, лучше всего подойдут припои группы ПОС.

[stextbox 6-го разряда Зайцев Анатолий Федорович. Опыт – 17 лет: «Я часто сталкиваюсь с необходимостью паяльных работ нержавейки, ввиду отсутствия исправного аппарата для аргонодуговой сварки. Для самых простых работ проще всего использовать оловянно-свинцовые припои. Ответственные соединения требуют более тщательного подхода».[/stextbox]

Пайка латунных труб

Пайка латунных труб газовой горелкой, оловянно-свинцовыми и другими припоями распространена, но выполнять её самостоятельности решаются немногие. В действительности, паять латунные трубы можно и в домашних условиях.

Основы пайки

Пайка предназначена для получения неразъёмных соединений. Её выполняют, вводя между соединяемыми элементами расплавленный припой. Пайку используют для соединения разнородных металлов, иногда она — единственный допустимый способ крепления.

Нередко пайку путают со сваркой, но схож у этих методов соединения только результат работы. При сварке плавят основной материал, а при пайке — связующий металл (обрабатываемые детали сохраняют целостность). Метод пайки применяют и для работы с мелкими деталями, т.к. они не деформируются и сохраняют структуру.

Пайка — распространённый способ создания неразъёмных соединений. Её активно используют для соединения медных труб в холодильной технике, теплообменниках и прочем оборудовании. Также пайка используется для соединения латунных труб.

Особенности пайки латунных труб

Чаще всего паяльник используют при работе со сплавом меди и цинка — латунью. Она встречается в промышленности и домашнем хозяйстве, из неё делают радиаторы и трубы.

Для пайки латунных труб нужен подходящий флюс. Канифольно-спиртовые флюсы для этой цели не подходят, т.к. неспособны удалять оксидную плёнку с поверхности латуни. Хорошим выбором станут флюсы с содержанием буры или фторобората калия. Их содержание в растворе составляет примерно пять процентов.

Значение имеет и припой. Плавка латунных труб с высоким содержанием меди может выполняться с помощью серебреных и медно-фосфорных компонентов. Учитывайте, что при использовании таких припоев латуни интенсивно испаряются, поэтому паять нужно в условиях высокого нагрева.

В некоторых случаях используют латунь с меньшей температурой плавления, чем у сплава, из которого изготовлены трубы. Паяют латунные трубы и твёрдым припоем, например, медным L-CuP6. Твёрдый припой даст лучший результат и обеспечит большую прочность соединения.

Для пайки латуни с высоким содержанием меди используют припои ПСр72, Пср45, ПСр12, ВСр40. Для соединения латуни с большим количеством цинка подойдёт ПСр40.

Подготовка припоя и флюса

Изготовить припой и флюс вы можете самостоятельно. Сделать припой можно, взяв медь и серебро в соотношение два к одному. Положите их в тигель и расплавьте газовой горелкой. Не забывайте помешивать образуемую смесь. Когда она станет однородной, поместите емкость в холодной воду. Затем содержимое емкости нарезают или применяют в виде стружки.

Для изготовления флюса нужны бура для пайки латуни и борная кислота. Возьмите их в соотношении один к одному и залейте водой. На 20 грамм требуется 250 мл воды.

Как паять латунь в домашних условиях

Пайка латунных труб в домашних условиях не вызовет у вас сложностей. Чтобы выполнить такую работу, вам не потребуются специальные инструменты — достаточно газовой горелки (а в некоторых случаях и паяльника), припоя, флюса и бура. Последние два элемента требуются, чтобы шов не был слабым.

Рекомендации по выполнению пайки латунных труб:

  • Паяйте на теплостойком материале. Обрабатываемые трубы в местах соединения намочите флюсом и нанесите припой. Начните их греть;
  • Прогревайте трубы постепенно — это нужно для прочного сцепления припоя с трубами. Затем нагрейте трубы до появления красного оттенка;
  • Припой легко затекает в зазоры и прочно спаивает трубы между собой. Обратите внимание на разницу между температурой плавления припоя и латуни. Если она невелика, не перегревайте материал;
  • Промойте трубы от флюса.

Таким образом вы получите прочное сцепление латунных труб, которые прослужат вам многие годы.

Пайка твердыми припоями

И все же, несмотря на то, что низкотемпературная и высокотемпературная пайки представляют собой явления одной сущности, их технология, используемые материалы и оборудование, характеристики получаемого соединения существенно различаются. Что, собственно, и явилось основанием для разделения этих способов. За граничную температуру, разделяющую их, приняты 450°C.

