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

Пайка железа оловом

Как к стали припаять олово?

Пайка – это процесс при котором создается соединение металлических частей, за счет химической реакции, которая происходит между металлом и расплавленным припоем. При этом не происходит механического повреждения кристаллической структуры материала соединяемых частей.

Что к чему можно паять?

Не получится паять алюминий или ржавый металл, хромированные объекты, так как на поверхности элементов формируется оксидная пленка, которая будет препятствовать процессу соединения. Выполнять пайку подготовленных поверхностей можно из:

  • железа и нержавеющей стали;
  • меди, олова и латуни;
  • цинка и никеля;
  • серебра.

Как производится пайка стали?

Процесс любой пайки производится в три этапа: очистка соединяемых поверхностей от оксидных пленок, нагрев до температуры плавления припоя, нанесение припоя (пайка).

Так как к стали припаять олово? Что бы выполнить пайку стали необходимо выполнить следующие шаги:

  • С поверхности соединяемых частей убрать посторонние материалы, стружку. Для этого можно использовать металлическую щетку или наждачную бумагу.
  • В зоне соединения, на поверхности частей, необходимо нанести флюс (например, BS-35, при пайке обыкновенной стали, и BS-45, при пайке нержавеющей стали).
  • Нагреть детали до требуемой температуры, соединить и нанести припой.
  • С помощью воды или специального химического очистителя удалить остатки флюса. Если этого не сделать, то на месте пайки появится ржавчина, так как в состав флюса входит хлорид.

Типы нагревателей

Выбор типа нагревателя зависит от размеров и толщины запаиваемых стальных элементов. Если необходимо выполнить пайку стальной проволоки или тонких листов, то можно воспользоваться паяльником с хромоникелевым или керамическим нагревателем, подобрав соответствующую мощность, или же паяльником без нагревателя, который можно разогреть горелкой или на обычной газовой плите. Если необходимо выполнить пайку толстых листов стали, то для нагрева придется воспользоваться газовой или бензиновой горелкой. Во время работы паяльника, на жале будет образовываться окисление, которое будет снижать температуру паяльника.

Для очистки можно воспользоваться либо простой наждачной бумагой, либо специальным очистителем, например, ST-40. Если наконечник паяльника покрыть припоем, то это обеспечит более широкий диапазон теплопередачи и повысит эффективность пайки.

Выбор припоя

Припой – это сплав олова и свинца в определенном соотношении. Соотношение пропорций сплава определяет температуру плавления и вязкость получаемого сплава. Припой подбирается согласно требуемым характеристикам соединения и видам соединяемых материалов. При пайке стали следует использовать без флюсовые припои, а флюс наносить отдельно.

Пайка железа с помощью оловянного припоя

Процесс пайки – это химическое соединение двух металлов с помощью припоя. Причем кристаллическая структура металла не изменяется. То есть, соединяемые части остаются при своих технических характеристиках.

Само соединение получается достаточно надежным, но многое будет зависеть от вида припоя и технологии пайки. К тому же необходимо отметить, что не все металлы могут быть соединены этим процессом. Основные же металлы, особенно стальные (железо), между собой могут быть спаяны.

Три технологии

Существует три технологии пайки железа оловом:

  1. паяльником. Для этого придется использовать мягкие припои с большим содержанием свинца;
  2. паяльной лампой. Здесь потребуются твердые припои с большим содержанием олова;
  3. электрическая пайка железа.

Первый способ применяют в том случае, если железо не будет в процессе эксплуатации подвергаться большим нагрузкам. Второй – это лужение железа оловом, когда оловянный припой наносится на поверхность металлического изделия и растирается по всей его плоскости тонким слоем.

В этой технологии обязательно применяется флюс для пайки. Третий вариант используется в производственных масштабах, для чего применяется специальное оборудование.

Пайка листов жести

Пайка жести (тонкого листового железа) является часто встречаемым процессом в изготовлении металлической тары. Но нередко и в домашних условиях приходится скреплять листы железа между собой, собирая герметичные конструкции. Поэтому перед тем как припаять один лист к другому, необходимо подготовить все нужное.

Для процесса пайки железа с помощью олова понадобится припой с небольшой концентрацией олова, к примеру, ПОС-40, флюс, паяльник и шило.

Флюс в процессе пайки железа выполняет функции растворителя и окислителя одновременно. То есть, сразу происходит смачивание металла и защита от окислительных процессов. В качестве флюсов используют канифоль и соляную кислоту или хлористый цинк и борную кислоту.

Что касается паяльника, то для проведения качественной пайки оловом лучше выбрать электрический инструмент мощностью более 40 Вт. Старый паяльный инструмент, который нагревается от пламени огня, сегодня практически не используют даже в домашних условиях.

Последовательность действий

Вот основные этапы данного процесса:

  • зачистка соединяемых листов;
  • нанесение флюса;
  • разогрев паяльника и лужение;
  • пайка оловом;
  • очистка стыка бензином.

Очистку проводят механическим способом наждачной бумагой. Если загрязнения большие, то придется провести обработку растворителем. Если не удается очистить и таким методом, тогда проводят травление серной кислотой.

Два куска листового железа подносят друг к другу на расстояние 0,3 мм. Их края обрабатывают пастообразным флюсом при помощи кисточки. Жало паяльника очищается наждачкой, и сам инструмент включается в электрическую сеть через розетку. Чтобы проверить, хорошо ли он нагрелся, надо помести его жало в нашатырную смесь, которая должна закипеть.

Теперь проводится этап лужения железа. То есть, с помощью припоя из олова или его сплава обрабатываются края двух листов жести, чтобы покрыть их оловянным слоем, который будет выполнять защитные функции от коррозии металла.

Все готово, остается только запаять два конца листов. Жало паяльника подносится к месту стыка вместе с припоем из олова, и они оба продвигаются плавно по границе соединения.

При этом жало необходимо прижимать не острым концом, а плоской гранью, за счет чего будет прогреваться одновременно и соединяемые детали, что скажется на высоком качестве проведенной пайки железа.

Особенности работы с оцинкованными изделиями

Пайка оцинковки оловом по чисто технологическому процессу от предыдущей ничем не отличается. Но есть в технологии свои тонкие нюансы, которые сказываются на качестве конечного результата.

Нельзя паять оцинковку припоями, в состав которых входит большое количество сурьмы. Это вещество при контакте с цинковым покрытием создает непрочный шов.

В качестве флюса лучше использовать борную кислоту и хлористый цинк. Если сами изделия уже были залужены оловом в процессе производства, тогда в качестве флюса можно применять канифоль.

Когда производится соединение оцинкованного железа (листового) и проволоки, то последнюю надо согнуть под прямым углом, чтобы увеличить площадь контакта двух изделий.

В остальном процесс проводится точно также. Кстати, неважно, проволока была изготовлена из оцинковки или обычной стали.

Есть еще несколько важных позиций, которые надо учитывать в процессе пайки оцинкованных изделий. Если для пайки железа используются припойные стержни на основе олова и свинца, то для них лучше добавлять флюс на основе хлористого цинка и хлористого аммония. Соотношение 5:1 соответственно.

Припой на основе олова и кадмия требует едкого натра в качестве флюсовой добавки.

Если между собой соединяются оцинкованные изделия из железа, в состав защитного слоя которых входит более 2% алюминия, то применяется припой на основе олова и цинка. А в качестве флюса используют соляную кислоту и вазелин (стеарин).

В независимости от того, какие детали или узлы соединяются пайкой, необходимо после окончания процесса и остывания шва промыть место стыка водой, чтобы удалить остатки флюса.

Техника безопасности

Пайка железа оловом – процесс небезопасный. Поэтому надо строго соблюдать меры предосторожности. На руки надеваются защитные перчатки, под паяльник обязательно устанавливается подставка, чтобы разогретое жало не касалось стола и подручных материалов. И сама процедура должна проводиться аккуратно.

Читать еще:  Пайка медных труб ацетиленом

При кажущейся простоте паячной операции, на самом деле это серьезная процедура. И относиться к ней надо с большим вниманием. Что-то упустили, неправильно даже приложили, и можно считать, что качество стыка резко упало. Поэтому важно к каждому этапу подходить ответственно, особенно это касается очистки двух стыкуемых изделий из железа.

Флюс для пайки: особенности, виды, советы

Соединение двух и более неметаллических или металлических материалов и веществ посредством присаживаемого металла, называется пайка. Мы предлагаем рассмотреть, что такое флюс для пайки, как его можно изготовить своими руками, а также рассмотрим характеристики, и как сделать припой для меди, серебра, олова, нержавейки.

Пайка и её особенности

Чтобы получить действительно качественное соединение нужно выдержать специальную температуру в зоне шва. В среднем этот показатель варьируется в пределах 50-100 градусов. Также учитывается то, что температурный порог необходимый для того, чтобы расплавился припой, значительно выше, чем просто для плавления обрабатываемого металла. Положительные качества пайки:

  • полная герметичность соединенных деталей;
  • высокая прочность соединений;
  • значительная экономия времени и затрачиваемых сил, в сравнении со сварочными процессами;
  • на местах спайки образуется специальный слой-пленка, которая противостоит коррозии и окислению металлов.

Виды припоя

Припои – это достаточно специфический ряд веществ, которые должны соответствовать следующим условиям:

  1. Высокие показатели теплопроводности и электропроводности;
  2. Хорошая прочность и высокий коэффициент растяжения;
  3. Коррозионная стойкость;
  4. Преобразование в жидкую среду при воздействии температуры сварки;
  5. Контрастная величина остывания металла пайки и кристаллизации припоя.

Данные вещества варьируются в зависимости от температуры процесса паяния, и бывают мягкие и твердые.

Таблица флюсов

Пайка мягкими припоями

Пайка мягкими припоями может осуществляться только до температуры ниже, чем 400 градусов по Цельсию. Эти вещества позволяют обеспечить образование действительно прочного и одновременно мягкого шва, который не только будет отличаться относительной гибкостью но и хорошими показателями стойкости к коррозии и физическим воздействиям.

К мягким припоям относятся:

  1. Свинцово-оловянные
  2. Припои с малым содержанием олова
  3. Специальные и легкоплавимые

Припой, температура работы у которого 185 ÷ 267˚С – соединяет в себе олово и свинец. Также в небольшом количестве добавляется и сурьма. Перед покупкой обязательно проверяйте ГОСТ, там указана вся информация по припою. Например, ПОС 40 – последняя цифра означает что в данном веществе содержится 40% олова, в среднем сурьмы добавляется от 3 до 5 процентов, все остальное – свинец. Данные припои используются для соединения швов, которые не нуждаются в ответственности, т.е. не нагружены, не подаются битью или постоянной вибрации.

Для пайки также применяется бессвинцовой флюс. Их еще называются малооловянистые соединения. В основном их применяют для соединения небольших плат, контактов на нежных электрических схемах и т.д. Максимально допустимая температура плавления – 330 градусов по Цельсию.

Самые нераспространенные – это припои легкоплавкового типа, температура от 60 градусов до 145. Они приобретаются для низкотемпературной пайки или очень осторожной ручной сварки. В частности, их нельзя назвать основными припоями, т.к.у них очень маленькая прочность и эластичность. Они чаще применяются для повторного или ступенчатого паяния.

В отдельных случаях необходимо изготовление специального состава, его свойства подгоняются непосредственно для материалов, не поддающихся пайке (это флюс для никеля, низкоуглеродистой стали, алюминия, вольфрама и чугуна).

Рассмотрим самые популярные смеси:

  1. Флюсы для пайки алюминия в обязательном порядке должны быть на оловянной основе, также в них содержится бура, цинк, кадмий, но все, же олова в них содержится более чем 99 %. Цинк и кадмий необходимы для повышенной диффузии, которая способна проникнуть даже в глубинные слоя алюминия.
  2. Паста-флюс или гель для пайки микросхем, также такие припои используются для печатных плат.

Флюс гель

Для таких сплавов припои поставляются в виде разнообразных составов относительно густых, прутьев, лент и проволочных катушек (как для сварки). Также бывают чушки, которые наполовину заполнены флюсом из канифоли.

Твердые припои для пайки

Состав флюсов для пайки твердым припоем используется соединения проблемных мест, которые все время поддаются негативному воздействию окружающей среды (вибрации, перепады температур, удары и прочее). В основном это составы для высокотемпературной пайки, о т 400 градусов по Цельсию и выше. К ним относятся:

  1. Припой для твердого сплава из меди и цинка (до 1000);
  2. Фосфор и медь (до 900 градусов);
  3. Чистая медь применятся для процесса пайки высокоуглеродистого железа;
  4. Флюс безотмывочный, для пайки серебром (до 800 градусов включительно).

У твердоплавких припоев также есть свое распределение, они бывают тугоплавкими, с температурой для плавки от 850 градусов, и легкопавкие – с показателем выше данного температурного режима.

Нужно отметить, что смесь меди (используются марки М21, М11 и прочие) и цинка недостаточно распространена, из-за низких показателей прочности и относительно дорогой стоимости в большинстве случаев её успешно может заменить припой из бронзы с цинком или латуни.

Припои медно-фосфорного типа – это заменители очень дорогих серебряных флюсов. Они незаменимы при соединении медных металлов, бронзы, латуни и прочих соединений металлов, которые не должны работать на сгибы или ударные нагрузки. К слову, этот сплав еще называется припой для бесфлюсовой пайки (но не для меди).

Категорически запрещено использовать данные сплавы для пайки железа, черных металлов, низкоуглеродных сталей, т.к. при температурном воздействии и соединении с медью или фосфором образуется очень хрупкий химический элемент – фосфиды железа, который поспособствует тому, что шов разойдется.

Из-за металлофосфористых припоев образуются фосфиды железа, которые являются члишком хрупкими соединениями, и способствуют понижению качества металла, их не советуют использовать для пайки железа.

Видео: Приготовление паяльного флюса своими руками

Самым лучшим вариантом для таких спаечных процессов является серебряные припои. Они наиболее дорогостоящие. И используются также для соединения проводов, капиллярной сетки из проводов, и очень сложных плат из серебряных компонентов.

Прочие типы флюса

  1. Флюсы с ярко выраженными антикоррозийными свойствами. Это соединения на основе кислоты фосфора и растворителя, которые при взаимодействии образовывают органические соединения. Их очень выгодно использовать, потому что после процесса пайки не нужно использовать специальные очистители;
  2. Жидкие флюсы из салициловой кислоты, вазелина, золота и этилового спирта. Это самое удобное соединение для радиаторов, спайки электрических проводов. Этот флюс обеспечивает высокую чистоту шва и его аккуратность;
  3. Для того чтобы изготовить нейтральный флюс для электрических приборов, отличающихся повышенными требованиями к точности (реле времени, выключатели, для соединения контактов мобильных телефонов, и т.д.) понадобится соединения канифоли с воздухом. Канифоль очень низкоактивна и её следует применять только на подготовленных металлах, предварительно очищенных и залуженных; Канифоль
  4. Активированные флюсы – это бура и канифоль. В большинстве случаев она используется для водопроводных соединений и пайки медных труб. Главным отличием является тот факт, что бура плавится при температуре от 70 градусов, при этом, не выделяя абсолютно никаких вредных соединений. Это только одна разновидность; Бура
  5. Еще для того, чтобы приготовить активированные флюсы можно использовать такой рецепт: смешиваем канифоль, анилин, добавляем немного ангидрида, салициловой кислоты и диэтиламина. Это неплохой вариант изготовления пайки для монтажных скреплений.

Общие советы по флюсам

Самодельный флюс для пайки – это не всегда выгодный вариант, иногда его действительно выгоднее купить, тем более, что в большинстве случаев цена позволяет, скажем, smd или bga. На данный момент более сотни отечественных компаний производят флюсы и смеси для пайки и сварки, среди которых мы можем посоветовать лти 120, Brazetec, harris, rma, sanha, welco (в среднем стоимость от 80 рублей).

Читать еще:  Пайка транзистора феном

Продажа осуществляется в любом магазине электрических приборов и рынке во все городах: Екатеринбурге, Минске, Москве, Новосибирске, Харькове, Челябинске Ростове-на-Дону.

Нужно отметить, что в любом случае во время процесса сварки или пайки выделяются газы, которые могут навредить организму, но если пользоваться профессиональными смесями это вред будет гораздо ниже, поэтому остановите свой выбор на известных марках.

Pereosnastka.ru

Обработка дерева и металла

При сборке изделий, изготавливаемых из углеродистых сталей, покрытых цинком методом горячего погружения (цинковое покрытие), часто применяется пайка. Для получения блестящей поверхности в ванну вводят 1% олова, свинца или алюминия. Выпускаются также листы, покрытые цинком, гальваническим способом. Оцинкованное железо в виде листов толщиной 0,25—3,5 мм имеет вес покрытия от 400 до 850 г на 1 м2.

Пайка оцинкованного железа иногда вызывает затруднения вследствие того, что цинковое покрытие с трудом смачивается оловянносвинцовым припоем. Перегрев паяльника при пайке с целью улучшения смачиваемости только увеличивает трудности пайки.

Для подбора флюса на образцах из оцинкованного железа исследовались:
1) концентрированная соляная кислота;
2) концентрированный водный раствор цинкоаммониевого хлорида и 3) подкисленный флюс на основе хлоридов цинка и аммония с добавкой хлористого олова.

Оловянносвинцовые припои, содержащие 60, 40 и 20% олова и сплав с содержанием 82% кадмия и 18% цинка проверялись на растекаемость и на прочностные свойства паяного соединения. Установлено, что припои состава 60% олова и 40% свинца или 50% олова и 50% свинца, в сочетании с подкисленным флюсом на основе хлористого цинка, хлористого аммония и хлористого олова удобны в применении, хорошо растекаются и дают самые прочные соединения.

Рекомендуется следующий процесс пайки. На поверхность на-наносится флюс и дается небольшая выдержка, чтобы произошла реакция. Нагрев и введение припоя производят большим паяльником, слегка натирая поверхности соединения. До начала процесса пайки нагрев открытым пламенем не рекомендуется, хотя в ряде случаев можно применить газовую горелку. Остатки флюса следует полностью удалить.

Затруднения могут возникуть в том случае, если необходимо, чтобы припой затекал внутрь соединения «в замок». Единственная гарантия капиллярного затекания — дать некоторое время, чтобы флюс проник внутрь соединения до нагрева. Иногда заполнению соединения помогает заблаговременное облуживание соединяемых поверхностей припоем. Если необходимо применять некоррозионные флюсы, как например при сборке радиоэлектронного оборудования и приборов, оцинкованную поверхность следует предварительно покрыть припоем.

Области применения

Крупным потребителем оцинкованного железа является строительная промышленность. Большое количество оцинкованного железа идет также на изготовление крыш и стен. Однако в этих случаях соединение отдельных листов производится преимущественно механическим способом.

Пайка применяется там, где необходимы влаго- и воздухонепроницаемые швы, например при соединении водосточных желобов, корыт, электрокабелей, печных труб, воздушных каналов, контейнеров или мусорных ящиков. Оцинкованное железо может также найти применение в телевизионной и радиоэлектронной промышленности для изготовления рам, шасси, кожухов ламп и подобных изделий.

Секреты пайки оловом

Первый секрет пайки

Необходимо правильно использовать флюс и припои для пайки. Припой — это металлический легкоплавкий сплав, спаивающий выводы деталей и провода. Самым лучшим припоем является чистое олово. Поскольку оно дорогое, то используется в редких случаях. Обычно при пайке в радиомонтаже используется оловянно-свинцовый припой — сплав свинца и олова. Такой припой по прочности не уступает чистому олову. Плавится он при 180−200°C и имеет обозначение ПОС, а двузначное число за ним отражает процент содержания олова. Флюсом называются противоокислительное вещество. Он нужен для подготовки перед пайкой проводников и деталей для того, чтобы они во время пайки не окислялись. При отсутствии флюса, припой будет плохо прилипать к поверхности металла.

Второй секрет

Он заключается в чистоте жала паяльника, а также в правильном режиме нагрева. В случае загрязнения жала, им будет трудно работать — припой будет плавиться, но не станет прилипать к поверхности. Обязательно нужно залудить и зачистить жало, покрыть его тончайшим слоем припоя. Для этого нужно разогреть паяльник и его жало зачистить шлифовальной шкуркой или напильником. После необходимо опустить его в канифоль, а потом прикоснуться жалом к кусочку припоя.

Третий секрет

Поверхность пайки должна быть чистотой. Места деталей и проводников, подготовленных к пайке, необходимо хорошо зачистить. Хорошо зачищенную деталь надо положить на кусок канифоля и хорошо прогреть паяльником. Канифоль расплавится быстро, а припой, имеющийся на паяльнике, растечется равномерно по проводнику.

Четвертый секрет

При пайке следует равномерно распределять на поверхности проводника припой. Для этого необходимо поворачивать проводник и медленно двигать по нему жалом. В случае пайки залуженных двух проводников, необходимо плотно прижать их, и приложить к месту касания паяльник. Припой после согрева растечется, заполняя между проводниками все промежутки. Время пайки не должно превысить пяти секунд, припой быстро затвердеет, скрепив прочно детали.

Следует помнить, что во время пайки выделяются для здоровья вредные пары свинца и олова. Нельзя наклоняться и вдыхать испарения над местом пайки. По окончанию работы необходимо обязательно промыть руки водой и мылом и не забывайте проветривать помещение во время работы.

Купить, цена

Компания ООО «Электровек-сталь» реализует цветные металлы по оптимальной цене. Она формируется с учетом ставок на LME (London metal exchange) и зависит от технологических особенностей производства без включения дополнительных затрат. Поставляем полуфабрикаты из олова и его сплавов, оловянные припои в широком ассортименте. Все партии изделий имеют сертификат качества на соответствие требованиям стандартов. У нас вы можете купить оптом самую различную продукцию для масштабных производств. Широкий выбор, исчерпывающие консультации наших менеджеров, доступные цены и своевременность поставки определяют лицо нашей компании. При оптовых покупках действует система скидок.

Пайка сталей и чугуна

1. Конструкционные стали

При пайке углеродистых и низкоуглеродистых сталей легкоплавкими припоями ПОС 40, ПОС 61 в качестве флюсов могут быть использованы главным образом флюсы с ортофосфорной кислотой или активированные хлоридами цинка, олова, меди, кадмия.

По площади растекания мерной навески припоя ПОС 61 при нагреве в течение 54 с при температуре испытания обнаружено, что по мере возрастания активности флюсы для пайки углеродистых и низколегированных сталей можно расположить в следующий ряд: ЛК2, ЛТИ120, водный раствор ZnCl2, 38Н, 10, «Прима 2». Наиболее активны при пайке этих сталей флюсы 10 и «Прима».

Для улучшения качества паяных соединений из углеродистых и низколегированных сталей соединяемые поверхности деталей иногда предварительно подвергают лужению с применением водного раствора хлористого цинка, после чего тщательно смывают остатки флюса. Изделия паяют с флюсами, остатки которых не вызывают существенной коррозии, например, с канифольно-спир-товым флюсом.

Облуженные детали больших размеров паяют непрерывно подогреваемыми газовыми паяльниками или кислородно-водородными горелками; в качестве флюса при пайке в пламени горелок применяют триэтаноламин; считают, что остатки триэтаноламина не вызывают коррозии паяных соединений. Триэтаноламин, в отличие от флюсов ЛТИ120, ЛК62 и т. п., не обугливается в пламени горелок.

Характерно, что среди основ или компонентов припоев весьма слабое химическое сродство с железом имеют: Ag, Bi, Pb, Cd, Сu; слабым химическом сродством с ним обладают Au, Pd, Ga, Ni; более сильным химическим сродством Sn, образующее с ним химическое соединение с закрытым максимумом и монотектику. Сильным химическим сродством с железом обладают такие элементы, как Al, Р, Ga, Si, Ti, Zr, Zn, образующие с ним диаграммы состояния с одним или несколькими химическими соединениями. Это во многом определяет характер их физико-химического воздействия, влияющего на совместимость сталей с припоями. В частности, образование прослоек хрупких соединений на границе со швом наиболее вероятно при содержании в припоях таких компонентов, между которыми с железом образуются химические соединения с открытым или закрытым максимумом при кристаллизации. Критические количества этих компонентов в припоях достаточно малы, и это следует учитывать при выборе системы легирования и соотношения компонентов.

Читать еще:  Флюс для пайки разновидности

Из легкоплавких припоев для пайки сталей нашли применение олово и оловянно-свинцовые припои: ПОС 40, ПОС 61. В паяных соединениях, выполненных этими припоями, образуются твердые растворы железа с оловом, а также прослойка химического соединения FeSn2.

Соединения из оцинкованного железа, паянные оловянно-свинцовыми припоями, содержащими сурьму, имеют меньшую прочность и пластичность, чем соединения из стали или луженого железа, паянные бессурьмянистыми оловянно-свинцовыми припоями, из-за образования хрупких химических соединений с сурьмой по

действующим с железом, способствуют получению более прочных соединений, чем припои типа ПОС или системы Pb—Sn.

Высокотемпературную пайку углеродистых сталей медью ведут в активных атмосферах, в которых восстанавливаются оксиды железа и меди при температуре 1093—1149 °С в водороде и его смесях с эндогазом или азотом. Активность смесей зависит от содержания водорода и паров воды; о влажности водорода и его смесей судят по точке росы, т. е. температуры, при которой из газовой среды начинает конденсироваться вода.

Как известно, оксиды FeO и Рез4, образующиеся на поверхности железа при температуре 20 °С, устойчивы при температуре 300—1000 °С, а в вакууме (р = 6,65• 10 —1 Па) при нагреве до 950 °С. Оксид Fe23 имеет упругость диссоциации при температуре 950 °С Ро2 = 3,15-10

Минимальное содержание водорода в газовой смеси с азотом составляет 6 % при точке росы 21 °С. Экзотермический газ (6— 13% Н2; 5—10 % СО и 5—7% С02) с точкой росы 2—4 °С является обычной восстановительной атмосферой для пайки низкоуглеродистых сталей медью. Для пайки коррозионно-стойких сталей необходима активная газовая среда со значительно более низкой точкой росы, чем для пайки низкоуглеродистых сталей, и с более высоким содержанием водорода (15—30%).

Водород в богатом эндогазе восстанавливает оксиды на стали при температуре 538 °С, а при 316—538 °С может окислять сталь и приводить к образованию на ней голубого налета (оксида).

В последнее время из-за возрастания стоимости природных газов стала экономичной частичная замена их более дешевым азотом.

Водород стоит в 2—4 раза дороже, чем азот, поэтому применение газовых смесей его с азотом также существенно удорожает процесс пайки.

При введении в азот природных газов (4,9 %) возникает необходимость в обеспечении весьма низкой точки росы смеси. Лишь при этом достигается высокое качество соединений, паянных медью, и чистая поверхность стали. Однако при применении паст, содержащих оксиды меди, на поверхности деталей образуются черные рыхлые продукты, содержащие 7 % С, 62 % Си, и возникает опасность науглероживания стали.

В качестве активных газовых сред для пайки сталей медью более экономичными являются смеси азота с метанолом. Метанол разлагается при нагреве, связывая кислород: СН4-С+2Н20. При этом углерод может реагировать с водой и С02, присутствующими в атмосфере. Газовая смесь поступает в печь, охлажденную до 4 °С, а точка росы печной атмосферы составляет 10—12,8°С.

Стоимость метанола немного выше стоимости азота. Экспериментально подтверждено, что атмосфера азота с метанолом обеспечивает получение качественных паяемых стальных изделий при пайке медью и пастой, содержащей оксиды меди. Стоимость про

цесса пайки в среде (N2 +метанол) значительно ниже, чем в атмосфере водорода и азота с водородом. При пайке скорость протекания этой смеси должна быть 9,3—13,9 см/мин.

Соединения из сталей, выполненные медью, медно-цинковыми и медно-серебряными припоями с флюсами ПВ200, ПВ209 или бурой, в том числе легированные кадмием и цинком — ПСр 40, ПСр 45 и др. обладают более высокой прочностью (исключая соединения, паянные припоями, содержащими значительное количество фосфора). Швы соединений, выполненные медью, техническим серебром, латунью, более прочны, чем исходные припои. Так, например временное сопротивление литой меди составляет 186,2— 196 МПа, а стальных соединений, паянных медью в защитной среде,— 343 МПа; в отдельных случаях до 650 МПа (рис. 53, а, б). Временное сопротивление стального соединения, паянного техническим серебром, равно 333 МПа (oв серебра равно 156,8 МПа). Временное сопротивление соединения из стали с 0,6 % С, паянного

в газовом пламени латунью Л63, изменяется в пределах 260— 550 МПа при изменении ширины зазора от 2 до 0,2 мм.

Сопротивление срезу литой меди составляет 127 МПа; стального соединения, паянного медью, равно 166,6—196 МПа. Предел выносливости паяного соединения, как правило, ниже, чем предел выносливости стали. Повышение прочности паяных швов, выполненных медью, обусловлено растворением железа в жидкой меди. При последующем охлаждении паяного соединения в шве могут выделиться дендриты твердого раствора меди в железе. Медь и некоторые медные припои склонны к проникновению по границам зерен железа, низкоуглеродистых и конструкционных сталей.

В качестве припоя при пайке углеродистых и низколегированных сталей иногда используют чугун.

По данным Т. Осава, способ контактной твердогазовой пайки в парах цинка был использован для пайки углеродистой стали, плакированной медью. Состав стали 0,35 % С. Толщина слоя медного гальванического покрытия 10 мкм. Перед пайкой поверхность медного покрытия обезжиривали трихлорэтиленом; нагрев проводили в парах цинка при 860—940 °С. При этом в паяном соединении образовывался сплав Сu—Zn. Пары цинка получали из гранулированного цинка, помещенного в открытые карманы контейнера. Нагрев вели в атмосфере водорода в течение 60 с. Содержание цинка в жидкой фазе зависело от температуры (содержание цинка повышалось с увеличением температуры). При этом в структуре паяного шва образовывались соответственно фазы а, а + B или B. Время пайки должно было быть возможно короче, чтобы предотвратить рост зерна паяемого материала и проникновение припоя по границам основного материала. Наилучшей температурой формирования шва была температура 880 °С. Отмечено, что при контактном твердогазовом плавлении припоя обеспечивается более низкая температура пайки, чем при пайке готовыми припоями того же состава, и более высокое качество паяных соединений.

2. КОРРОЗИОННО-СТОЙКИЕ СТАЛИ

В паяных изделиях применяют коррозионно-стойкие стали: ферритные, легированные хромом; аустенитные и аустенитно-ферритные, легированные хромом и никелем; мартенситные и аустенитно-мартенситные, легированные ферритообразующими элементами — алюминием, титаном, молибденом и т. п.

На поверхности этих сталей образуются оксиды, химически более стойкие из-за растворенного в них хрома. При нагреве в вакууме на поверхности обнаружены только оксиды типа шпинели (FеО-Ме2Оз), тогда как при нагреве на воздухе выявляются, как правило, два вида оксидов Ме2з и FеО . Ме2Оз. Оксиды Ме2з, появляющиеся при более высоких температурах, обогащены хромом, а на поверхности сталей, особенно богатых хро

Автор: Администрация Общая оценка статьи: Опубликовано: 2012.02.11 Обновлено: 2020.03.04

_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector