Твердый припой для пайки меди и стали

Особенности припоев для пайки нержавейки

К нержавеющим сталям относится большая группа сплавов на основе железа и углерода, в которые для придания устойчивости к окислению и последующему образованию ржавчины, введены специальные легирующие металлы.

В качестве добавок обычно применяют хром, никель, молибден. В зависимости от характера дополнительных компонентов, условий эксплуатации сплавов они подразделяются на несколько подгрупп. В большинстве случаев нержавейку сваривают. Тонкостенные детали и склонные к короблению стальные сплавы нужно паять.

C низкой температурой плавления

Все жаропрочные, многие нержавеющие стали предназначены для высоких температурных нагрузок. Мягкие припои для их паяния применяются редко.

В некоторых случаях пайку проводят, используя припой для нержавеющей стали из олова и свинца. Детали нагревают пламенем горелки или паяльника. Рабочие части окунают в расплав.

В маркировке припоев рядом с сокращением ПОС присутствуют цифры, указывающие на содержание олова. Так, в составе ПОС-18 содержится 18 % олова, до 2,5 % сурьмы, десятые доли процента меди, висмута, мышьяка, все остальное составляет свинец.

Припой ПОС-30 включает 30 % олова, до 1,5 % сурьмы, мизерные количества меди, висмута, мышьяка. Остальную часть массы занимает также свинец. Состав ПОС-40 вмещает до 40 % олова, около 2 % сурьмы, незначительные примеси меди, висмута, мышьяка, почти 58 % свинца.

Для проведения успешной пайки нержавеющих сталей необходим флюс. Образованию хорошего шва способствует смесь хлористого цинка и соляной кислоты. Можно как флюс использовать 40 %-й раствор ортофосфорной кислоты в воде.

Иногда облегчает спайку нержавейки предварительное омеднение электролизом. Если электролитическая установка имеется в зоне доступа, процесс не составляет труда, приводит к хорошему спаиванию.

Серебряные

Для пайки нержавеющих сталей широко используются припои на основе серебра. Кроме благородного металла смесь включает цинк и медь. Иногда применяют припойные массы, в которые дополнительно введены никель, фосфор, кадмий, палладий.

Припой для пайки нержавейки с содержанием серебра от 25 % до 45 % при добавлении в зону пайки флюсов гарантирует образование прочного соединения.

Прибавление кадмия приводит к уменьшению температуры плавления массы, увеличивает ее текучесть, способствует образованию прочного и пластичного шва. Важно обратить внимание на процентное содержание серебра.

Если в сплаве содержится кадмий, то минимальная концентрация благородного металла должна составлять 40 %. Иначе качество шва на нержавеющей стали будет плохим.

Добавление никеля и кадмия увеличивают текучесть расплава. Введение фосфора позволяет без флюсов паять омедненные поверхности нержавейки и жаропрочных материалов, используя любые способы нагревания.

Это удобный метод соединения деталей с ограниченным доступом в тех случаях, когда флюс применять сложно. Остатки флюсовой смеси невозможно удалять в труднодоступных местах.

Для особых видов пайки нержавеющей стали применяют серебряные припойные составы, включающие до 15 % марганца или до 28 % меди и 0,5 % лития. Пайка нержавейки твердым припоем, содержащим немного лития, проводится в среде инертных газов.

Жаропрочные сплавы паяют таким составом, используя газообразны флюсы. Прибавление лития в массу увеличивает ее смачиваемость и текучесть. Иногда для улучшения качества соединения при проведении процесса в атмосфере нейтральных газов применяют припойные смеси с добавкой палладия.

Медные

Медь и ее сплавы для пайки нержавеющей стали применяют редко. Это можно делать только при температуре 1120 ℃ в специально очищенных, осушенных средах восстановительного характера.

Если в нержавеющих сталях повышено содержание хрома, алюминия, кремния и титана, в связи с низкой текучестью меди процесс можно проводить только с флюсами в атмосфере пламени ацетилена и кислорода.

В некоторых ситуациях применяют твердый припой для нержавейки из меди и цинка с содержанием последнего до 40 %. При этом добавляют в рабочую зону твердые флюсы.

Такие средства имеют недостатки, связанные с возможностью выгорания цинка. Шов может получаться не очень прочным, хрупким при высоких температурах. Работа требует особой квалификации исполнителя.

Хороший результат дают средства ВПр-1, ВПр-, ВПр-4, в которых основным компонентом является медь. Никеля в этих составах содержится около 30 %, кремния – до 2 %, железа – до 1,5 %, бора – в следовых количествах. Такими средствами можно паять любые нержавеющие стали в печах или пламени горелки.

Специфические особенности имеет припой ВПр- 41. Он относится к самофлюсующимся композитам. Функции флюсов выполняют добавки калия, натрия, лития и фосфора.

Они удаляют имеющиеся оксиды, препятствуют образованию новых продуктов окисления, улучшают поверхностное натяжение припоя. Пайку можно проводить без применения защитных газов под действием токов высокой частоты, обеспечивающих быстрый нагрев.

Никелевые

Среди нержавеющих сталей отдельную группу составляют жаропрочные сплавы. К ним предъявляются особые требования.

Припои, в основе которых содержатся серебро, медь, марганец обеспечить должную стойкость швов при высоких температурах не могут.

Для таких нержавеющих сталей подходят припои из никеля, хрома и небольших количеств бора, бериллия или кремния. Они выпускаются в виде порошков или паст.

В вакууме, среде инертных газов данные смеси успешно растекаются по нержавеющей стали. Образующиеся швы не окисляются, обладают термической стойкостью, но имеют низкую пластичность. Несколько повысить пластические свойства соединения можно проведением отжига параллельно с пайкой.

Для пайки всех нержавеющих сталей, включая жаропрочные, также применяют припои, состоящие из 70 % марганца и 30 % никеля. Встречаются разновидности данных смесей с добавками хрома или хрома с железом.

Полученные швы отличаются стойкостью при любых температурах. За границей применяется аналогичный припой с примесью палладия. Стоимость этого металла велика. Однако цена оправдывается высокими показателями качества шва, возможностью пайки деталей с большими зазорами.

Как выбрать

Существует большое количество марок нержавеющих сталей. При выборе припоя нужно обратить внимание на состав сплава, из которого сделаны детали, планируемый метод пайки, конструкцию изделия в целом. Следует определиться со сроками выполнения пайки и требованиями к качеству соединения.

Желательно провести пробную пайку с конкретным материалом, проверить при выполнении работы в конкретных условиях достоверность всех заявленных свойств.

Пайка меди в домашних условиях

Мягкие металлы довольно сложно поддаются термической обработке. Пайка меди, латуни и бронзы в домашних условиях чаще всего выполняется твердым припоем, хотя иногда используются специальные пасты.

Теория

Медь – один из древнейших металлов, который используется людьми для создания различных украшения, приспособлений и коммуникаций. Характеризуется высокой пластичностью и розовато-красным цветом, иногда с золотистым оттенком. В домашнем хозяйстве медь наиболее часто применяется в водопроводных трубах, в отоплении, т. к. она не поддается коррозии и устойчива к перепадам температур.

Фото — медные соединения

Существует множество видов пайки, для меди применяется капиллярная. Она позволяет максимально аккуратно и прочно соединить две части трубопровода или радиодеталей. Также это термическое воздействие делится на:

1. Высокотемпературное;
2. Низкотемпературное.

Высокотемпературная пайка характеризуется более высокой прочностью шва. Помимо этого она позволяет обеспечить соединению термоустойчивость, что очень важно для различных коммуникаций. Но при этом, этот вид работ не используется на резьбовых соединениях. Для проведения такой пайки требуется специальное оборудование – горелка с пьезоподжигом и ацетилом, пропаном.

Фото — медные элементы

Низкотемпературная используется при работе с мягкими припоями (пастями, гелями). Главное достоинство этой методики – простота и легкость проведения работ. Проводится при температуре ниже, чем 425 градусов, поэтому спайка может производиться даже паяльником. Он заключается в том, что под воздействием определенной температуре припой, нанесенный на зазор между деталью и соединяемым участком, расширяется, закрывая собой зазор.

Фото — процесс пайки

Также есть одно важное правило, которое нельзя нарушать ни в коем случае. Пайка меди и алюминия, или алюминия с латунью строго запрещена. Она выполняется для электрических проводов, например, если нужно разветвить проводку в старых домах. Это запрещено из-за разности линейного теплового расширения металлов и вероятности короткого замыкания в месте стыка.

Инструменты для пайки

Перед началом работы нужно подготовить специальные инструменты и приспособления для пайки медных соединений. Вам понадобится:

1. Газовая или кислородная горелка для пайки меди (с азотом, ацетатом и т. д.);
2. Припой (для капиллярной пайки согласно ГОСТ Р 52955-2008);
3. Щетка (жесткая, но не металлическая) и абразивная бумага для зачистки медных соединений;
4. Фитинги или другие соединяемые элементы;
5. Паяльный флюс.

Нужно отметить, что если работа производится на трубных соединениях, то еще может понадобиться фаскосниматель, расширитель, специальное устройство для резки. Все эти приспособления можно найти у профессионального сантехника, чтобы не покупать их.

Фото — горелка

Горелки для меди бывают: профессиональными (для работы с твердыми припоями), для разогрева труб и пайки мягкими пастами, полупрофессиональными или комбинированными. Также есть специальные фены, которыми производится мягкая пайка. Они позволяют быстро разогреть место стыка температурой до 650 градусов.

1. Твердые. Они представлены стержнями определенного диаметра, который подбирается исходя из определенного зазора при соединении. Используется при соединении меди с железом в системах водоснабжения, подвода газа и системах кондиционирования. Этот припой может быть с фосфором или серебром; Фото — твердый припой
2. Мягкие могут быть как в виде пасты, так и тонкой проволоки до 3 мм диаметром. Они производятся со свинцом, оловом. Также иногда процесс осуществляется ортофосфорной кислотой.

Также для соединения медных сплавов обязательно нужно использовать флюс. Он выполняет несколько полезных функций: способствует лучшему растеканию припоя по металлу, защищает место обработки от кислородной пленки, очищает шов от окиси. Флюсы бывают с бурой (для различных высокотемпературных припоев), применяется для среднеплавких соединений золота, меди, бронзы, чугуна, нержавейки. Внешне они выглядят как паста, наносятся специальной кистью.

Фото — флюс-паста

Щетки и абразивные листы (наждачная бумага) нужны для того, чтобы после окончания работ удалять с места шва остатки припоя. Фитинги подбираются исхода из потребных соединений (они могут быть разветвляющими, угловыми, изогнутыми и т. д.).

Фото — паяльник

Сварка

Рассмотрим, как осуществляется трубная пайка меди и своими руками:

1. Любая технология подразумевает подготовку трубы. Вам понадобится обрезать коммуникацию до нужного размера и обработать концы фаскоснимателем. Это нужно для того, чтобы следующий элемент при соединении не повредился и получилось максимально жесткое сцепление деталей;
2. На край трубы из меди наносится флюс для пайки, его же намазывают на фитинг или другую трубу. После нужно аккуратно вставить коммуникации друг в друга. Если распайка производится самофлюсующимся припоем или электродом, то флюс можно не использовать;
3. В стык вставляется выбранный припой. Нужно отметить, что если используется паста, то её нужно наносить после флюса. Под воздействием определенной температуры вещество начнет плавиться, заполняя собой свободное пространство в трубе. Очень важный момент: на припой нельзя воздействовать прямым огнем, он должен расплавиться только от тепла разогретой трубы; Фото — пайка с припоем
4. Если используется лужение, то флюс и припой наносятся очень тонким слоем, иначе в противном случае, на месте пайки образуется некрасивый объемный шов. Если осуществляется ремонт замков или радиодеталей (usb, контактов), то это может нарушить процесс работы элемента;
5. После окончания нагрева инструмент убирается. В этот момент трубу нельзя двигать – соединение еще слишком пластичное, при повороте металлических отводов можно повредить крепление. Остывают медные трубы естественным путем;
6. Остается только удалить остатки припоя или флюса щеткой, абразивной бумагой или кистью. Место стыка не рекомендуется переохлаждать первые сутки, когда процесс застывания металла не завершен. Фото — после зачистки

Купить все необходимые инструменты, которыми производится пайка бронзы или меди, можно в любом электрическом магазине, цена зависит от категории. Горелки стоят от 3 долларов до нескольких десятков, стоимость припоя начинается от 5 у. е., флюса – от 3.

Припой для пайки медных труб

Автор: Игорь

Дата: 22.07.2016

• Статья
• Фото
• Видео

Медь относится к тем материалам, которые лучше спаивать, чем сваривать, особенно, если речь идет о трубах с тонкими стенами, которые активно используются в отопительных, водопроводных и газовых системах в коммунальном хозяйстве и других сферах. Чтобы процесс прошел качественно, следует правильно подобрать припой для пайки медных труб. Данный металл хорошо поддается пайке, так что справиться с этим процессом может даже человек без большого опыта. В основном это относится, когда идет работа с чистым металлом, а не пайка нержавейки с медью и прочее. Во время этого процесса структура металла труб не меняется, а сам припой обладает достаточно хорошими характеристиками, чтобы выдержать предстоящие нагрузки.

Необходимость в пайке возникает как при монтаже оборудования, так и при его ремонте, так как нередко тонкостенные трубы могут быть поврежденными . Медный припой, как и сама медь, должен отличаться высокими антикоррозийными свойствами. Также он не должен зарастать различными отложениями биологического происхождения. При всем этом он должен быть пригодным для качественной пайки, чтобы не портить структуру металла и была возможность прослужить несколько десятилетий после использования.

Пайка медных труб

Припой для пайки медных труб отлично подходит как для самой меди, так и для ее сплавов с цинком, свинцом, оловом, сурьмой, фосфором, железом, марганцем или никелем. Несмотря на то, что в сплавах металлов имеются окислы, он легко удаляются при помощи флюса, так что припой для пайки меди не встречает проблем на своем пути. Остальные металлы могут образовать оксиды, которые сложно растворяются флюсами, поэтому, с ними уже могут возникнуть проблемы. Во время пайки медных труб используется нахлесточный тип соединения. Это позволяет достичь конструкции максимальной прочности, что увеличивает срок ее эксплуатации. Чтобы соединение имело достаточно большую прочность, нахлест должен быть, как минимум, 5 мм. В отличие от тех случаев, когда происходит сварка тонкого металла электродом, здесь можно делать шов любой толщины и это ни как не повлияет на качество соединения. При пайке оставляется небольшой зазор, чтобы припой для пайки медных труб равномерно втянулся в отверстие и заполнил собой все промежутки для создания герметичной латки. Современные варианты данного расходного материала изготавливаются согласно ГОСТ 52955-2008.

Процесс пайки медных труб

Разновидности

1S относится к мягким припоям. У него в составе имеется серебро. Он подходит не только для труб из меди, но и для бронзовых изделий, латуни, которые применяются как для горячего, так и для холодного водоснабжение. В его составе нет флюса, так что приходится использовать его дополнительно или применять пасту.

Припой 1S для пайки медных труб

Rosol 3 является мягким припоем, который для своей работы требует дополнительное использование флюса. Температура плавления у него относительно низкая и составляет 240 градусов Цельсия, что помогает беспроблемно работать с тонкими изделиями. Он пригоден для медных, латанных, бронзовых труб и фитингов. После применения одинаково хорошо проявляет себя как при высоких, так и при низких температурах.

Припой Rosol 3 для пайки меди

Rolot 94 относится к припоям твердого типа. Это высококачественный материал для работы с медью, латунью и красной бронзой. Лучше всего его использовать для щелевой и капиллярной пайки труб, которые ставятся без фитингов. Это припой для пайки медных труб имеет достаточно высокую рабочую температуру, которая достигает 730 градусов Цельсия, так что с тонкостенными материалами его не стоит применять. Отличительной особенностью его является большой интервал плавления.

Медный припой rolot 94

Rolot 2 является специальным твердым припоем, так как не нормирован. В его составе имеется низкий уровень содержания серебра. Он подходит для стандартных процедур пайки и хорошо обеспечивает процедуры монтажа.

Припой Rolot 2 для пайки медных труб

В особую категорию можно отнести припои для пайки пищевой меди, так как они не должны содержать ни каких вредных веществ, которые бы смогли повредить здоровью. Среди них выделяют следующие варианты:

• Оловянно-медный – низкотемпературный материал, который быстро расплавляется, при этом образуя высококачественное соединение, стойкое к воздействию коррозии. Состав – (S-SN97Cu3).

• Медный, с добавлением цинка и серебра, при этом основным материалом здесь является серебро, так как составляет целых 44%, тогда как меди всего лишь 30%, а цинка – 26%. Это высокотемпературный припой для пайки медных труб, который дает пластично, но при этом прочное соединение, не поддающееся коррозии и обладающее высокой теплопроводностью.

Медный припой с серебром

• Серебряно-оловяный – низкотемпературный материал, который быстро расплавляется, при этом образуя высококачественное соединение, стойкое к воздействию коррозии. Состав – (S-Sn97Ag5).

• Медно-фосворный – высокотемпературный материал, который может использоваться без дополнительного применения флюса. Дает прочный шов, эластичность которого напрямую зависит от температуры. В составе медь занимает 94%, а фосфор – 6%

• Припой для пайки меди серебром относится к высокотемпературным. Шов получается прочным и одновременно пластичным. Следует использовать дополнительный флюс. Большим недостатком является высокая стоимость.

Припой для пайки меди серебром

Физико-химические свойства

Физические свойства материала определяются его составом и должны максимально соответствовать тому металлу, с которым они будут спаиваться, но при этом припой для пайки медных трубок должен иметь более низкую температуру, чем основной металл, чтобы не повредить его и не поменять структуру, что особенно опасно с тонкостенными трубками. Исходя из всего этого, можно выделить два основных физических свойства, по которым делятся данные материалы:

• Низкотемпературные, которые обладают относительно низкой температурой плавления, которая не превышает 450 градусов Цельсия. Как правило, это сказывается на прочности шва, так как спайка не рассчитана на высокие нагрузки. Физические свойства металла не меняются, в том числе и прочность.

Низкотемпературные припои для пайки медных труб

• Высокотемпературные припои для меди. Прочность соединения при такой разновидности повышается, но под воздействием температуры может уменьшиться прочность самого материала, так как в некоторых случаях температура достигает 800 градусов и выше, что создает эффект отжига на металле.

Высокотемпературные припои для пайки медных труб

Припои и флюсы для пайки газовой горелкой

• Технология пайки
• Механизация процесса

• Технология пайки
• Механизация процесса
• На верх arrow_upward

При пайке газовой горелкой применяются как легкоплавкие припои на свинцовооловянной основе, так и тугоплавкие припои на медной и серебряной основах. Для удобства пайки газовой горелкой припой лучше всего брать в виде проволоки или прутка. Применение такого припоя удобно еще и тем, что при необходимости добавить флюс во время работы горячий конец припоя просто погружают во флюс, который быстро налипает на него.

Пайка медноцинковыми припоями при помощи горелок сопровождается интенсивным испарением цинка; для предотвращения этого к латуням следует добавлять 0,2—0,4% кремния или олова, что уменьшает окисление и испарение цинка. Наиболее хорошие результаты дают серебряные припои с медью и цинком. Эти припои могут применяться для пайки стали, чугуна и всех сравнительно тугоплавких цветных металлов, температура плавления которых выше, чем припоя.

Для пайки соединений из меди, не испытывающих в работе ударных и вибрационных нагрузок, используются чаще всего меднофосфорные припои, пайка которыми возможна без применения флюса, так как фосфор, входящий в состав припоя, сам является флюсом.

Если при паянии горелкой применяются легкоплавкие припои, то при этом, так же как и при пайке паяльником, в качестве флюса применяются растворы хлористого цинка и нашатыря. При паянии стали и медных сплавов тугоплавкими припоями применяются чаще всего смеси буры и борной кислоты. Состав этих смесей подбирается таким образом, чтобы температура плавления флюса была несколько ниже температуры плавления припоя.

Технология пайки arrow_upward

Перед пайкой горелками прежде всего необходимо обезжирить подлежащие пайке места и очистить их от окалины или ржавчины. Подготовленные таким образом изделия промывают, тщательно высушивают, покрывают флюсом, собирают с заданным зазором в приспособлениях и укладывают на верстаке таким образом, чтобы во время пайки обе руки паяльщика оставались свободными, так как в правой руке рабочий держит горелку, а в левой припой. Иногда деталь в собранном виде может быть установлена и без дополнительного приспособления при условии устойчивого положения во время паяния.

Разогрев изделия пламенем производится таким образом, чтобы обеспечить равномерный прогрев всего паяемого соединения, для чего горелку все время передвигают вдоль шва. Для того чтобы получить быстрый и равномерный нагрев шва, необходимо тщательно следить за правильным строением факела пламени. Хорошо отрегулированное пламя должно иметь темное ядро, среднюю зону и экое наружное пламя с резкоочерченными контурами. При избытке кислорода пламя резко укорачивается; при избытке горючего средняя зона факела исчезает, а пламя сильно удлиняется и теряет резкость очертаний; при дальнейшем увеличении избытка горючего пламя становится коптящим.

Наиболее высокую температуру имеет пламя около конца ядра. Так как для паяния обычно требуется температура не выше 1000—1100°, то при работе с высокотемпературным пламенем (например, ацетилено-кислородным) разогрев шва производят более холодной наружной частью факела. Когда место пайки нагрето до температуры плавления припоя, к шву подводится конец покрытого флюсом прутка припоя, который расплавляясь, заполняет шов.

В случае применения порошкообразного припоя его смешивают с флюсом и заранее наносят на спаиваемые поверхности. Во избежание окисления припоя и возможности его расплавления до того, как основной металл достигнет нужной температуры, не следует направлятьпламя горелки непосредственно на припой; лучше держать пламя впереди места пайки, так как припой сам хорошо затекает в более горячие места. Чтобы избежать выгорания припоя и увеличить эффективное действие флюса, необходимо место спая прогревать возможно быстро. Пламя горелки должно быть нейтральным или слабо восстановительным.

По окончании пайки изделие во избежание смещения паяемых деталей не трогают до полного затвердевания припоя. Во время процесса пайки необходимо следить за тем, чтобы все участки паяемых поверхностей были покрыты флюсом, в противном случае незащищенные места окислятся и прочность спая значительно снизится, а иногда и вообще не образуется никакого соединения. После пайки остатки флюса и образовавшиеся окислы удаляются механическим путем или кипячением изделия в воде.

Механизация процесса arrow_upward

Для ускорения пайки и обеспечения стабильности качества паяных соединений процесс паяния газовыми горелками может быть сравнительно легко механизирован. Простейшим способом механизации является паяние крупногабаритных изделий сразу несколькими стационарно установленными горелками. При таком способе пайки процесс значительно упрощается и продолжительность его сокращается в несколько раз.

Иногда при паянии горелками применяют конвейерные устройства, например, карусельного типа. В этом случае пока на одном изделии производится пайка, другие изделия подогреваются перед пайкой или охлаждаются после нее.

Твердые припои для пайки

Офлюсованный припой для пайки алюминия Castolin 192FBK 2мм (оригинал)

Припой для пайки алюминия с флюсом Castolin 196FC (оригинал)

Твердый припой покрытый флюсом Castolin 18 XFC (оригинал)

Медно цинковый припой 2мм (пруток с флюсом) Utp 1 М для пайки стали, чугуна, меди и медных сплавов

Твёрдый высококачественный медно-фосфорный припой 2мм (FOS 60) Utp 3706

Твёрдый серебряно (5%)-медно-фосфорный припой 2мм (Silverfos 5) Utp 35

Серебряный (20%) медно-цинковый припой с флюсом 2мм (Fluxalloy 27 S) Utp 7 M

Серебряный (40%) медно-цинковый припой с флюсом 2мм (Fluxalloy 47) Utp 3040 M

Проволока для сварки чугуна ПАНЧ-11

Флюс для пайки бура

Сухой нашатырь для пайки

Выбираем твёрдый припой с флюсом для пайки газовой горелкой.

Отличие от сварки.
При помощи газовой горелки можно как сваривать предметы, так и соединять их методом пайки.
В первом случае газосварщик расплавляет кромки заготовок до температуры плавления. В образовавшуюся сварочную ванну вводится присадочный материал и, в результате их слияния, получаем неразъёмный стык за счет установления межатомных связей между ними.
Во время пайки пропановой горелкой также нагреваются края соединяемых деталей, но не до состояния их плавления, а до температуры немного превышающей плавление прутка твердого припоя (серебряный, медно-цинковый, медно-фосфорный). При его застывании все элементы соединяется в единое целое

Одними из преимуществ процесса являются:
— Возможность быстро исправить соединение без резки, разборки и новой переустановки (что исключено при сварке).
— Мало видимый шов (есть работы где его эстетичность имеет значимость) с которым не может соперничать даже аргонодуговая сварка.
— Разнородность металлов и материалов. Чем ещё можно неразъемно соединить титан и сталь или медный и алюминиевый провод?
— Получение соединений более прочных, чем основной металл. Типичный пример твердосплавные пластины токарных резцов, которые в процессе обработки деталей испытывают на себе сжимающее, вибрационное и ударное воздействие.
— Минимальная стоимость вложений. Насадка-горелка, одноразовый баллончик и стержень твёрдого серебряного припоя с флюсом не сопоставимы по цене с любым сварочным аппаратом.

Самым простым способом соединения является низкотемпературная пайка мягкими припоями на основе олова. Для этого требуется минимум: электрический паяльник и оловянный пруток. Основные недостатки соединения: низкая механическая прочность и термоустойчивость.

Твёрдые медно фосфорные припои для пайки меди и латуни.

Медь является основой большинства припоев, в том числе и в паре с фосфором.
Данный вид используется для соединений меди (можно без флюса) и изделий из её сплавов (стальные не рекомендуется). Это:
— трубки теплообменников, холодильной техники и систем кондиционирования;
— отопительные системы и топливные трубопроводы;
— водопроводные и даже газораспределительные сети низкого давления;
— электротехническая промышленность (швы характеризуются высокой электропроводностью).
То есть все виды работ, где нет температурных ограничений по использованию.

При работе твёрдым медно фосфорным припоем для медных труб небольшого диаметра и тонкой стенкой можно применять насадки на пропановые баллончики. Для труб начиная с ∅ 25-28 мм требуется пропановая горелка с подачей кислорода.
Стандартные палочки имеют круглое сечение (бывают и квадратные) диаметром 1,5-2 мм и длиной 500 мм.

Меднофосфорные припои считаются среднеплавким (700-850°C) с высокой прочностью на растяжение, коррозионно-устойчивостью; хорошей растекаемостью по поверхности, но низкой стойкостью к изгибам, кручению, вибрациям и ударам.

Серебряные припои для пайки горелкой стали, нержавейки.

Универсальный присадочный материал с отличной смачиваемостью для меди, титана, чугуна, никеля, любых видов сталей и разнородных металлов.
Основу химсостава составляет серебро и медь (для понижения точки плавления легируют кадмием, оловом, цинком). От процентного содержания первого меняются свойства, область применения и зависят: цена, вязкость, способность противостоять коррозии и изгибающим деформациям, лучшая затекаемость в самые тонкие щели и другие технологические свойства.
Твердые медно серебряные припои до ПСр20 являются определённой альтернативой медно-фосфорным (эксплуатационные характеристики выше, но и цена значительней). Обрабатываемые материалы: медь и её сплавы.
Диапазон содержания Ag от 20 до 45% является самым популярным в машиностроительной промышленности, электротехнике, обслуживании климатической техники, ремонте изделий из пищевой и медицинской нержавейки, при напайке твердосплавных пластин дерево- и металлообрабатывающего инструмента.

Уменьшение в серебросодержащем припое меди увеличивает его скорость расплавления, ширину шва и спектр металлов с которыми он может работать. Цвет также меняется от жёлтого, к свело-жёлтому, белому и максимально приближенному к серебряному.
Широкому распространению припоев с высоким содержанием серебра, которые вполне могли бы заменить все другие виды, мешает их стоимость. Иногда дешевле приобрести новую деталь, чем пытаться её отреставрировать с их помощью.

Прутки с оболочкой из флюса или без него.

Соединяя медные заготовки при помощи медно фосфорных прутков, можно не использовать флюс. Во всех остальных случаях необходимо применять вещества, которые растворяют и удаляют окисную плёнку, улучшают растекание припоя, уменьшают поверхностное натяжение расплавленного металла.
Для каждого твёрдого припоя применяется определённый флюс. Но тратить время на его приготовление не всегда экономически целесообразно (плюс, не верно приготовленный состав может быть причиной образования полостей с включений флюса, что не даст герметичности).
Популярностью пользуются медно фосфорный и серебряный припой в прутках уже покрытых флюсовой обмазкой, соответствующей его химсоставу.

Некоторые производители не только маркируют каждое изделие указывая покрытие и номер партии, но и делают флюсовую оболочку разноцветной. Это удобно в тех случаях, когда после предыдущих действий остались коротенькие “огарки” идентифицировать которые по другому невозможно.

Припои

В настоящее время на рынке существует огромное количество материалов для пайки, таких как различные пасты, флюс-гели, жидкие флюсы, мягкие и твердые припои, а также разнообразные вспомогательные материалы, например, резисты, клеи и герметики. Данная статья поможет сориентироваться в огромном ассортименте припоев от различных производителей и не ошибиться с выбором. Чтобы правильно выбрать припой для пайки, нужно учитывать ряд особенностей: вид соединяемых металлов или сплавов, способ пайки, размеры деталей, механическая прочность и коррозионная стойкость соединения, значения усадочного напряжения, коэффициента теплового расширения, температурные ограничения и т.д. В простом понимании, пайка – это соединение двух металлических элементов между собой с помощью расплавленного припоя (сплава), имеющего меньшую температуру плавления, чем основной металл. Температура плавления припоя должна быть минимум на 50°С ниже температуры плавления спаиваемых элементов. Как правило, в состав припоя в разных долях входят несколько компонентов — олово, свинец, кадмий, сурьма, цинк, фосфор, висмут и медь, и, варьируя соотношения этих компонентов, можно получать припои с разной температурой плавления.

По температуре плавления припои делят на мягкие (легкоплавкие) и твёрдые (тугоплавкие). К мягким относятся припои с температурой плавления до 300 °C, к твёрдым — выше 300 °C. Кроме того, припои существенно различаются по механической прочности. Мягкие припои имеют предел прочности при растяжении 16—100 МПа, а твёрдые — 100—500 МПа. Мягкие припои, в основном, представлены оловянно-свинцовыми сплавами (ПОС) с содержанием олова от 10 (ПОС-10) до 90% (ПОС-90), остальную часть сплава составляет свинец. Проводимость этих припоев составляет 9—15% чистой меди. Большое количество оловянно-свинцовых припоев содержит небольшой процент сурьмы (такие припои обозначаются ПОССу). Температура плавления ПОС лежит в пределах от 180 до 280 °C.

К мягким припоям относятся также и бессвинцовые припои. Бессвинцовые припои не содержат в своём составе свинца. Разработка таких припоев связана с токсичностью свинцовых паров. Несмотря на свою экологичность, почти все бессвинцовые припои имеют меньшую текучесть (смачиваемость), чем оловянно-свинцовые. Для улучшения текучести применяются флюсы со специальными составами. На данный момент ни один из бессвинцовых припоев не считается полной заменой оловянно-свинцового. Ведутся дальнейшие исследования по разработке нового типа бессвинцового припоя. Характеристики шва, выполненного бессвинцовым припоем, особенно после длительной эксплуатации, хуже, чем у припоев, содержащих свинец.

Пайка мягкими припоями

Часто в связи с отсутствием сведений о припоях работник предпочитает применять припои с высоким содержанием олова, хотя необходимость применения таких припоев не всегда обоснована. Правильность выбора припоя может быть гарантирована только при наличии подробных сведений о его свойствах.

Оловянно-свинцовые припои марок ПОС 18, ПОС 30, ПОС 40 имеют более высокое сопротивление срезу, чем чистые олово и свинец, и потому при их применении получается более прочный шов. При этом вязкость припоя ПОС 18 несколько лучше, чем у припоя ПОС 40, причем он незначительно отличается от последнего по прочности. Припой ПОС 50 вполне может быть заменен припоем ПОС 40 и ПОС 30. Информация о твердости припоя важна, так как более твердые припои лучше сопротивляются истиранию, чем мягкие. Все преимущества в этом отношении будут за припоем ПОССу 4 — 6. Остальные припои (ПОС 18, ПОС 30 и ПОС 40) имеют несколько меньшую твердость. Ударная вязкость (сопротивление удару) имеет наибольшее значение для чистого олова, но припой ПОС 40 и ПОС 30 немногим отличается в этом отношении от олова. Поэтому припой ПОС 40 может быть применен в особых случаях, где места спайки подвергаются сильной вибрации. Для обычных условий работы, где вибрация небольшая, применяют припой ПОС 18.

Температура плавления припоя имеет большое значение, ведь именно от нее зависит выбор метода пайки. Наиболее низкой температурой плавления обладает припой ПОС 62, содержащий 62 % олова. Этот припой применяют в случаях, когда при пайке нельзя перегревать детали, например, при соединении очень тонких проводов. Возможность применения в таких случаях тройных легкоплавких сплавов, в которых низкая точка плавления достигается добавкой третьего компонента (например, висмута), исключается, в связи с тем, что тройные сплавы не обладают такой высокой вязкостью, как двойные сплавы. В настоящее время припой ПОС 62 применяют редко, так как перегрев при пайке легко избегается при использовании припоя ПОС 40 очень тонкого сечения, например, в виде проволоки диаметром 1—2 мм. Под действием паяльника расплавление тонкой проволоки происходит быстро, вследствие чего уменьшается до минимума время воздействия высокой температуры. Практика показала, что по прочности спайки припой марки ПОССу 4—6 равноценен припою марки ПОС 30, это действительно для всех материалов, кроме оцинкованного железа и меди. При этом припой марки ПОС 40 в большинстве случаев обладает наибольшей прочностью и в этом отношении превосходит и высокооловянный припой марки ПОС 62, и чистое олово. Поэтому для получения шва максимальной прочности ни в коем случае не следует применять чистое олово.

Бессвинцовые мягкие припои наилучшим образом подходят для пайки и лужения меди и медных сплавов. Особенной популярностью бессвинцовые припои пользуются при монтаже медных трубопроводов и при пайке медных фитингов. При этом различают бессвинцовые припои с содержанием серебра и без содержания серебра. Серебро в припое повышает его текучесть и адгезию, а также улучшает пластичность конечного соединения. Пайка мягкими припоями допускается вплоть до 54-го диаметра трубы. Медные трубы большего диаметра паяются уже твёрдыми припоями. Пайка твёрдыми припоями.

Как уже отмечалось ранее, твёрдые припои являются тугоплавкими и обладают повышенной стойкостью к разрыву и истиранию. Твердые припои идеальны для пайки инженерных систем из меди, латуни, бронзы, стали, чугуна, никеля, а также алюминия. Использование твердых припоев особенно рекомендуется на трубах диаметром свыше 42 мм, а также на трубах под высоким давлением и/или подверженных длительной вибрации. По аналогии с мягкими припоями, твёрдые припои также могут иметь в своем составе серебро. Серебро влияет на текучесть, пластичность и адгезию припоя. Чем выше содержание серебра в припое, тем выше эти показатели. Так, для пайки меди с медными сплавами достаточно 15% серебра, а для пайки меди со сталью – необходимо не менее 35% серебра. Сталь со сталью (часто используемое соединение при напайке алмазных сегментов на коронки для сверления бетона) соединяют припоем, содержащим 49 % серебра.

Все твердые припои можно разделить на несколько основных групп: медно-фосфорные, серебряные, алюминиевые, кадмиевые и латунные. В связи с высокой токсичностью кадмия производство кадмиевых припоев в настоящее время прекращено. Кадмиевые припои обладали пониженной температурой плавления и не вызывали перегрева основного металла. Медно-фосфорные припои имеют в своем составе фосфор. Добавление фосфора значительно понижает температуру плавления медного сплава, позволяя экономить время и топливо для горелок. Медно-фосфорные припои предназначены для пайки соединений типа медь-медь, медь-латунь, медь-бронза. Серебряные припои содержат большое количество серебра, позволяющее паять разнородные материалы, такие как медь со сталью или чугуном, медные и никелевые сплавы. Содержание серебра в серебряных припоях может достигать 72%.

Алюминиевые припои предназначены для пайки изделий из алюминия и его сплавов. Наиболее надежными с точки зрения механической прочности и коррозионной стойкости являются припои на алюминиевой основе с кремнием. Алюминий с кремнием образует простой сплав, соответствующий содержанию 11,7% Si. Такой сплав имеет наиболее низкую температуру плавления (577°C). В качестве припоев применяются сплавы, содержащие от 4 до 13% Si и называемые обычно силуминами. Температура плавления этих припоев лежит в пределах от 577 до 630 °C. Латунные припои используются для сварки и пайки во многих отраслях промышленности. Их невысокая стоимость и отличные механические качества позволяют использовать этот припой для пайки никеля, меди, бронзы, стали и латуни. Выпускается латунный припой чаще всего в виде прутов толщиной от двух до шести миллиметров, возможен также выпуск в виде пасты или гранул. Температура плавления припоя составляет 800°C.

Припой какого производителя выбрать?

ROTHENBERGER (Ротенбергер, Германия) — компания ROTHENBERGER, основанная в 1949 году, одна из ведущих компаний в мире по производству профессионального строительного инструмента и оборудования для пайки и сварки, а также припоев и вспомогательных материалов. Четырнадцать заводов компании ROTHENBERGER расположены в Германии, Франции, Испании, США, Ирландии и Швеции. Представительства и сервисные центры компании ROTHENBERGER находятся по всему миру: в Европе, Северной Америке, на Ближнем Востоке, в Скандинавии, Южной Африке, Скандинавии, Австралии и России. На данный момент компания ROTHENBERGER экспортирует свои припои более чем в 60 стран. Припой ROTHENBERGER гарантирует высокое качество и надежность соединения. Наша фирма и ее многочисленные торговые дилеры по всей России предлагают широкий выбор припоев ROTHENBERGER.

BRAZETEC (Бразетек, Германия) — подразделение концерна Umicore. Компания BrazeTec (Бразетек) является ведущим производителем высококачественных материалов для пайки, припоя, паяльных паст и флюсов. Припой BrazeTec (БразеТек) используется для производства и ремонта холодильной техники и техники для кондиционирования, систем отопления и водоснабжения, в машиностроении, строительстве водопроводов, в производстве инструмента в различных отраслях промышленности, при изготовлении инструментальной оснастки. BrazeTec (БразеТек) производит и продает свои продукты, используя глобальную логистику организации и производственные мощности в Ханау (Германия), Виченце (Италия), Гленс Фоллс (США), Сан-Паулу (Бразилия) и Сучжоу (Китай). Компания основывается на своем многолетний опыте и на экспертных знаниях в сферах паечных процессов в различных отраслях промышленности. Компания имеет собственный научный центр. BrazeTeс предлагает клиентам индивидуальные решения для наиболее сложных задач, связанных с пайкой. Фирма ROTHENBERGER является торговым партнером в реализации продукции BrazeTec (Бразетек) на территории России и СНГ. Клиенты фирмы ROTHENBERGER c удовольствием используют все преимущества, предоставляемые корпорацией Umicore.