Отличия высокотемпературной пайки от низкотемпературной

Важным отличием высокотемпературной пайки от низкотемпературной является повышенная термоустойчивость соединения. Поскольку температура плавления твердых припоев значительно выше температуры плавления мягких, соединение, выполненное высокотемпературной пайкой, способно работать при более высоких температурах, сохраняя все свои свойства. Во многих случаях при выборе способа пайки, эта особенность является определяющей.

Но есть и то, в чем пайка твердыми припоями уступает пайке мягкими припоями. Относительно высокая температура может вызывать структурные изменения в некоторых металлах. Такое, в частности, наблюдается в чугуне, в котором при пайке могут возникать закалочные структуры, приводящие к повышенной хрупкости металла в зоне шва.

Высокая температура плавления твердых припоев предъявляет свои требования к источникам нагрева. Они должны обеспечивать расплавление припоев, температура плавления которых достигает иногда 1000°C. Это исключает использование при высокотемпературной пайке удобных паяльников, являющихся основным инструментом при пайке мягкими припоями.

Резюмируя вышесказанное, можно подвести итог сравнения высокотемпературной и низкотемпературной паек. К достоинствам первой относится высокая прочность и термоустойчивость соединения, к недостаткам — сложность технологического процесса, обусловленная необходимостью прогрева паяемых деталей до относительно высоких температур.

Применение пайки твердыми припоями

Пайка твердыми припоями является основным способом при изготовлении металлорежущего инструмента с твердосплавными пластинами. Припаивание последних обеспечивает достаточную прочность соединения и не оказывает отрицательного воздействия на твердость и геометрию режущих пластин.

Изготовление всевозможных сосудов из цветных металлов и нержавеющих сталей, соединение стальных и медных трубопроводов, работающих под высоким давлением или повышенной температуре в различных системах — холодильных, теплообменных и пр. — также не может обойтись без пайки твердыми припоями.

Широко используется высокотемпературная пайка при ремонте автомобилей — радиаторов, трубопроводных систем двигателя и трансмиссии, кузовов, различных деталей — везде, где нельзя или нежелательно применять сварку.

Целесообразно использование высокотемпературной пайки для соединения между собой тонкостенных деталей, работающих при значительных нагрузках и упругих деформациях.

Для ремонта медных и латунных бытовых изделий, подвергающихся в процессе эксплуатации высоким температурам, высокотемпературная пайка является способом ремонта не имеющим альтернативы. Таких, например, как старинный самовар, растапливаемый дровами. В этом случае мягкие припои не могут применяться из-за неспособности выдерживать высокую температуру нагрева.

Источники нагрева при высокотемпературной пайке

Основными источниками нагрева при высокотемпературной пайке являются газовые горелки различных типов, индукторы и печи. Применяется также нагрев электросопротивлением. В быту чаще всего твердыми припоями паяют с помощью горелок.

Припои

Иногда используют в качестве припоя и технически чистую медь. Однако гораздо чаще используют пайку медными припоями, представляющими собой соединения меди с другими металлами — цинком, серебром, кремнием, оловом и пр. Каждый из этих элементов вносит свою лепту в технологические свойства припоев. Почти все они снижают температуру плавления (у чистой меди она составляет 1083°C).

При высокотемпературной пайке используются медно-цинковые, медно-фосфорные, серебряные припои и латуни.

Медно-цинковые припои. Существует большое количество медно-цинковых припоев (ПМЦ-35, ПМЦ-39, ПМЦ-50, ПМЦ-54, ПМЦ-57 и пр.). Цифры указывают процентное содержание меди. Их используют для пайки бронзы, меди, стали. Недостатком чисто медно-цинковых материалов является плохая работа в условиях ударных, вибрационных и изгибающих нагрузок. Чтобы убрать или снизить этот недостаток используют легирование их другими металлами (например, латуни можно рассматривать как легированные медно-цинковые припои). Легированные медно-цинковые припои используются, в частности, при пайке твердосплавных резцов.

Читать еще:  Флюс для пайки латуни оловом

Медно-фосфорные припои. Медно-фосфорные припои (ПМФ-7, ПМФ-9, ПМФОЦр-6-4-0,03) представляют собой сплав меди с фосфором. Следующая за буквами цифра указывает на процентное содержание фосфора. Припой ПМФОЦр-6-4-0.03, кроме меди и фосфора, содержит олово и цирконий.

Медно-фосфорные припои относятся к среднеплавким (700-850°C), обладают высокой текучестью и хорошей коррозионной устойчивостью к агрессивным средам. Используются для пайки меди и ее сплавов (бронзы, латуни, мельхиора). Можно их использовать и в качестве заменителя серебряных припоев при ремонте ювелирных изделий.

Пайка сталей и чугуна медными припоями, содержащими фосфор, не применяется из-за повышенной хрупкости соединения и его неспособности переносить ударные, вибрационные и изгибающие нагрузки. Это вызвано образованием по границе шва пленки фосфитов.

Отличительную особенность медно-фосфорных припоев является то, что они являются самофлюсующимися. При пайке ими медных изделий, применение флюса не обязательно.

Латуни. Широкое распространение в качестве припоев получили латуни, которые являются сплавом меди с цинком. Латуни Л62 и ЛОК-62-06-04 дают прочные паяные соединения. ЛОК-62-06-04 отличается от Л62 наличием олова и кремния, обеспечивающих более высокие технологические свойства припоя. Олово увеличивает жидкотекучесть и снижает температуру плавления, а соединения кремния предохраняют цинк от окисления и испарения. Латуни применяются при пайке меди, стали, чугуна.

Серебряные припои. Серебро является отличным материалом для пайки. Серебряным припоям, которые представляют собой в основном сплав серебра с медью и цинком, принадлежит первое место по растеканию, смачиваемости, прочности и антикоррозионности. Не будь они такими дорогими, можно было бы отказаться от всех остальных припоев, используя только серебряные. Благо они обладают универсальностью и способны паять практически любой металл.

Припои на основе серебра обозначаются буквами ПСр (ПСр-15, ПСр-25, ПСр-45, ПСр-65, ПСр-70). Марки ПСр-15 и ПСр-25 используются для пайки не очень ответственных деталей. Если требуется получить особо качественное соединение, используют припой ПСр-45, имеющий 45% серебра, 30% меди и 25% цинка. ПСр-45 обладает отличными качествами — вязкостью, ковкостью, жидкотекучестью, устойчивостью против коррозии, способностью выдерживать вибрацию и удары. Припой ПСр-65 не уступает ПСр-45, но слишком дорог.

Серебряными припоями можно паять практически любой металл — медь и ее сплавы, серебро, стали и пр. Однако в силу их дороговизны пайку серебряными припоями применяют только там, где это экономически целесообразно, в частности, для соединения нержавеющих сталей, относящихся к разряду труднопаяемых и требующих припоев, обладающих хорошей смачиваемостью и позволяющих избежать коррозии, которая может возникнуть в спае.

Флюсы

Пайка меди и ее сплавов может производиться с помощью чистой буры, которая является универсальным флюсом для высокотемпературной пайки.

Используются различные формы выпуска флюсов — жидкости, порошок, кусочки (кристаллы буры, например). Чтобы облегчить их дозирование (избыток флюса так же нежелателен, как и недостаток), используют объединение их с припоем. Делается это разными способами — добавлением в виде порошка в сыпучие формы припоев, обмазкой прутков припоя или помещением внутрь трубочки из припоя, совместным прессованием таблетированных форм.

Технология высокотемпературной пайки

Пайка выполняется в такой последовательности. Механическим путем зачищаются стыковые части деталей. Операция необходима для удаления стойкой окисной пленки, которая покрывает нержавеющие стали.

Детали зажимаются в тисках в требуемом положении.

Зона пайки промазывается флюсом.

Зажигается горелка, и устанавливается необходимый режим горения. Пламя должно быть восстановительным, с небольшой нехваткой кислорода (но не до копоти и желтого огня). Пересыщенное кислородом пламя окисляет поверхность металла.

Производится разогрев паяемой зоны до начала изменения цвета детали (при прикосновении, флюс на прутке должен начать плавиться). Прогревать нужно все соединение, перемещая пламя в разные стороны.

Осуществляется офлюсовывание стыка флюсом с прутка — трением последнего по стыку. Если используется неофлюсованный пруток, после прогрева кончика, его нужно окунуть во флюс, чтобы тот покрыл его.

Нагрев зоны пайки доводится до вишневого цвета. Обычно пайка твердыми припоями производится в интервале цветов от темно-вишневого до светло-вишневого.

Расплавляется припой. При достаточном количестве флюса он легко растекается по зоне пайки, затягивается в стык.

После окончания операции производится зачистка спая.

Как паять нержавейку и технология пайки твердым припоем

Пайка нержавейки – это довольно трудоемкий процесс, но вместе с тем больших сложностей здесь нет. Сплавы, содержащие до 25 % никеля и хрома, сплавляются друг с другом довольно просто. Более того, эти сплавы могут создавать прочные соединения с остальными металлами, исключение составляют только магниевые и алюминиевые сплавы.

Но нужно обратить внимание на то, что некоторые никелированные сплавы при нагреве до температуры 500-700 градусов. Могут образовывать карбиды, их уровень выделения зависит от продолжительности пайки, поэтому время процедуры нужно сокращать.

Образующиеся карбиды значительно снижают коррозийную устойчивость нержавеющей стали. Для того чтобы минимизировать выделение карбидов добавляют титан или по завершении пайки проводят дополнительную термообработку. Под действием раскаленного припоя (тиноля) наклепанный нержавеющий материал может растрескиваться, поэтому пайка происходит после отжига, без использования нагрузок во время пайки.

Выбор припоя для нержавейки полностью зависит от таких характеристик: состава стали, условий пайки. Нужно заметить, что изделия, которые сделаны в коррозийных условиях, нужно паять с помощью серебряных тинолей, где в составе находится в небольшом количестве никель. Медь, серебряно марганцовые, а также хромоникелевые припои используются во время печной пайки в сухих условиях.

В роли флюса для обработки нержавейки сегодня чаще всего используют буру. Она наносится на соединение в форме порошка или пасты. Когда бура расплавляется, остальной металл постепенно нагревается до образования ярко-красного каления (850 градусов). При достижении этой температуры, в соединение вводится припой.

Удаление прилипшего к нержавеющей поверхности материала по завершении пайки делают с помощью промывки спаянного изделия в воде, или с помощью песочной обдувки. Соляная или азотная кислота, которые можно использовать при чистке, очень нежелательны на этом этапе работы с нержавеющей сталью, так как они вместе с припоем разъедают основной металл.

Пайка нержавейки в домашних условиях

Пожалуй, все знают, что домашний мастер постоянно сталкивается с бытовыми сложностями, которые ему необходимо устранять самостоятельно. Но нередко случается и так, что нужно сделать работу, связанную с обработкой нержавеющей стали своими руками. Поэтому для этого потребуются определенные навыки, умения и знания. Также нужно будет обзавестись некоторыми материалами и инструментами. Вот перечень всего необходимого:

  • Паяльная кислота;
  • Электропаяльник на 100 Ватт;
  • Оловянный припой для соединения металлов;
  • Напильник или наждачная бумага;
  • Трубка;
  • Металлический трос.

Теперь, когда с инструментом для пайки определились, нужно узнать этапы выполнения действий:

  • Для обработки нержавейки, нужно изначально позаботиться о наличии флюса и электропаяльника мощностью 100 Ватт. Нужно знать, что мощней выбирать паяльник для обработки нержавеющей стали нет смысла. Флюсом служит обычная паяльная кислота. Также не забывайте про то, чтобы под рукой всегда был оловянно-свинцовый припой.
  • Когда все необходимые инструменты и материалы готовы для пайки, можно начинать работу. Сперва необходимо зачистить место соединения нержавеющей стали: выполнить это можно при помощи наждачки или напильника. По завершении очистки рабочих участков необходимо нанести паяльную кислоту с последующей обработкой. Если обработка не получается (припой не прилипает к поверхности нержавейки), то нужно повторно произвести манипуляции с паяльной кислотой тщательно разогретую поверхность, затем выполнить обработку заново.
  • В случае, когда вы сделали вторую попытку, и она не завершилась успехом, и припой опять отстает, то рабочую поверхность нержавейки требуется почистить специальной щеткой, которую можно сделать своими: потребуется кусок трубы сечением 5 мм, куда разместите тонкие жилы, вытянутые из металлического троса. Теперь, нанесите на место пайки кислоту, а после подведите одновременно сюда щетку и паяльник. Затем начните работать двумя инструментами. Нужно отметить, что этот процесс очень хорошо помогает при удалении оксидной пленки с поверхности нержавейки.
  • Когда детали получилось отлудить, начинайте пайку нержавеющей стали, используя в работе паяльник и флюс.

Пайка с помощью газовой горелки

Детали нагревают с помощью газовой горелки или облуженного наконечника паяльника. Во время работы с горелкой необходимо следить, чтобы в пламени находилось не сильно много кислорода, потому что это заставляет окисляться нержавейку. Это можно определить по цвету огня (он должен быть синим), если цвет бледный и огонь слабый, то это указывает на переизбыток кислорода. Чтобы прогреть соединение, горелку нужно плавно перемещать.

Касаясь металла периодически припоем, определяют, качество достигнутой температуры. Нагревание является достаточным, когда припой расплавляется не от пламени горелки, а от касания к металлу.

Затем припой тут же накладывается в ту часть, где нужно сделать стык, при этом детали продолжают нагревать, чтобы припой, плавясь, потихоньку заполнил собой полностью стык. В случае, когда на каком-то участке жидкого припоя не хватает, его нагревают сильнее, чем другие места, и припой сам стекает в него. Явным признаком качественной пайки считается вытекание из соединения излишка припоя.

Работа с твердыми припоями

Пайка нержавейки отлично происходит с помощью текучего, жидкого, флюсованного припоя с пониженной температурой плавления и высокими капиллярными характеристиками. Этот припой довольно эластичен, имеет великолепные раскислительные показатели, которые очень полезны при работе с нержавеющей сталью.

Также сможет справиться с латунью, медью и некоторыми иными материалами. Пайка такими твердыми припоями очень хорошо подходит для нержавейки. Нержавеющая сталь не содержит в себе кадмия, а процентное количество серебра здесь составляет 30 %. Обработка материала твердыми припоями дает хорошие результаты, давая возможность получить долговечное и качественное крепление металлов.

Припой HTS528 сможет справиться с медью, латунью, никелем, бронзой, нержавейкой, а также иными металлами. Наряду с остальными твердыми припоями сегодня, этот тиноль является наиболее востребованным. Выглядит припой, как пруток, обработанный красным флюсом. Размер прутка около 45 см., а масса 20 гр. Температура плавления составляет 760 градусов.

Как выбрать флюс для пайки

Небольшие элементы паяют регулируемыми бензо-воздушными горелками (этот метод приспособлен больше для ювелирных изделий). Более крупные части лучше всего паять ацетиленом. Это же касается и при выборе флюса для нержавеющей стали, так как данный металл очень требователен к флюсу. Флюс для нержавейки состоит из 10 % фтористого кальция, 20 % борной кислоты, 70 % буры.

Читать еще:  Методы пайки мягкими и твердыми припоями

Для небольших деталей из нержавейки можете приготовить состав флюса, который в себя включает 50/50% борной кислоты и буры. Этот флюс нужно развести в воде, затем нанести на деталь, когда он засохнет, то припой будет отлично прилипать к поверхности металла.

То есть, участок пайки не протравливается, а лишь зачищается при помощи наждачки. Медь плохо растекается по поверхности стали, поэтому лучше использовать латунь Л 63. Для более качественной пайки можно также использовать серебро и латунь, изготовив из них припой.

Рекомендации профессионалов

Есть много людей, которые, так сказать, в работе с пайкой «собаку съели». И они делятся личным опытом, полученным на практике, давая полезные рекомендации:

  • Паяльник лучше всего выбирать с необгораемым жалом.
  • Электрический паяльник нужен мощностью 60-100 Ватт. Самый оптимальный паяльник 100 Ватт. Менее мощный паяльник не сможет прогреть металл.
  • Ортофосфорная кислота лучше всего служит в роли флюса.
  • В качестве пропоя желательно применять оловянно-свинцовые прутки. Также можно использовать олово в чистом виде. Нужно сказать, что оловом лучше паять предметы посуды, так как чистое олово в себе не содержит свинца.
  • При работе с пайкой необходимо использовать средства индивидуальные защиты.
  • Пайка обязана происходить в хорошо проветриваемом и открытом помещении.

Основные ошибки во время пайки

Если во время подготовки, выбора материалов или в процессе пайки сделана ошибка, то припой может не растекаться по поверхности и не скреплять детали. Бывает так, что детали перед пайкой были недостаточно качественно зачищены или плохо разогрелись. Зачастую это происходит с изделиями большого размера. Наконечник паяльника после любого сеанса необходимо хорошо очищать, а чтобы была возможность ювелирных работ, его жало время от времени необходимо затачивать.

Чтобы получить качественное соединение, не стоит паять нержавеющую сталь чистым свинцом либо использовать канифоль. Если припой из олова, то работать с ним бывает довольно сложно из-за его слабой консистенции. Если олово не плавится больше чем до состояния теплого пластилина, то, вероятней всего, держать соединение оно не будет, постоянно ломаясь и крошась. Оптимальное состояние олова для крепления – если оно похоже на жидкость.

Качественный припой, который уложен по всем правилам, можно лишь поцарапать, но не отделить от участка спаивания нержавеющей стали. Чтобы не испортить соединение в дальнейшем, после пайки изделию необходимо дать время остыть в состоянии покоя. Когда стык остыл, его чистят от флюса и припоя, которые остались по краям, и затем тщательно промывают с мылом.

Пайка меди

Сварка меди – не самое оправданное технологическое решение. Обладающий специфическими характеристиками металл при нагреве склонен к образованию соединения с кислородом и водородом, которое принято называть закисью меди. Насыщение зоны сварного шва водородом приводит к появлению значительного количества трещин и снижению качества соединения. С учётом вышесказанного, нет ничего удивительного в том, что капризный материал часто удобнее соединять пайкой. Этот процесс не требует наличия сложного оборудования и пайка меди своими руками в домашних условиях возможна так же, как и на производстве. Главное, выбрать правильный инструмент, приобрести подходящие материалы и накопить опыт.

Зависит от задачи

Выбор используемых инструментов и материалов, прежде всего, зависит от выполняемых работ.

  • Одно дело, если речь идёт о пайке проводов или электронных схем. Энергии на их прогрев тратиться немного, а зона соединения ограничена. Тут вполне можно обойтись электрическим паяльником, обычным оловянно-свинцовым припоем и канифолью в качестве флюса.
  • Иные проблемы приходится решать, соединяя между собой детали значительной толщины и массы. Они поглощают значительное количество тепла и, за счёт высокой теплопроводности, быстро остывают, отдавая тепло в атмосферу. Решить проблему помогают газовые горелки или паяльные лампы, а также флюсы, обладающие более высокой эффективностью, чем традиционная канифоль.

Прежде чем приступать к подбору оборудования и материалов, следует определиться с характером предстоящей задачи и её объёмом.

Классический пример

Рассмотрим вариант, который можно считать классическим. Эластичную, обладающую высокой коррозионной стойкостью и даже бактерицидными свойствами, медь хорошо подходит для изготовления труб. Такие трубы – это оптимальный выбор для оборудования водопроводов, применения в пищевой промышленности, а также в различных гидравлических системах. Сделать новые или восстановить повреждённые детали можно с помощью пайки.

Выбор инструмента

Если речь идёт об изделиях значительного размера, отложим электрический паяльник, температура которого достигает максимум 500 градусов Цельсия, в сторону, и приступим к выбору газовой горелки, поскольку паяльные лампы менее удобны для работы. Тут следует учитывать следующие критерии:

  • Температура пламени. Если для домашней мастерской можно ограничиться покупкой устройства, в котором этот параметр достигает 1000 – 1500 градусов, то профессионалу нужно, чтобы температура доходила до 2000 градусов. Это позволит работать с деталями большого размера и использовать тугоплавкие припои и флюсы.
  • Форма и размер пламени. Для точечных работ важно, чтобы оно имело карандашную форму, и было как можно компактнее. Но для пайки больших объёмов меди используется широкое вихревое пламя. Удобно, когда газовая горелка имеет несколько сменных сопел и систему регулировки, позволяющие производить точную настройку.
  • Удобство. Для домашней надобности подойдут и устройства, устанавливаемые на портативные газовые баллоны. Но в производстве лучше применять горелки, присоединяемые к большим газовым баллонам с помощью шланга. Они удобнее в использовании и рассчитаны на долговременную эксплуатацию.

В комплекте с горелкой должен поставляться кронштейн для закрепления сменных жал и сам комплект жал различного размера и сечения. Некоторые пытаются изготовить горелку своими руками. Но это требует специальных знаний и точных расчетов. Гораздо проще купить уже готовый инструмент.

Если припой, то какой

Определившись с инструментом, приступаем к выбору припоя. Прежде всего, следует убедиться, что материал соответствует определённому температурному режиму. По своим характеристикам припои условно делятся на три группы.

  • Низкотемпературные. Их стоит предпочесть, если паяльник или горелка неспособны обеспечить хороший прогрев. Однако прочность соединения в этом случае будет не слишком высокой. Для деталей, работающих под большими нагрузками, такой вариант не подходит.
  • Среднетемпературные. Если паяльная горелка обладает достаточной мощностью, используя такой материал удастся наложить прочный шов с приемлемыми эксплуатационными свойствами. Но, по ряду причин, такие составы не получили широкого распространения.
  • Высокотемпературными. Как правило, при их применении достигается самая высокая прочность соединения. Следует помнить, что не все сплавы меди способны выдержать значительный нагрев. Всё будет зависеть от соединений, входящих в их состав. Но если требуется, чтобы получившийся шов выдерживал высокие нагрузки, придётся остановить свой выбор именно на таком варианте.

Но не только температура плавления отличает один припой от другого. Не менее важен их химический состав. Наиболее распространена пайка меди твёрдым припоем. В ходе такой работы используются смеси, приготовленные по различным рецептам. Они разделены на несколько основных категорий.

  • Оловянно-медные и серебряно-медные. Это – достаточно простые в применении низкотемпературные припои.
  • Медно-фосфорные. Эти высокотемпературные припои удобны тем, что при необходимости могут использоваться без флюсов. Но при низких температурах его механические свойства ухудшаются и, как следствие, падает прочность соединительного шва.
  • Медно-серебряно-цинковые. Они также обладают высокой тугоплавкостью. Среди их достоинств – хорошая пластичность и высокая коррозионная стойкость.
  • Высокотемпературные серебряные припои обладают хорошими механическими свойствами, однако, для их применения обязательно необходим флюс. Важным недостатком является и высокая стоимость материала.

При обилии предложений на рынке, изготовление припоя своими руками не слишком оправдано.

Для изготовления водопроводов и изделий, контактирующих с пищей, использовать составы, содержащие свинец, недопустимо. Причина очевидна – свинец ядовит. Отдельной проблемой является пайка нержавейки с медью. Но и она решается правильным выбором припоя и флюса.

Флюс решает многое

Лучшими флюсами для пайки меди следует считать активные составы, вроде ЗИЛ-2 или Ф-38Н. Хорошо подходят ортофосфорная кислота или паяльный жир. Даже с учётом высокой коррозионной стойкости металла места соединения после окончания работ необходимо как следует промыть. От выбора флюса для пайки зависит и надёжность соединения с нержавеющими сталями или алюминиевыми сплавами.

Чёткие действия

В процессе пайки следует обязательно соблюдать чёткую последовательность операций.

  • Поверхность металла зачищается от грязи и окислов, после чего обезжиривается. Для этого в ход идут металлические щётки, различные абразивы и растворители. Как вариант – спирт.
  • Детали тщательно фиксируются. Если идёт речь о пайке труб, рекомендуется зафиксировать их с помощью специальных струбцин. Это важно не только при выполнении соединения встык, но и в том случае, когда трубы вставляются одна в другую.
  • Металл как следует прогревается. Только после этого, если есть необходимость, на его поверхность наносится флюс. Проще всего это сделать с помощью кисточки.
  • Распределить по поверхности труб заранее измельчённый припой невозможно. Поэтому наносить его следует постепенно, наращивая массу и равномерно распределяя состав по поверхности детали. Следует следить за тем, чтобы материал не приставал к жалу, своевременно производя очистку инструмента. Следует следить за тем, чтобы не оставалось пропусков, а шов получился герметичным.

Соединённые таким образом трубы или другие детали из меди будут способны выдерживать значительные нагрузки и прослужат долго.

Зачем нужна паяльная паста

Что до применения пасты для пайки, то такой материал характеризуется низкой температурой плавления. Применяется он, как правило, в радиоэлектронике. Получившиеся соединения не могут похвастаться высокой прочностью, но обладают хорошей электропроводностью. Поскольку в составе пасты есть уже и флюс и припой, с её помощью можно быстро выполнить большое количество паек небольшого размера, используя обычный электрический паяльник.

Главное – терпение

Собираясь освоить пайку меди своими руками, следует запастись терпением. Эта технология требует опыта и мастерства, которые не приходят сразу. Неудавшиеся первые попытки – это вовсе не повод, чтобы расстраиваться. Тренируйтесь, и момент, когда у вас всё получится, обязательно наступит.

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector