Припой твердый для стали – как проводят лужение, паяют нержавейку и подбирают флюс для надежного соединения металлов

alexxlab | 24.10.2019 | 0 | Разное

Содержание

как проводят лужение, паяют нержавейку и подбирают флюс для надежного соединения металлов

Пайка, как технология создания неразъёмных соединений металлических изделий имеет древнюю историю. И сегодня, несмотря на лидирующую позицию сварочных процессов, пайка стали, алюминия, меди, и многих других металлов и сплавов продолжает успешно применяться в различных отраслях техники.

Процесс пайки разных по составу металлических сплавов имеет свои особенности. Это связано с различной температурой плавления и химическим составом сплавов. К некоторым маркам стали пайка не применяется.

Сущность паяльной технологии

Пайкой называют соединение металлических деталей с помощью припоя, являющегося более легкоплавким металлом, который, будучи расплавленным, смачивает соединяемые поверхности.

Таким образом, процесс паяния связан с нагреванием и протекает при температуре, превышающей точку плавления припоя, но не достигающей температуры плавления соединяемого металла.

В процессе пайки соединяемые детали основного металла не изменяют форму, поскольку сами не подвергаются плавлению.

Прочность создаваемого соединения определяется механическими свойствами, которыми обладает припой для пайки. Когда стальные детали припаивают друг к другу, соединение всегда уступает по прочности основному материалу.

Главным препятствием для создания паяных соединений является окисел, образующийся на поверхности любого металла. Слой окисла не позволяет расплавленному припою равномерно смочить поверхность детали, поэтому металл должен предварительно зачищаться.

Для защиты поверхностей от окисления в процессе спаивания, применяются специальные вещества – флюсы. Для соединения разных материалов используются различные флюсы. Например, для того, чтобы спаять нержавейку, применяют буру. Флюсами для стали могут служить канифоль, паяльная кислота.

Основным процессом, сопровождающим создание паяного соединения, является нагрев заготовок. В зависимости от массы спаиваемых деталей и вида применяемого припоя, нагрев может осуществляться следующими способами:

  • паяльником;
  • газовой горелкой;
  • высокочастотным индуктором;
  • в специальных печах.

Например, проволоку небольшого диаметра можно легко прогреть обычным паяльником, при пайке стальных труб понадобится газовая горелка, а массивную заготовку придётся помещать в печь.

Низколегированной

Низколегированная углеродистая сталь относится к сплавам железа, наиболее легко подвергаемым процессу пайки.

Это объясняется тем, что на поверхности сталей данного типа образуется сравнительно непрочная плёнка окислов, легко устраняемая применением обычных флюсов.

Процесс пайки чёрных металлов может проходить при относительно низкой температуре, не превышающей 450 ℃ в случае применения мягких и легкоплавких свинцово-оловянных припоев.

Для получения паяного соединения, обладающего большей твёрдостью и механической прочностью, следует применять более твёрдые тугоплавкие припои, например на основе меди. Такая пайка осуществляется при температуре до 750 ℃.

Конструктивной

Этот вид сталей характеризуется наличием хрома, применяемого в качестве легирующей добавки. Благодаря хрому сталь приобретает необходимые механические характеристики.

Однако наличие этого легирующего компонента существенно затрудняет процесс пайки, так как на поверхности конструкционных сталей образуется довольно прочная и с трудом разрушаемая плёнка окисла.

Припаять сталь с добавкой хрома можно, применяя активный флюс, содержащий кислоты. Кроме этого, для получения качественного результата, используются специальные приспособления, создающие защитную атмосферу в зоне осуществления пайки.

Кроме этого, стальную поверхность, подготовленную для пайки, покрывают слоем порошка, содержащего металлические компоненты. Этот защитный слой предотвращает окисление стальной поверхности и выгорание легирующих элементов в процессе нагревания.

Паяное соединение легированных сталей производится с применением твёрдых припоев, содержащих медь, серебро или никель.

Инструментальной

Инструментальная сталь отличается очень высокой твёрдостью. Однако виды инструментальной стали, не имеющие в своём составе вольфрама, изменяют свои механические свойства при нагревании до 200 ℃ и более, значительно теряя при этом прочность.

Такие виды стали не подлежат пайке. Для устранения этого недостатка инструментальные стали, подлежащие нагреву в процессе эксплуатации, производятся с вольфрамовыми добавками. Такая сталь может подвергаться нагреву до 600 ℃, не утрачивая при этом ценных механических свойств.

Спаять инструментальную сталь можно припоем на основе никеля или ферросплавов. Нагревание заготовок обычно производят индукционным способом. При этом применяются флюсы, содержащие бор и фтор.

Последовательность операций

Процесс пайки стальных деталей начинается с тщательной очистки заготовок от грязи, ржавчины и следов масел. Для этого пользуются шлифовальной шкуркой, напильником, стальной щёткой. Ржавые детали можно обработать преобразователем ржавчины на основе ортофосфорной кислоты. Жировые загрязнения удаляются растворителем или щелочным раствором.

После очистки и обезжиривания, на поверхность деталей наносится слой флюса. Если в качестве припоя служит олово, детали предварительно лудят. Лужение представляет собой равномерное смачивание поверхности расплавленным оловом.

После этого, детали собирают и надёжно фиксируют в том положении, в котором они должны находиться после соединения.

Далее, детали нагреваются подходящим способом. Нагрев производится до температуры, несколько превышающей температуру плавления применяемого припоя, который должен быть помещён в область соединения.

При расплавлении он затекает в зазор между деталями, образуя соединение. После остывания и кристаллизации припоя, шов зачищают, следы флюса удаляют.

svaring.com

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.

svaring.com

Твердый припой для нержавеющей стали стойкий к щелочам

Процесс спаивания нержавейки является достаточно трудоемким делом, но если правильно подобрать припой для нержавеющей стали и следовать инструкции, то ничего сложного в этом не предвидится. В сплавах, которые содержат до 25% никеля и до 25% хрома, не возникает проблем со схватыванием, так что получается весьма надежное и крепкое соединение. Металл и припой разогревается до 500-700 градусов Цельсия. Активно применяется пайка нержавейки твердыми припоями, так как их свойства отлично подходят для данного процесса. Спаивания материала хорошо происходит при помощи флюсованного жидкотекучего припоя, у которого низкая температура плавления. Текучесть только добавляет капиллярные свойства материала, что повышает качество соединения и улучшения контакта между металлическими изделиями. Все это придает особые пластичные свойства соединению, а также дополнительные раскислительные свойства, которые будут очень полезны. В таких расходных материалах, как правило, не содержится кадмия, а в некоторых моделях встречается высокое содержание серебра, которое доходит до 30%. Все это дает лучший результат, чем пайка нержавейки оловом, но для каждого конкретного случая выбор может быть своим.

Пайка нержавейки

Припой для нержавейки создается не только с учетом того, какие свойства имеет данный материал, но и с учетом места их применения. Зачастую применяются материалы с низкой температурой плавления, но если детали используются под воздействием температуры, то следует выбирать припои, в которых температура плавления выше, чем условия, в которых будет работать шов. Иногда делается пайка нержавейки с медью, что предполагает выбор средних значением между свойствами меди и нержавеющей стали. Если выбирается припой для нержавейки пищевой, то он не должен содержать в себе вредных веществ, которые могли бы выделяться при температурном воздействии и отравлять организм.

Разновидности

Припои для пайки нержавеющей стали могут иметь массу подвидов, которые обладают различными свойствами. К примеру:

  • HTS528 является универсальным материалов, который пригодится для процедур не только с нержавейкой, но и такими металлами как никель, бронза, медь, латунь и многие другие. Он относится к твердому типу. Он уже сразу покрыт флюсом красного цвета. Длина такого изделия составляет 45 см, а масса около 20 грамм. Температура плавления составляет 760 градусов Цельсия.

Припой HTS-528

  • Цитрина является многосоставным припоем, в состав которого входит серебро, марганец, цинк, медь, кадмий, никель и магний. Внешний вид этого материала имеет металлический отблеск. Твердость после использования составляет 60 кг/см, а прочность достигает 60 кг/мм. После применения спаянный металл хорошо полируется. Температура плавления является достаточно высокой и составляет 820 градусов Цельсия. Благодаря наличию серебра и никеля у припоя остаются противокоррозионные свойства, как и у нержавейки
  • П-81 широко известный в промышленности, который применяется для различного рода ремонтов. Благодаря своим свойствам, он может применяться и для ремонта теплообменников. В его состав входит чугун, различного рода стали, никелевые сплавы, серебро и сплавы твердых металлов. Предел прочности соединения сделанного этим материалом, составляет 170 МПа. Температура плавления достигает 640-650 градусов Цельсия, а пайка проводится при температуре 690. Прутки имеют диаметр от 0,5 до 3 мм, в зависимости от сферы применения.

Припой П-81

Состав и его физико-химические свойства

Припои для пайки нержавеющей стали имеют определенный ряд металлов, которые входят в их состав. Каждый из них влияет на свойства общего материала, в зависимости от того, в каком процентном соотношении он там содержится. Среди них можно выделить следующие элементы состава:

  • Олово – является мягким металлом, температура плавления которого достигает 231 градус Цельсия. Оно растворяется в серной и соляной кислоте, но в большинстве случаев органические кислоты на него не воздействуют. При нахождении в условиях комнатной температуры материал не окисляется, но если температура упадет ниже 18 градусов, то кристаллическая решетка материала станет разрушаться и шов будет сереть.

Олово

  • Свинец – основным свойством данного материала является легкоплавкость. В чистом виде его практически не применяют, так как он оказывается слишком мягким, но это же помогает легче его обрабатывать. Окислению подвергается только та часть, которая контактирует с воздухом, то есть внешняя поверхность. Кислоты и щелочи с органикой и азотов легко растворяют свинец.

Свинец

  • Кадмий зачастую входит в легкосплавные припои, куда он добавляется в малых дозах, как правило, с оловом, свинцом или висмутом, так как в чистом виде является токсичным. Температура плавления достигает 321 градуса Цельсия. Обладает отличными антикоррозийными свойствами.

Кадмий

  • Висмут также относится к легкосплавным металлам. Температура плавления его достигает 271 градус Цельсия. Материал хорошо растворяется в азотной кислоте и в нагретом растворе кислоты серной.

Висмут

  • Сурьма относится к тугоплавким металлам. Температура его плавления составляет 630 градусов Цельсия. Материал имеет отличные антикоррозионные свойства. На него не действует воздух и он не подвергается окислению, но при этом металл является токсичным. Когда его применяют в припое, то он дает своеобразный глянцевый эффект.

Сурьма

  • Цинк является хрупким металлом, которые имеет серо-синий оттенок, температура плавления которого составляет 419 градусов. На воздухе быстро окисляется, поэтому, его применяют для спайки мест, которые находятся во влажных условиях, так как окислительная пленка сразу покрывает шов, которая его защищает. Он может легко растворяться в кислотах и используется преимущественно в твердых припоях.

Цинк

  • Медь это самый тугоплавкий из состава металл. Температура плавления достигает 1083 градуса Цельсия. Он не поддается воздействию воздуха, но через некоторое время может окислиться от влаги. Применяется в тугоплавких составах.

Медная проволока

Особенности выбора

Благодаря широкому выбору разновидностей всегда можно подобрать подходящий вариант. Твердые припои для пайки нержавейки используются в тех случаях, когда детали будут подвергаться механическому воздействию или же высоким температурам. Если особых сложностей в применении не предвидится, то подойдут и более дешевые легкосплавные материалы. Припой для нержавеющей стали стойкий к щелочам используется в химической промышленности.

Подготовка к пайке нержавейки

«Важно!Не стоит выбирать припой с температурой плавления ниже температуры эксплуатации.»

Особенности пайки нержавейки

  1. Сначала нужно очистить поверхность до блеска от различных пятен;
  2. Если требуется – нанести флюс на место будущей спайки;
  3. Разогреть металл до нужной температуры, как того требует технология;
  4. Когда флюс начнет действовать, то можно наносить припой;
  5. Разгладить припой по поверхности места спайки ровным слоем;
  6. Если не хватило материала, нанести еще, а потом дать остыть;
  7. Очистить остатки флюса.

Популярные марки
  • Цитрина;
  • П-14;
  • П-100;
  • П-81;
  • П-47;
  • П-205;
  • HTS528;
  • Алармет 21.

svarkaipayka.ru

Припой для нержавеющей стали

Нержавейка и ее спайка очень сложный процесс, именно по этой причине припой в данном случае должен быть подходящим. Сплавы с содержанием менее 25 % хрома и никеля прекрасно схватываются, что обеспечивает надежное и качественное соединение. Металлические заготовки схватываются с припоем при 500 — 700 градусов по Цельсию. Довольно часто используется спайка для нержавейки припоями твердого типа, ведь они обладают для этого всеми необходимыми свойствами. Материал крепко спаивается при применении припоя с жидкотекучими свойствами, ведь у него небольшая температура плавления. Капилляры начинают работать с максимальной мощностью, поэтому контакты между заготовками из металла улучшаются, и соединяются очень качественно и надежно. Соединение приобретает пластичность, что является ощутимым плюсом. Материалы данного типа не содержат кадмий, есть и те модели, имеющие значительное содержание серебра, иногда оно бывает около 30 %. Это намного лучше, чем спайка нержавеющей стали при помощи олова, однако каждый конкретный случай предусматривает использование разных припоев.

Спаивание нержавейки

При создании припоя для нержавейки необходимо учитывать свойства данных материалов, а также способы их применения и функциональности. Довольно часто для этого применяют материалы, которые имеют небольшую температуру плавления. Вот только когда детали необходимо использовать при высоких температурах, рекомендуется остановить свой выбор на припое, в котором температура работы будет ниже, чем при спаивании. Иногда нержавеющую сталь спаивают с медными деталями. Если планируется выбор пищевого припоя, то следует избегать содержания вредных веществ, которые могут быть опасными для здоровья человека и выделяться при больших температурах плавления.

Виды припоев для нержавеющей стали

Припои для спаивания нержавейки могут быть самыми разнообразными, причем каждый вид имеет свои отличительные свойства. Например:

  • Припой HTS528 считается самым универсальным из остальных, который прекрасно спаивает нержавейку, латунные, бронзовые, медные и остальные детали. Он является твердым. Припой имеет покрытие красного оттенка. Длиной он около 45 см, ну а по весу приблизительно 20 грамм. Плавится при 760 градусах.
  • Цитрина считается разносоставным припоем, в котором присутствуют элементы марганца и серебра, кадмия и цинка, меди, магния и никеля. Внешний вид его напоминает металл с отблеском. Этот тип припоя является твердым. После применения его можно прекрасно отполировать. Плавится при довольно высоких значениях температуры 820 градусов. У материала отличные противокоррозийные свойства.
  • П-81довольно часто применяется в промышленных областях при различных ремонтах и работах. Также он имеет свойства, которые позволяют его использовать для ремонта теплообменного оборудования. Составляющими его являются чугун, сплавы из никеля, стальные материалы, серебро и твердые сплавы. Материал соединяется очень прочно, 170 Мпа. Плавится при 650 градусах. Ну а спаивается при 690 градусах.

Характеристики и свойства припоев

Припои для спаивания нержавеющей стали включают в свой состав разнообразные металлы. Это оказывает прямое влияние на свойства материалов. Поэтому их можно подразделить на некоторые элементы, находящиеся в составе:

  • Олово считается материалом мягкого типа, плавится при температуре 230 градусов по Цельсию. Металл растворяется в соляных и серных кислотах, в основном на него не действуют органические кислоты. В условиях комнатных температур не окисляется, но при нахождении постоянно при 18 градусов материал постепенно разрушается и шов сереет;
  • Свинец довольно легкоплавкий материал. В большинстве случаев его не применяют в чистом виде, ведь он очень мягкий, но с другой стороны материал легче других поддается обработке. Окисляется лишь внешняя часть, которая находится в прямом контакте с воздухом. Различные щелочи и органические кислоты способны с легкостью растворить свинец;
  • Кадмий часто применяется с легкосплавными припоями, куда его добавляют в небольших дозах, к примеру, в олово, свинец или висмут, ведь в чистом виде материал обладает токсичными свойствами. Плавится при температуре около 320 градусов по Цельсию. Является устойчивым к коррозиям материалом;
  • Висмут является легкосплавным материалом. Плавится при температуре около 270 градусов по Цельсию. Прекрасно растворяется в серной и азотной кислотах;
  • Сурьма считается тугоплавким материалом. Плавится при температуре 63- градусов по Цельсию. Материал очень устойчивый к различным видам коррозий. Он не поддается влиянию воздуха и не окисляется, однако является довольно токсичным. При применении в припое придает эффект глянца;
  • Цинк довольно хрупкий металл серо-синего оттенка, а плавится он при температуре около 420 градусов по Цельсию. При взаимодействии с воздухом быстро окисляется, поэтому в большинстве случаев его применяют в местах с высокой влажностью, ведь окислительная пленка надежно закрывает швы от внешнего воздействия. Прекрасно растворяется в различных видах кислот, поэтому используют его в припоях твердого типа;
  • Медь считают самой тугоплавкой из всех видов металлов. Плавится только при температуре выше 1084 градуса по Цельсию. Не реагирует на воздействие воздуха, но при высокой влажности постепенно окисляется. Обычно ее применяют только в составе тугоплавких материалов.

Выбор и его особенности

Существует огромное количество разнообразных припоев, поэтому каждый сможет подобрать для себя наиболее оптимальный вариант. Припои твердого типа для нержавеющей стали обычно используются тогда, когда детали не будут находиться под воздействием высоких температур или механического воздействия. Если никаких сложностей в будущем не возникнет, то вполне можно подобрать и более дешевые материалы. Припои, стойкие к воздействию щелочи и органических кислот, обычно используют в химических производствах и промышленности.

Важно! Нельзя выбирать тот припой, у которого температура плавления будет ниже, чем температура его использования!

svarkagid.com

Твердый латунный припой для пайки:состав, температура плавления

Для получения соединения высокой крепости при помощи пайки используют специальные составы. Латунный припой является одним из тех, которые обеспечивают лучшие свойства для скрепления ответственных конструкций, когда нет возможности использовать сварку. Он производится из цинка и меди. Благодаря такому сплаву, материал обретает лучшую приспособленность к окружающей среде и получает хорошие антикоррозионные свойства. Прочность во многом обязана высокой температуре плавления, которая выше многих других разновидностей. Температура плавления может достигать выше 800 градусов Цельсия, так что использование в домашних условиях без специальной техники является затруднительным.

Припой для пайки латуни

Данный материал поставляется в виде прутков. Припой для латуни может использоваться не только для данного металла, но и при работе с нержавеющей и обыкновенной сталью, медью и другими твердосплавными материалами. Это может быть ремонт станков, которые имеют массивные части, соединение деталей металлоконструкции и спаивание других металлических изделий, требующих повышенную прочность. Стоит отметить, что твердый припой для латуни может быть не только из данного металла. Достаточно часто применяют и другие разновидности, такие как сплавы меди и фосфора, вместо цинка, а также серебряные разновидности, которые обладают высокой температурой плавления.

Прутки латунного припоя

Латунная проволока для пайки должна использоваться только в среде буры, иначе появляется большой риск возникновения брака. Бура помогает снять окись с металла, а также раскрывает поры на поверхности, в результате чего улучшается адгезия. Сложность пайки здесь заключается в том, что температура плавления латунного припоя близка к температуре плавления самой латуни, поэтому, чтобы не испортить основной металл, нужно правильно выдерживать режим проведения процедуры. Несмотря на то, что остальные варианты уступают по крепости, большинство все же использует медно-фосфорные припои, а также серебряные разновидности.

Латунная проволока для пайки

Латунный припой Л63 намного пластичней, чем сталь. Его можно использовать как для тонких, так и для толстых деталей, но лучше всего он проявляет себя при толщине в 2 мм. Его могут использовать для заделки дефектов сварки, а также для ремонта в сложно доступных местах. Такие температуры могут достигаться только благодаря газовой обработке. Эта разновидность производится по ГОСТ 19248-90.

Латунный припой Л63

Преимущества

  • Это один из наиболее крепких припоев, который дает соединение высокого качества;
  • Температурная стойкость намного превышает этот параметр в других марках;
  • Может использоваться для ответственных соединений на уровне обыкновенной сварки.

Недостатки

  • Сложен в применении, так как требует от мастера большого опыта работы;
  • Для работы необходимы специальные инструменты, которые не всегда имеются в хозяйстве;
  • Применяется исключительно для твердоплавких металлов.

Разновидности

Припой для латуни из самой латуни. Зачастую это металл с небольшими добавками, которые помогают сделать температуру плавления немного ниже, но не менять существенно свойства. Он наиболее сложен в использовании, так как возникает риск перепалить основной металл. Тем не менее,  это самый крепкий сплав, который дает соединение высочайшего качества.

Медно-фосфорные сплавы также используются как твердые припои для пайки латуни. Они обладают более низкой температурой плавления и удобством использования. Это один из наиболее популярных вариантов, так как сочетает в себе простоту и высокое качество, а также обладает антикоррозионными свойствами.

Припой с медно-фосфорными сплавами

Серебряные припои. Марки с низким содержанием серебра, около 40-60%, которые относятся к твердому типу. Они уступают по возможности выдерживать высокую температуру, но могут легко использоваться даже новичками. Стоимость их выше, чем у других марок используемых для данной цели.

Серебряные припои

Химический состав

Состав медно-фосфорных отличается от серебряных и выглядит следующим образом:

Марка

Содержание элементов, %

Серебро

Медь

Фосфор

ПМФ 102

2

91,3

6,7

ПМФ 105

5

88,5

6,5

ПМФ 115

15

80,2

4,8

Более мягкие марки, такие как ПОС 40, имеют в своем составе больше серебра, но при этом содержат массу других  элементов, которые позволяют сохранить высокую крепость соединения.

Элемент

Процентное содержание

Серебро

40

Кадмий

28,5

Цинк

17

Медь

17

Никель

0,5

Железо

0,1

Свинец

0,05

Висмут

0,005

Технические характеристики популярных марок

Медно-фосфорные марки имеют следующие характеристики:

Марка припоя

Температура плавления, Градусы Цельсия

Температура растекания,Градусы Цельсия

ПМФ 102

645

820

ПМФ 105

630

780

ПМФ 115

650

800

Параметры серебросодержащих имеют следующий вид:

Наименование свойства

Значение

Температура плавления, градусов Цельсия

590-610

Сопротивление удельное, Ом

70

Удельная теплоемкость, Дж/кг градусы

20

Плотность, кг/см3

9250

Особенности выбора

Подбор материала зависит от цели спаивания. К примеру, проволока латунная для пайки используется в тех случаях, когда нужно соединять части металлоконструкций и ремонтировать появившиеся трещины. За счет своей формы и относительно небольшого диаметра она позволяет заполнить места глубокой поломки, а также не подвергать риску пропала металла. Данный материал подходит только для ответственных сооружений, а также рекомендуется применять только опытным мастерам.

Припой латунный с флюсом оказывается более удобным в применении, так что для больше комфорта стоит остановить свой выбор на нем. Здесь можно не использовать буру и прочие флюсы, так как они содержатся уже внутри. Такие варианты имеют более высокую стоимость, но это окупается во время использования, так как возникает меньшее количество брака.

Выбирая, каким припоем паять латунь, следует обратить на самый распространенный вариант – медно-фосфорные сплавы. Они сочетают в себе экономическое преимущество и высокую стойкость к воздействию высоких температур и физических нагрузок. Если нет необходимости в сверхвысокой прочности, то именно такие варианты, как припои серии ПМФ становятся наиболее оптимальным выбором.

Марки с высоким содержанием серебра используются для тех случаев, когда ответственность к соединению минимальная, или же нет инструментов, чтобы расплавить твердые марки при высокой температуре. Сам процесс соединения происходит намного быстрее, чем пайка твердым припоем другого типа.

«Важно!

Марки с содержание серебра выше 60% не рекомендуется использовать, так как они окажутся слишком мягкими на практике.»

Особенности пайки

Одной из главных особенностей является использование буры в качестве флюса. Без нее ничего может не схватиться и соединение будет на крайне низком уровне. Благодаря буре снимаются все пленки и налеты, а также улучшается проникновение присадочного металла в поры. Также стоит учитывать особенность высокой температуры расплавления. Здесь применяется только лишь газовая горелка, так как другими способами не удастся достичь нудного результата.

Производители

Данные изделия производятся как отечественными, так и зарубежными компаниями:

  • BrazeTec;
  • Castoline;
  • Юнитор;
  • УкриИнтерсСталь.

svarkaipayka.ru

ПАЙКА ТВЕРДЫМИ ПРИПОЯМИ | Инструмент, проверенный временем

Имеется несколько способов пайки твёрдыми припоями. Эти способы могут быть классифицированы (фиг. 212) по способу на­грева металла в процессе пайки. Твёрдые припои иногда разделя­ются на тугоплавкие с температурой плавления 875—1100° и легко­плавкие с температурой плавления ниже 875°. Отдельную группу составляют алюминиевые припои. Обычные твёрдые припои раз­
деляются на медные, медноцинковые, медноникелевые и серебря­ные. Наиболее важные твёрдые припои стандартизованы.

Состав и примерное назначение медноцннко — вых припоев по ГОСТ 1534-42 даны в табл. 24. Состав и примерное на­значение серебряных припоев по ОСТ 2982 даны в табл. 25.

Кроме указанных стандартных припоев, представляют извест­ный интерес и могут на­ходить промышленное применение припои, указанные в табл. 26. В ряде случаев в каче­стве припоя используется технически чистая медь в температурой плавления 1083°.

жения рабочей температуры флюса, что особенно важно для легко­плавких припоев, вводят хлористый цинк ZnCЬ, фтористый калий K. F и другие галоидные соли щелочных металлов.

Таблица 25

Стандартные серебряные припои (состав в процентах)

Марка

Ag

Си

Zn

Прі

не

РЬ

1МЄСИ

более

Всего

Темпера — j тура плав — і ления в °С

Примерное на­значение

ПСр-10

9,7—10,3

52-54

0,5

1,0

830

Пайка латуни, содержащей не

ПСр-12

11,7—12,3

Со

СП

)

Со

-V)

0,5

1,0

785

менее 58% меди

ПСр-25

24,7-25,3

39—41

О

О

W

0,5

1,0

765

Пайка меди, брон­зы, латуни, стали

ПСр-45

44,5—45,5

29,5-30,5

КЗ

еЗ

н

о

о

0,3

0,5

720

Пайка меди и бронзы

ПСр-65

64,5-65,5

19,5-20,5

0,3

0,5

740

Пайка ленточ­ных пил

ПСр-70

69,5—70,5

25,5—26,5

0,3

0,5

780

Пайка проводов

Для пайки нержавеющей стали применяется смесь из равных частей буры и борной кислоты, замешанных до густоты пасты на насыщенном водном растворе хлористого цинка.

Для пайки серого ковкого чугуна в флюсы часто вводятся сильные окислители, например хлорат калия, перекись марганца, окись железа и т. д., для выжигания графита и увеличения чистой металлической поверхности, смачиваемой припоем.

Таблица 26

Разные твёрдые припои (состав в процентах)

А. Медные

Sn

N1

Р

Zn

Си

Примерное назначение

6-8

Для пайки меди и медных сплавов. Для чёрных метал­лов не пригоден

5

44

О

и

А

Для пайки чугуна, никеле-

10

___

42

с»

со

вых сплавов

о

— —

8,5

56,5

о

1 2

50

Для пайки стали, никеля,

никелевых сплавов

15

47

Б. Серебряные

Ag

Си

Zn

Cd

Р

Темпера­тура плав­ления в °С

Примерное назначение

20

45

30

5

780

Универсальный, для пайки меди и медных сплавов, стали, никеля

72

28

780

Эвтектический с высокой элек­тропроводностью, пайка проводов

15

80

5

645

Легкоплавкий, самофлюсующий — ся, для меди и медных сплавов, не пригоден для чёрных металлов

50

15,5

16,5

18

630

Особо легкоплавкий, универ­сальный, для меди и медных спла­вов, стали, никеля

Флюсы могут иметь форму порошка или пасты. Применяются также флюсы и в виде жидких растворов, например раствор буры в горячей воде. Иногда целесообразно применять прутки припоя, покрытые с поверхности флюсом. Флюсующее действие могут про­изводить составные части самого припоя. Например, фосфор, окис­ляясь в фосфорный ангидрид, является хорошим флюсом для меди и медных сплавов, восстанавливая окислы и переводя их в легко­плавкие фосфорно-кислые соединения. Поэтому фосфористые мед­ные припои не требуют флюсов для пайки медных сплавов, что очень удобно на практике.

Порошкообразные флюсы можно посыпать тонким слоем на кромки, причём часто применяется предварительный подогрев кро­мок, с тем, чтобы частицы флюса плавились, прилипая к металлу, и не сдувались пламенем горелки при пайке. В порошкообразный флюс можно также обмакивать конец прутка припоя, нагретый выше температуры плавления флюса, который прочно пристаёт к прутку.

Пасты и жидкие растворы наносятся кистью или в них обмаки­вается припой. Можно изготовлять пасту из флюса с порошко­образным припоем и наносить её на кромку перед пайкой.

Для пайки имеют важное значение подготовительные работы, часто определяющие качество соединения. Широко применяются три основные формы паяных соединений: нахлёсточное, стыковое и соединение в ус (фиг. 213). Наиболее распространённым являет­ся нахлёсточное соединение, удобное для выполнения и весьма. прочное. Увеличивая перекрытие нахлёсточного соединения, можно повышать его прочность и в большинстве случаев достигнуть равно-

прочности с основным металлом. Стыковое соединение обладает лучшим внешним видом и при хороших припоях и правильном вы­полнении часто может обеспечить достаточную прочность (предел прочности может доходить до 40—45 кг! мм1). Стыковое соединение применяется в тех случаях, когда удвоение толщины металла неже­лательно. Соединение в ус, требующее усложнённой подготовки кро­мок, совмещает преимущества стыкового и нахлёсточного соедине­ний и обеспечивает хороший внешний вид и отсутствие выступаю­щих кромок и удвоения толщины. Соединение в ус даёт возмож­ность достичь равнопрочности с це­лым сечением за счёт увеличения ра­бочей площади соединения.

Существенное значение имеет ве­личина зазора между соединяемыми кромками, которая должна быть ма­лой как для улучшения всасывания жидкого припоя действием капилляр­ных сил, так и для увеличения проч­ности соединения. Для серебряных припоев рекомендуется зазор 0,05—

0,08 мм, для пайки медью в защитном газе рекомендуются зазоры не более 0,012 мм. Строгие требования к величине зазора предписывают достаточно чистую механическую об­работку поверхностей, гак как грубая обработка, например опи­ловка напильником или опескоструивание, может быть причиной чрезмерного расхода припоя в соединении и резкого падения его прочности.

Для получения хорошего смачивания припоем, поверхность, под­лежащая пайке, должна быть безукоризненно чистой.

Обезжиривание может производиться горячей щёлочью, три­хлорэтиленом или четырёххлористым углеродом. Окислы удаляются травлением в кислотах с последующей тщательной промывкой и сушкой.

Механическая чистка производится протиркой концами, тонкой наждачной шкуркой, шлифованием тонкими номерами шлифоваль­ных кругов, щётками и т. д. При сборке часто применяется предва­рительное нанесение флюса на кромки с размещением припоя между кромками; в этом случае применяется припой в форме фольги или тонкого порошка, или же припой в виде проволоки или ленты, по­мещаемой около места пайки.

Собранные детали перед пайкой должны быть достаточно прочно скреплены сжимами, проволочными связками, шпиль­ками, точечной сваркой и т. д. с тем, чтобы устранить возмож­ность смещения деталей при нагреве и в процессе пайки. По­верхность изделий, которая не должна облуживаться, покры­вается перед пайкой пастой из мела, глины, графита или их смесей, или смачивается раствором хромовой кислоты и т. п. веществами, устраняющими прилипание припоя к поверхности изделия.

В соответствии с приведённой выше классификацией приведём краткое описание основных способов выполнения процесса твёрдой пайки.

Газовая пайка. При этом способе нагрев места пайки осуще­ствляется газовыми горелками. Для пайки мелких деталей поль­зуются горелками, работающими на воздухе с природным (мета­ном) или другим горючим газом или же ацетиленом. Для крупных деталей применяются горелки, работающие на кислороде с мета­ном или другими горючими газами, в особенности ацетиленом. Кислородно-ацетиленовые горелки применяются как специального типа для пайки, дающие широкий факел, так и нормальные, сва­рочные. Специальные горелки для пайки дают менее концентриро­ванный нагрев и охватывают пламенем сразу значительную по­верхность; пламя поддерживается с небольшим избытком ацети­лена.

Пайка погружением. При этом способе пайка производится по­гружением изделия в ванну с расплавленным припоем или в ванну с расплавленными солями. Для металлических ванн обычно исполь­зуются медноцинковые припои. Расплавленный припой в ванне по­крывается слоем флюса. Поверхность изделия, которая должна остаться чистой от припоя, смазывается пастами и растворами, пре­пятствующими её смачиванию.

Соляные ванны для твёрдой пайки устраиваются по типу соля­ных ванн для термообработки стали. Особенно удобны ванны с электрическим нагревом. Соляная смесь обычно составляется из хлоридов калия и бария КС1 + ВаС12. Состав ванны для любого температурного интервала можно подобрать, меняя соотношения составных частей соляной смеси.

Детали собираются с нанесеним флюса на поверхность, подле­жащую пайке, и с размещением припоя между кромками или около места соединения, после чего скрепляются и обмакиваются в ванну. Соляная ванна обеспечивает постоянный температурный режим с точностью ± 5° и защищает место пайки от окисления. Когда де­таль вынута из ванны, её защищает от окисления при охлаждении плёнка расплавленных солей, которая по охлаждении может быть удалена промывкой в горячей воде. Применение соляных ванн для твёрдой пайки заслуживает большого внимания. Весьма вероятно широкое распространение этого метода в нашей промышленности в ближайшие годы.

Пайка погружением в ванны отличается высокой производитель­ностью, однородностью качества пайки и может быть механизи­рована.

Электрическая пайка. Электрический нагрев места пайки может быть осуществлён различными методами: электрической дугой пря­мого или косвенного действия, пропусканием тока через место свар­ки, вихревыми токами, которые индуктируются в металле изделия

переменными магнитными полями, за счёт разогрева контакта между поверхностью изделия и токоподводящим электродом и т. д.

Для пайки дугой прямого действия медноцинковые припои мало пригодны, ввиду летучести цинка и сильного его испарения и выго­рания под действием высокой температуры дуги. Наиболее при­годны тугоплавкие медные припои с содержанием фосфора или кремния. Для пайки используется угольная дуга, которая на­правляется преимущественно на конец стержня припоя, касаю­щегося основного металла, и не должна расплавлять кромок изделия.

Угольная дуга косвенного действия (дуговая горелка) заменяет газовую горелку и даёт возможность выполнять процесс пайки всеми типами твёрдых припоев, как медноцинковых, так и сере­бряных. Технологически дуговая горелка менее удобна, чем газо­вая, и применяется обычно лишь при небольшом объёме работ по пайке.

Электрическая пайка сопротивлением может выполняться на нормальных сварочных контактных машинах или на специальных электрических аппаратах для пайки. Нагрев места пайки произво­дится пропусканием через него тока большой силы. Ток получается от низковольтного трансформатора, встроенного в корпус аппарата для пайки и составляющего с ним одно целое.

Более универсальными электрическими аппаратами для пайки являются аппараты, работающие по способу горячего контакта между угольным или графитным электродом и изделием. Такой аппарат состоит из двух основных частей: понижающего транс­форматора, подвижного или стационарного, и клещей для пайки, соединяемых с зажимами трансформатора гибкими проводами, ко­торые могут иметь значительную длину, что придаёт установке гиб­кость и универсальность применения.

Понижающий трансформатор изготовляется по типу трансфор­маторов для электрических контактных сварочных машин. Первич­ная обмотка трансформатора делается секционированной, что даёт возможность регулировать напряжение вторичной обмотки и рабо­чую силу тока путём переключения витков первичной обмотки, как это делается в контактных машинах. Первичная обмотка трансфор­матора включается в электрическую цепь контактором с кнопочным управлением. Кнопка включения помещается на ручке паяльных клещей (фиг. 214) или выносится в форме отдельной переносной педали. Рабочие токоподводящие контакты паяльных клещей вы­полнены в форме сменных призматических блоков — брусков из электродного угля или графита. Зажатие детали производится за­жимным винтом, включение нагревающего тока — кнопкой на ручке клещей. Рабочие токи для пайки обычно находятся в пределах 500—1000 а.

Паяльные клещи присоединяются ко вторичной обмотке транс­форматора гибкими проводами достаточного сечения и требующейся длины (обычно до 2—3 м). Для пайки меди обычно пользуются фосфористыми медными припоями и для пайки стали серебряными
припоями. Фосфорно-медные припои для пайки чёрных металлов непригодны.

Пайка токами высокой частоты. В последнее время быстро раз­вивается и начинает находить широкое промышленное применение новый весьма эффективный способ пайки токами высокой частоты. Метод основан на нагреве металла у места пайки вихревыми тока­ми, которые создаются переменным магнитным полем высокой ча­стоты. Переменное магнитное поле, в свою очередь, создаётся на­магничивающими обмотками — индукторами. При приближении индуктора к поверхности изделия возникают вихревые токи в зоне металла, подвергающейся магнитному воздействию индуктора. Дей­ствие индуктора тем сильнее, чем меньше расстояние между индуктором и нагреваемым ме­таллом. Для возможного умень­шения расстояния применяют индукторы с изоляцией из туго­плавкой эмали; в этом случае расстояние между индуктором и нагреваемым металлом может быть снижено до 0,3—0,5 мм.

Нагревание токами высокой частоты сосредоточивается в очень тонком поверхностном слое металла, в котором возни­кают вихревые токи. Нижележа­щие слои нагреваются вслед­ствие теплопроводности. Малый объём разогреваемого металла позволяет вести нагрев весьма быстро с высоким к. п. д.

Процесс пайки отличается чистотой, удобством выполне­ния, легко поддаётся механиза­ции и может быть хорошо приспособлен к условиям массового про­изводства однотипных деталей. Все эти преимущества обеспечи­вают нагреву токами высокой частоты возможность широкого про­мышленного использования при пайке. Препятствием к применению токов высокой частоты пока служит довольно высокая стоимость и некоторая сложность установок для получения этих токов. По мере упрощения и удешевления установки найдут широкое применение для процесса пайки.

Пайка в печах. Нагрев под пайку может производиться также в различных печах, по устройству аналогичных печам для термо­обработки стали. Применяются, например, очковые печи с нефтя­ным отоплением, широко применяются муфельные печи, в особен­ности удобны электрические муфельные печи. Пайка ведётся по­средством нагрева деталей с заранее нанесёнными флюсом и при­поем, который закладывается между соединяемыми кромками или
помещается рядом с местом пайки. Пайка в печах с применением флюса трудоёмка, требует достаточно квалифицированной рабочей силы и не имеет перспектив на особенно широкое промышленное применение. Значительно важнее пайка в печах в восстановитель­ной атмосфере; этот вид пайки имеет перспективы на широкое при­менение в массовом производстве.

hssco.ru

ПАЙКА ТВЕРДЫМИ ПРИПОЯМИ

СВАРКА, РЕЗКА И ПАЙКА МЕТАЛЛОВ

Имеется несколько способов пайки твёрдыми припоями. Эти способы могут быть классифицированы (фиг. 212) по способу на­грева металла в процессе пайки. Твёрдые припои иногда разделя­ются на тугоплавкие с температурой плавления 875—1100° и легко­плавкие с температурой плавления ниже 875°. Отдельную группу составляют алюминиевые припои. Обычные твёрдые припои раз­

деляются на медные, медноцинковые, медноникелевые и серебря­ные. Наиболее важные твёрдые припои стандартизованы.

Фиг. 212. Способы пайки твёрдыми припоями.

Состав и примерное назначение медноцннко - вых припоев по ГОСТ 1534-42 даны в табл. 24. Состав и примерное на­значение серебряных припоев по ОСТ 2982 даны в табл. 25.

Кроме указанных стандартных припоев, представляют извест­ный интерес и могут на­ходить промышленное применение припои, указанные в табл. 26. В ряде случаев в каче­стве припоя используется технически чистая медь в температурой плавления 1083°.

Стандартные медноцинковые припои (состав в процентах)

Таблица 24

Наименование

припоя

Примеси

Примерное

назначение

Марка

Си

Z п

Sb

РЬ

Sn

Fe

не более

Медноцин­

Пайка латуни с

ковый 42 . . Медноцин­

ПМЦ-42

40-45

о

0,!

0,5

1,5

0,5

содержанием меди

60—68%

ковый 47 . . Медноцин­

ПМЦ-47

45—49

А

с?

со

н

о

0,1

0,5

1,5

0,5

Пайка латуни Л62

ковый 52 . .

ПМЦ-52

49-53

О

0,1

0,5

1,5

0,5

Пайка меди, ла­туни с содержанием меди больше 67%, бронзы, стали

Основой большинства флюсов для твёрдой пайки является бура Na2B407, кристаллизующаяся с 10 частями воды с образованием крупных прозрачных бесцветных кристаллов Na2B407 • 10Н2О. Кри­сталлическая десятиводная бура начинает плавиться при 75°, по мере усиления нагрева постепенно теряет воду, сильно вспучиваясь и разбрызгиваясь, и переходит в безводную соль — плавленую или жжёную буру, плавящуюся при 783°. Бура в расплавленном состоя­нии может быть нагрета до высоких температур без заметного испарения, весьма жидкотекуча и энергично растворяет окислы многих металлов, в особенности окислы меди.

Для усиления действия флюса к буре часто добавляется борная кислота В (ОН)3, благодаря которой флюс становится более густым и вязким, требующим повышения рабочей температуры. Для пони­
жения рабочей температуры флюса, что особенно важно для легко­плавких припоев, вводят хлористый цинк ZnCb, фтористый калий K. F и другие галоидные соли щелочных металлов.

Таблица 25

Стандартные серебряные припон (состав в процентах)

Марка

Ag

Си

Zn

Прі

не

РЬ

1МЄСИ

более

Всего

Темпера - j тура плав - і леяия в °С

Примерное на­значение

ПСр-10

9,7—10,3

52-54

0,5

1,0

830

Пайка латуни,

содержащей не

ПСр-12

11,7—12,3

Со

СП

)

Со

-V)

0,3

1,0

785

менее 58% медн

ПСр-25

24,7-2-5,3

39—41

о

0,5

1,0

765

Пайка меди, брон­

W

зы, латуни, стали

ПСр-45

44,5—45,5

29,5-30,5

С5

с-3

0,3

0,5

720

Пайка меди и

О

о

бронзы

ПСр-65

64,5-65,5

19,5-20,5

0,3

0,5

740

Пайка ленточ­

ных пил

ПСр-70

69,5—70,5

25,5—26,5

0,3

0,5

780

Пайка проводов

Для пайки нержавеющей стали применяется смесь из равных частей буры и борной кислоты, замешанных до густоты пасты на насыщенном водном растворе хлористого цинка.

Для пайки серого ковкого чугуна в флюсы часто вводятся сильные окислители, например хлорат калия, перекись марганца, окись железа и т. д., для выжигания графита и увеличения чистой металлической поверхности, смачиваемой припоем.

Таблица 26

Разные твёрдые припои (состав в процентах)

А. Медные

Sn

N1

Р

Zn

Си

Примерное назначение

6-8

Для пайкн меди и медных сплавов. Для чёрных метал­лов не пригоден

5

44

О

и

А

Для пайки чугуна, никеле­

10

42

с»

со

Н

о

вых сплавов

- -

8,5

56,5

О

1 2

50

Для пайки стали, никеля,

никелевых сплавов

15

47

Б. Серебряные

1

ы

<

Си

Zn

Cd

Р

Темпера­тура плав­ления в °С

Примерное назначение

20

45

30

5

780

Универсальный, для пайки меди и медных сплавов, стали, никеля

72

28

780

Эвтектический с высокой элек­тропроводностью, пайка проводов

15

80

5

645

Легкоплавкий, самофлюсующий - ся, для меди и медных сплавов, не пригоден для чёрных металлов

50

15,5

16,5

18

630

Особо легкоплавкий, универ­сальный, для меди и медных спла­вов, стали, никеля

Флюсы могут иметь форму порошка или пасты. Применяются также флюсы и в виде жидких растворов, например раствор буры в горячей воде. Иногда целесообразно применять прутки припоя, покрытые с поверхности флюсом. Флюсующее действие могут про­изводить составные части самого припоя. Например, фосфор, окис­ляясь в фосфорный ангидрид, является хорошим флюсом для меди и медных сплавов, восстанавливая окислы и переводя их в легко­плавкие фосфорно-кислые соединения. Поэтому фосфористые мед­ные припои не требуют флюсов для пайки медных сплавов, что очень удобно на практике.

Порошкообразные флюсы можно посыпать тонким слоем на кромки, причём часто применяется предварительный подогрев кро­мок, с тем, чтобы частицы флюса плавились, прилипая к металлу, и не сдувались пламенем горелки при пайке. В порошкообразный флюс можно также обмакивать конец прутка припоя, нагретый выше температуры плавления флюса, который прочно пристаёт к прутку.

Пасты и жидкие растворы наносятся кистью или в них обмаки­вается припой. Можно изготовлять пасту из флюса с порошко­образным припоем и наносить её на кромку перед пайкой.

Для пайки имеют важное значение подготовительные работы, часто определяющие качество соединения. Широко применяются три основные формы паяных соединений: нахлёсточное, стыковое и соединение в ус (фиг. 213). Наиболее распространённым являет­ся нахлёсточное соединение, удобное для выполнения и весьма. прочное. Увеличивая перекрытие нахлёсточного соединения, можно повышать его прочность и в большинстве случаев достигнуть равно-
прочности с основным металлом. Стыковое соединение обладает лучшим внешним видом и при хороших припоях и правильном вы­полнении часто может обеспечить достаточную прочность (предел прочности может доходить до 40—45 кг! мм1). Стыковое соединение применяется в тех случаях, когда удвоение толщины металла неже­лательно. Соединение в ус, требующее усложнённой подготовки кро­мок, совмещает преимущества стыкового и нахлёсточного соедине­ний и обеспечивает хороший внешний вид и отсутствие выступаю­щих кромок и удвоения толщины. Соединение в ус даёт возмож­ность достичь равнопрочности с це­лым сечением за счёт увеличения ра­бочей площади соединения.

Фиг. 213. Формы паяных соеди­нений:

/ — нахлёсточное; 2—стыковое;

S — в ус.

Существенное значение имеет ве­личина зазора между соединяемыми кромками, которая должна быть ма­лой как для улучшения всасывания жидкого припоя действием капилляр­ных сил, так и для увеличения проч­ности соединения. Для серебряных припоев рекомендуется зазор 0,05—

0,08 мм, для пайки медью в защитном газе рекомендуются зазоры не более 0,012 мм. Строгие требования к величине зазора предписывают достаточно чистую механическую об­работку поверхностей, гак как грубая обработка, например опи­ловка напильником или опескоструивание, может быть причиной чрезмерного расхода припоя в соединении и резкого падения его прочности.

Для получения хорошего смачивания припоем, поверхность, под­лежащая пайке, должна быть безукоризненно чистой.

Обезжиривание может производиться горячей щёлочью, три - хлорэтиленом или четырёххлористым углеродом. Окислы удаляются травлением в кислотах с последующей тщательной промывкой и сушкой.

Механическая чистка производится протиркой концами, тонкой наждачной шкуркой, шлифованием тонкими номерами шлифоваль­ных кругов, щётками и т. д. При сборке часто применяется предва­рительное нанесение флюса на кромки с размещением припоя между кромками; в этом случае применяется припой в форме фольги или тонкого порошка, или же припой в виде проволоки или ленты, по­мещаемой около места пайки.

Собранные детали перед пайкой должны быть достаточно прочно скреплены сжимами, проволочными связками, шпиль­ками, точечной сваркой и т. д. с тем, чтобы устранить возмож­ность смещения деталей при нагреве и в процессе пайки. По­верхность изделий, которая не должна облуживаться, покры­вается перед пайкой пастой из мела, глины, графита или их смесей, или смачивается раствором хромовой кислоты и т. п. веществами, устраняющими прилипание припоя к поверхности изделия.

В соответствии с приведённой выше классификацией приведём краткое описание основных способов выполнения процесса твёрдой пайки.

Газовая пайка. При этом способе нагрев места пайки осуще­ствляется газовыми горелками. Для пайки мелких деталей поль­зуются горелками, работающими на воздухе с природным (мета­ном) или другим горючим газом или же ацетиленом. Для крупных деталей применяются горелки, работающие на кислороде с мета­ном или другими горючими газами, в особенности ацетиленом. Кислородно-ацетиленовые горелки применяются как специального типа для пайки, дающие широкий факел, так и нормальные, сва­рочные. Специальные горелки для пайки дают менее концентриро­ванный нагрев и охватывают пламенем сразу значительную по­верхность; пламя поддерживается с небольшим избытком ацети­лена.

Пайка погружением. При этом способе пайка производится по­гружением изделия в ванну с расплавленным припоем или в ванну с расплавленными солями. Для металлических ванн обычно исполь­зуются медноцинковые припои. Расплавленный припой в ванне по­крывается слоем флюса. Поверхность изделия, которая должна остаться чистой от припоя, смазывается пастами и растворами, пре­пятствующими её смачиванию.

Соляные ванны для твёрдой пайки устраиваются по типу соля­ных ванн для термообработки стали. Особенно удобны ванны с электрическим нагревом. Соляная смесь обычно составляется из хлоридов калия и бария КС1 + ВаС12. Состав ванны для любого температурного интервала можно подобрать, меняя соотношения составных частей соляной смеси.

Детали собираются с нанесеним флюса на поверхность, подле­жащую пайке, и с размещением припоя между кромками или около места соединения, после чего скрепляются и обмакиваются в ванну. Соляная ванна обеспечивает постоянный температурный режим с точностью ± 5° и защищает место пайки от окисления. Когда де­таль вынута из ванны, её защищает от окисления при охлаждении плёнка расплавленных солей, которая по охлаждении может быть удалена промывкой в горячей воде. Применение соляных ванн для твёрдой пайки заслуживает большого внимания. Весьма вероятно широкое распространение этого метода в нашей промышленности в ближайшие годы.

Пайка погружением в ванны отличается высокой производитель­ностью, однородностью качества пайки и может быть механизи­рована.

Электрическая пайка. Электрический нагрев места пайки может быть осуществлён различными методами: электрической дугой пря­мого или косвенного действия, пропусканием тока через место свар­ки, вихревыми токами, которые индуктируются в металле изделия переменными магнитными полями, за счёт разогрева контакта между поверхностью изделия и токоподводящим электродом и т. д.

Для пайки дугой прямого действия медноцинковые припои мало пригодны, ввиду летучести цинка и сильного его испарения и выго­рания под действием высокой температуры дуги. Наиболее при­годны тугоплавкие медные припои с содержанием фосфора или кремния. Для пайки используется угольная дуга, которая на­правляется преимущественно на конец стержня припоя, касаю­щегося основного металла, и не должна расплавлять кромок изделия.

Угольная дуга косвенного действия (дуговая горелка) заменяет газовую горелку и даёт возможность выполнять процесс пайки всеми типами твёрдых припоев, как медноцинковых, так и сере­бряных. Технологически дуговая горелка менее удобна, чем газо­вая, и применяется обычно лишь при небольшом объёме работ по пайке.

Электрическая пайка сопротивлением может выполняться на нормальных сварочных контактных машинах или на специальных электрических аппаратах для пайки. Нагрев места пайки произво­дится пропусканием через него тока большой силы. Ток получается от низковольтного трансформатора, встроенного в корпус аппарата для пайки и составляющего с ним одно целое.

Более универсальными электрическими аппаратами для пайки являются аппараты, работающие по способу горячего контакта между угольным или графитным электродом и изделием. Такой аппарат состоит из двух основных частей: понижающего транс­форматора, подвижного или стационарного, и клещей для пайки, соединяемых с зажимами трансформатора гибкими проводами, ко­торые могут иметь значительную длину, что придаёт установке гиб­кость и универсальность применения.

Понижающий трансформатор изготовляется по типу трансфор­маторов для электрических контактных сварочных машин. Первич­ная обмотка трансформатора делается секционированной, что даёт возможность регулировать напряжение вторичной обмотки и рабо­чую силу тока путём переключения витков первичной обмотки, как это делается в контактных машинах. Первичная обмотка трансфор­матора включается в электрическую цепь контактором с кнопочным управлением. Кнопка включения помещается на ручке паяльных клещей (фиг. 214) или выносится в форме отдельной переносной педали. Рабочие токоподводящие контакты паяльных клещей вы­полнены в форме сменных призматических блоков — брусков из электродного угля или графита. Зажатие детали производится за­жимным винтом, включение нагревающего тока — кнопкой на ручке клещей. Рабочие токи для пайки обычно находятся в пределах 500—1000 а.

Паяльные клещи присоединяются ко вторичной обмотке транс­форматора гибкими проводами достаточного сечения и требующейся длины (обычно до 2—3 м). Для пайки меди обычно пользуются фосфористыми медными припоями и для пайки стали серебряными
припоями. Фосфорно-медные припои для пайки чёрных металлов непригодны.

Пайка токами высокой частоты. В последнее время быстро раз­вивается и начинает находить широкое промышленное применение новый весьма эффективный способ пайки токами высокой частоты. Метод основан на нагреве металла у места пайки вихревыми тока­ми, которые создаются переменным магнитным полем высокой ча­стоты. Переменное магнитное поле, в свою очередь, создаётся на­магничивающими обмотками — индукторами. При приближении индуктора к поверхности изделия возникают вихревые токи в зоне металла, подвергающейся магнитному воздействию индуктора. Дей­ствие индуктора тем сильнее, чем меньше расстояние между индуктором и нагреваемым ме­таллом. Для возможного умень­шения расстояния применяют индукторы с изоляцией из туго­плавкой эмали; в этом случае расстояние между индуктором и нагреваемым металлом может быть снижено до 0,3—0,5 мм.

Фиг. 214. Паяльные клещи:

/ — питающий трансформатор; 2 — гибкий кабель; 3 — паяльные клещи; 4 — графит­ные нли угольные контакты.

Нагревание токами высокой частоты сосредоточивается в очень тонком поверхностном слое металла, в котором возни­кают вихревые токи. Нижележа­щие слои нагреваются вслед­ствие теплопроводности. Малый объём разогреваемого металла позволяет вести нагрев весьма быстро с высоким к. п. д.

Процесс пайки отличается чистотой, удобством выполне­ния, легко поддаётся механиза­ции и может быть хорошо приспособлен к условиям массового про­изводства однотипных деталей. Все эти преимущества обеспечи­вают нагреву токами высокой частоты возможность широкого про­мышленного использования при пайке. Препятствием к применению токов высокой частоты пока служит довольно высокая стоимость и некоторая сложность установок для получения этих токов. По мере упрощения и удешевления установки найдут широкое применение для процесса пайки.

Пайка в печах. Нагрев под пайку может производиться также в различных печах, по устройству аналогичных печам для термо­обработки стали. Применяются, например, очковые печи с нефтя­ным отоплением, широко применяются муфельные печи, в особен­ности удобны электричес

msd.com.ua

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о