Твердый припой для стали

Содержание

Где применяют твердые и мягкие припои

Твердый припой для стали

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

Где применяют

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

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

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

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

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

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

Твердосплавные соединения чаще всего востребованы в следующих ситуациях:

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

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

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

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

Использование в быту

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Особенности пайки трубных изделий

Порядок запайки труб мягкими припоями определяется следующей последовательностью рабочих операций:

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

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

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

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

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

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

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

Разновидности

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

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

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

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

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

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

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

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

Флюсы для тугоплавких металлов

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

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

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

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

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

Припой для пайки стали со сталью

Твердый припой для стали

Пайка нержавейки является достаточно трудоемкой процедурой, однако не вызовет особых проблем, если знать все особенности ее выполнения.

Со значительно меньшим количеством трудозатрат можно паять нержавеющие стальные сплавы, которые содержат не более 25% хрома и никеля.

Более того, пайка нержавейки с таким химическим составом позволяет получать надежные соединения изделий из разнородных металлов, исключая сплавы с магнием и алюминием.

Отремонтированная методом пайки велосипедная рама

Пайка нержавеющей стали, содержащей в своем составе значительное количество никеля, может вызывать определенную сложность. Это связано с тем, что в таких сплавах при нагреве до температуры 500–700° появляются карбидные соединения. Интенсивность формирования таких соединений зависит от продолжительности нагрева, поэтому пайку следует выполнять максимально оперативно.

Чтобы минимизировать риск образования карбидных соединений в структуре нержавейки при пайке, в состав сплава добавляют титан, а после формирования соединения изделие подвергают термической обработке.

Следует очень аккуратно подходить к пайке наклепанных нержавеющих сталей, поверхность которых под воздействием нагретого припоя может покрываться трещинами. Чтобы избежать таких последствий, необходимо исключить нагрузку соединяемых деталей в процессе пайки.

Кроме того, можно выполнить предварительный отжиг соединяемых изделий.

Для отжига используйте газовую горелку

На выбор припоя, при помощи которого можно паять нержавейку, оказывает влияние как химический состав сплава, так и условия технологического процесса.

Так, если данный процесс осуществляется при повышенной влажности окружающей среды, то следует использовать серебряные сплавы, в состав которых входит незначительное количество никеля.

Пайка в условиях печи, а также в относительной сухой атмосфере выполняется с использованием хромоникелевых и серебряно-марганцевых припоев.

Наиболее распространенным типом флюса, который применяется при пайке нержавейки, является бура, наносимая на место будущего соединения в виде пасты или порошка.

Расплавление буры на поверхности соединяемых деталей способствует равномерному и наиболее аккуратному нагреву участка будущего шва до требуемой температуры – 850°.

Только после того как требуемая температура нагрева достигнута, что можно определить по изменению цвета места будущего соединения до светло-красного, в стык между деталями вводится припой.

Флюс наносится равномерным слоем по всей поверхности, которую необходимо предварительно очистить

После окончания пайки на месте соединения присутствуют остатки флюса, которые удаляются путем промывки водой или пескоструйной обработки. Для выполнения такой процедуры нельзя использовать азотную или соляную кислоты, которые, хотя и эффективно очищают оставшийся на поверхности деталей флюс, оказывают негативное влияние как на основной металл, так и на использованный припой.

Как выполнить пайку в домашних условиях

С такими задачами, как соединение деталей из нержавейки при помощи пайки и пайка нержавейки с медью, нередко сталкиваются и в домашних условиях.

Изделия, изготовленные из нержавеющей стали, активно используются в быту уже на протяжении многих лет, поэтому, когда они по каким-либо причинам приходят в негодность, у любого домашнего мастера возникает естественное желание отремонтировать их самостоятельно.

Следует сразу сказать, что спаять детали из нержавейки не так уж и сложно, главное – строго придерживаться технологии, а также запастись соответствующими инструментами и расходными материалами.

Освойте технику пайки на простых соединениях, а затем пробуйте работать с более ответственными деталями

Перед тем как приступать к пайке нержавейки, очень желательно не только изучить теоретический материал по данному вопросу, но и более подробно познакомиться с правилами его выполнения при помощи обучающих видео.

Чтобы паять изделия из нержавейки, вам потребуются следующие инструменты и расходные материалы:

  • паяльник, работающий от электричества, мощность которого составляет не менее 100 Вт;
  • специальная паяльная кислота, которая будет использована в качестве флюса;
  • напильник или наждачная бумага;
  • припой, специально предназначенный для соединения стальных деталей, основу которого составляют олово и свинец;
  • трос, изготовленный из стали;
  • металлическая трубка.

Материалы и инструменты для пайки

Подбирая паяльник для работы с нержавейкой, следует остановить свой выбор именно на инструменте с мощностью 100 Вт. Использование более мощного устройства для выполнения таких работ просто нецелесообразно.

Сам процесс пайки деталей из нержавейки выполняется по следующему алгоритму.

  1. В первую очередь необходимо тщательно зачистить место будущего соединения, для чего используется наждачная бумага или напильник.
  2. После подготовки поверхностей соединяемых деталей на них необходимо нанести флюс, в качестве которого, как уже говорилось выше, используется паяльная кислота. Основная задача флюса состоит в том, чтобы обеспечить качественное лужение соединяемых деталей.
  3. После того как поверхности соединяемых деталей обработаны флюсом, необходимо выполнить их лужение, которое заключается в нанесении на них тонкого слоя припоя, состоящего из олова и свинца. Если выполнить лужение с первого раза не удалось, то необходимо повторить такую процедуру, предварительно разогрев соединяемые детали.
  4. Даже после нагрева изделий и их повторной обработки флюсом лужение может не увенчаться успехом – припой будет просто скатываться с поверхности деталей, а не ложиться на них тонкой пленкой. В таком случае необходимо воспользоваться кисточкой с металлическими жилами, которую несложно изготовить из трубки и стального троса. Перед использованием такой щетки на поверхность деталей также необходимо нанести флюс (паяльную кислоту) и только затем, нагревая место будущего соединения паяльником, зачищать его при помощи металлической кисточки. Такая несложная методика позволяет эффективно очистить поверхность нержавейки от окисной пленки, которая, как правило, и является основным препятствием для осуществления качественного лужения.
  5. После того как на соединяемые изделия удалось нанести тонкий слой олова, можно начинать их паять. Выполняется такая процедура при помощи паяльника и припоя, которым заполняют стык между деталями.

Типы припоев

Изделия из нержавеющих сталей можно паять как мягкими припоями, изготовленными на основе олова и свинца, так и твердыми типами присадочного материала, в состав которого входят более тугоплавкие металлы.

Мягкий припой за счет того, что его основу составляет олово, является легкоплавким материалом, отличающимся высокой пластичностью и жидкотекучестью в расплавленном состоянии. Что особенно важно при выполнении пайки изделий из нержавейки, он обладает хорошей раскислительной способностью.

Свойства мягких припоев

Более надежные соединения как в производственных, так и в домашних условиях позволяет получить пайка, выполняемая с использованием твердых припоев.

Металлы, из которых их изготавливают, плавятся при более высокой температуре, чем олово, что и позволяет получать с их помощью надежные и долговечные соединения.

Очень часто материалы данного типа производят на основе технического серебра, которого в их составе может содержаться до 30%.

Основные марки серебряных припоев

Одним из популярных типов твердого припоя является материал марки HTS-528, который успешно используется для пайки не только нержавейки, но и меди, латуни, бронзы, никеля и других металлов.

Удобно, что он выпускается в виде прутка, поверхность которого уже покрыта слоем флюса.

Работая с таким припоем в производственных условиях или дома, следует иметь в виду, что температура его плавления составляет 760°.

Припой HTS-528, представляет собой пруток, покрытый флюсом красного цвета. Помимо нержавейки подходит для чугуна и цветных металлов

Приготовление флюса

При пайке нержавейки следует очень внимательно отнестись к вопросу выбора готового флюса или рецептуре его самостоятельного изготовления. Классический состав флюса, который можно приготовить и дома, включает следующие компоненты:

  • буру (70%);
  • борную кислоту (20%);
  • фтористый кальций (10%).

Для пайки изделий, отличающихся небольшими размерами, можно приготовить флюс, который будет состоять только из буры и борной кислоты, смешанных в одинаковой пропорции. Смешав компоненты флюса в сухом виде, его необходимо развести водой и уже полученным раствором обрабатывать место будущего соединения.

Полезные советы

Чтобы выполнить пайку нержавейки качественно, следует воспользоваться рекомендациями опытных специалистов.

  • Мощность паяльника, который должен эффективно прогревать соединяемый металл, находится в интервале 60–100 Вт, но лучше остановить свой выбор именно на стоваттном устройстве. Для пайки габаритных деталей, например труб из нержавейки, потребуется не электрический паяльник, а газовая горелка.
  • Выбирая электрический паяльник, лучше остановить свой выбор на моделях, оснащенных наконечниками, которые не обгорают.
  • Наиболее экономичным и универсальным типом припоя, позволяющим получать качественные соединения изделий из нержавейки, являются оловянно-свинцовые прутки. В том случае, если паять предстоит посуду, которая будет контактировать с пищевыми продуктами или жидкостями, в качестве припоя лучше использовать чистое олово, которое не содержит в своем составе вредных примесей.
  • Помещение, в котором выполняются работы по пайке, должно хорошо проветриваться.
  • Выполняя пайку, следует обязательно использовать индивидуальные средства защиты, чтобы не навредить своему здоровью.

Твердый припой для стали

Твердый припой для стали

Подробности 15065

Прочность пайки зависит, в первую очередь, от правильного подбора припоя и флюса и, во вторую очередь, от тщательности подготовки спаиваемых деталей.

Это значит, что их поверхности должны быть очищены от окислов, которые мешают проникать припою в спаиваемые детали (диффундировать).

При пайке надо всегда помнить, что температура плавления припоя должна быть ниже максимальной рабочей температуры флюса.

Там, где в тексте эта температура не приводится, дается разъяснение, какими припоями можно паять с данной маркой флюса.

Припои

Основные свойства, которыми должен обладать припой, можно сформулировать так:

  • температура его плавления должна быть ниже температуры плавления спаиваемых металлов;
  • он должен хорошо смачивать спаиваемый металл;
  • припой должен быть относительно прочным;
  • при пайке не должны образовываться пары (металл — припой), отрицательные в электрохимическом отношении, в противном случае паяный шов быстро разрушится;
  • металлы, входящие в состав припоя, должны быть недефицитными и недорогими.

Припои по своим физическим свойствам делятся на две группы:

  • легкоплавкие припои (их еще называют мягкими припоями) с температурой плавления до 500°
  • и тугоплавкие (твердые) с температурой плавления выше 500°.

Таблица 1
Припои на основе олово-свинец

Марки припоя Температура плавления оС Применение
Олово 232 Для лужения
ПОС 90 220 То же
ПОС 61 185 Для пайки меди и стали
ПОС 50 210 Для пайки меди, латуни, никеля, серебра и т.д.
ПОС 40 235 То же
ПОС 30 256
ПОС 18 277 Для пайки свинца, цинка, луженной жести
ПОС 4-6 265 Для пайки меди и стали

Все припои содержат небольшой процент примеси сурьмы. Последний припой содержит 5 — 6% сурьмы. В (табл. 1) приведены припои на основе сплава олово-свинец, для сравнения сюда включено олово.

Цифра в марке припоя говорит о количестве (в %) олова в данном припое, остальное — свинец.

Из тугоплавких применяются припои на основе меди и серебра

Кроме припоев для пайки стальных и никельсодержащих сплавов пользуются иногда медью марок МО, Ml, M2, МЗ и М4.

Употребляется медь в виде:

  • проволоки,
  • ленты,
  • фольги
  • и порошка.

Температура пайки медью лежит в пределах 1150—1200°.

Латуни (сплавы медь-цинк) и специальные медно-цинковые припои хороши тем, что температура их плавления несколько ниже, чем у меди.

Соединения, спаянные латунью, более прочны, чем спаянные медью.
В (табл.

2) приведены три широко распространенных медно-цинковых припоя и некоторые марки латуней, применяемых в качестве припоев.

Таблица 2
Медно-цинковые и латунные припои

Марки припоя (латуни) Температура плавления, оС Применение
ПМЦ 36 825 Для пайки латуни марки Л 62
ПМЦ 48 865 Для пайки медных сплавов
ПМЦ 54 880 для пайки меди и сплавов из стали
Л 62 905 Для пайки меди и стали
Л 68 938 То же

Медно-фосфорные припои отличаются относительно низкой температурой плавления и хорошей затекаемостью в расплавленном состоянии. Наличие в припоях фосфора при пайке меди и ее сплавов позволяет иногда обходиться без флюса, так как фосфор обладает флюсующими свойствами.

При пайке медно-фосфорными припоями латуни Л62, нейзильбера*, алюминиевой бронзы и медно-никелевых сплавов необходимо применять борсодержащие флюсы.

По ГОСТу пайка стали медно-фосфорными припоями не допускается из-за хрупкости паяного шва.

Однако при отсутствии медно-цинковых или серебряных припоев можно применять и медно-фосфорные.

К основным медно-фосфорным припоям относятся так называемые фосфористые меди марок МФ-1, МФ-2, МФ-3.

  • Температура плавления первых двух — 750°
  • третьего — 700°.

Из тугоплавких (твердых) припоев наиболее примечательными являются припои на основе серебра

Их универсальность (можно паять все металлы, кроме алюминия, магния и легкоплавких металлов),

  • прочность,
  • пластичность,
  • коррозионная стойкость,
  • высокая температура плавления

ставят их в первый ряд среди других припоев.
Даже относительная дороговизна нисколько не умаляет их достоинств.

Из припоев на основе серебра некоторые умельцы отливают мормышки!

В (табл. 3) приведены основные марки серебряных припоев. Цифра в марке припоя показывает количество (в %) серебра, остальное — в основном медь.

Таблица 3
Основные марки серебряных припое

Марка припоя Температура плавления, оС Марка припоя Температура плавления, оС
ПСр 72 779 ПСр 44 800
ПСр 71 795 ПСр 40 605
ПСр 70 755 ПСр 37,5 810
ПСр 62 700 ПСр 25 775
ПСр 50 850 ПСр 12М 825
ПСр 45 725 ПСр 10 850

Флюсы

Назначение флюсов при пайке:

  • защита зачищенных деталей от окисления,
  • удаление с поверхности металла пленки окислов,
  • улучшение смачивания припоем спаиваемых деталей.

Все многообразие флюсов можно разделить на три группы:

  • некоррозионные
  • слабокоррозионные
  • и коррозионные.

Некоррозионные флюсы (их еще называют защитными) не растворяют пленку окислов на металле, а лишь защищают при пайке тщательно зачищенную поверхность.

После окончания пайки остатки флюса можно не удалять с поверхности спаянных деталей, так как он не вызывает коррозии.

Слабокоррозионные флюсы
участвуют в разрушении пленки окислов. Остатки флюса необходимо удалять.

Коррозионные (активные) флюсы энергично разрушают пленку окислов, поэтому иногда удается спаивать незачищенные металлические детали.

Удалять остатки флюса после пайки обязательно!

Отдельную группу составляют борсодержащие флюсы для пайки тугоплавкими припоями

К некоррозионным флюсам относятся неактивированные флюсы на основе канифоли (табл. 4).

Максимальная рабочая температура этих флюсов 300°!

Таблица 4
Флюсы на основе канифоли

Компоненты, % вес. Что и чем паяется
Канифоль-40, бензин-50 керосин — 10
Канифоль-30, Этиловый спирт — 70
Канифоль-24, стеарин -1, Этиловый спирт — 75
Канифоль-6,глицерин-16, Этиловый спирт (денатурат)-78
Пайка меди и ее сплавов, серебра (редко — стали) свинцово-оловянистыми припоями

К слабокоррозионным флюсам относится большая группа активированных флюсов на основе канифоли, но есть и такие, где канифоль отсутствует (табл. 5).

  • первые флюсы имеют максимальную рабочую температуру — 300°
  • вторые — 350°

Таблица 5
Флюсы на основе канифоли, глицерина и спирта

Компоненты, % вес. Что и чем паяется
Канифоль — 30, Этиловый спирт — 60, уксусная кислота — 10
Канифоль — 38, Этиловый спирт — 50, ортофосфорная кислота — 12
Канифоль — 24, Этиловый спирт — 75, хлористый цинк — 1
Для>пайки>меди,>ее сплавов, серебра, никеля, цинка, свинцово- оловянистыми припоями
Канифоль — 28, Этиловый спирт — 65, хлористый цинк — 5, хлористый аммоний — 2
Глицерин 22,хлористый аммоний — 4, хлористый натрий — 0,12, раствор хлористого цинка — 73,88
Для пайки меди и цинка
Глицерин — 35, солянокислый гидразин — 5, вода — 60
Этиловый спирт — 46, ортофосфорная кислота — 9, вода — 45
Для пайки меди и сплавов, никеля, серебра, стали

Основу почти всех коррозионных (активных) флюсов составляют хлориды металлов и, в частности, хлористый цинк.

Максимальная рабочая температура этих флюсов до 400°! (табл. 6)

Таблица 6
Флюсы на основе хлоридов металлов

Компоненты, % вес Применение
Хлористый цинк — 40, вода — 60
Хлористый цинк — 30, хлористый амоний — 10, вода — 60
Хлористый цинк — 30, солянная кислота — 30, вода — 40
Хлористый цинк — 70, хлористый натрий — 15, хлористый амоний — 15
Для пайки и лужения стали, меди, ее сплавов, никеля, серебра.
Хлористый цинк — 40, двухлористое олово — 5, хлорная медь — 0,5, соляная кислота — 3,5, вода — 51 Пайка стали припоями с большим содержанием свинца
Хлористый цинк — 40, хлористый натрий — 5, хлорная медь — 1, хлористый калий — 1, соляная кислота — 1, вода — 52 Пайка стали и меди (и сплавов) припоями с большим содержанием свинца и цинка.
Хлористый натрий — 15, хлористый амоний — 1,5, соляная кислота — 36, спирт денатурат — 12,8, ортофосфорная кислота — 2,2, хлористое железо — 0,6, вода — 31,9 Пайка углеродистых сталей.

Припой для пайки меди, алюминия, латуни, стали, нержавейки. Состав припоя для пайки. Виды припоев для пайки

Твердый припой для стали

Когда необходимо надежно скрепить между собой различные твердые соединения, то чаще всего для этого выбирается пайка. Этот процесс широко распространен во многих областях промышленности. Приходится паять и домашним мастерам.

Эта операция выручает не только тогда, когда вышел из строя телевизор или компьютер, и для восстановления необходимо заменить сгоревшую микросхему либо чип. С помощью данного процесса восстанавливают холодильное оборудование, промышленные системы. Пайка помогает в том случае, если необходимо получить герметичное соединение.

К тому же некоторые материалы попросту нельзя соединить по-другому. Алюминий, медь, латунь не удастся соединить методом сварки.

Для того чтобы получить качественное и надежное, а также герметичное соединение, нужно иметь не только хорошее оборудование и специальные навыки, но и подходящие расходные материалы – припои и флюсы для пайки.

Сплавы припоев и виды флюса выбирают в зависимости от материалов, с которыми придется работать. К примеру, при операции с алюминиевыми изделиями необходим другой флюс, отличный от того, что подходит для меди или серебра. Ниже мы рассмотрим основные характеристики каждого из них и выберем наиболее оптимальный вариант для работы.

В качестве него используют различные сплавы металлов. Также есть составы на основе чистого металла. Для того чтобы с помощью того или иного припоя можно было создавать качественные соединения, эти материалы должны отличаться некоторыми качествами.

Смачиваемость

Прежде всего, любой вид припоя должен иметь отличную смачиваемость. Без этой характеристики спаиваемые детали просто не смогут надежно контактировать друг с другом. Что такое смачиваемость? Это такое интересное явление, когда прочность связей между частицами твердого вещества и жидкости выше, чем у молекул жидкости.

Если есть смачиваемость, тогда жидкость растечется по поверхности и попадет во все полости. Итак, если припой для пайки не смачивает, к примеру, медь, тогда его нельзя использовать с этим металлом. Для пайки ее не используют свинец в чистом виде.

Его характеристики смачивания очень низкие и нельзя рассчитывать на высокое качество соединения.

Температура плавления

Какой бы ни был вид припоя, температура, при которой он начнет плавиться, обязательно должна быть ниже плавления спаиваемых материалов. Также она должна быть выше, чем рабочие температуры деталей.

Говоря о температуре плавления, подразумевают две точки. Это значение, при котором легкоплавкие компоненты начнут процесс плавления, и минимальное, где сплав превратится в жидкость. Разница этих двух температур называется интервалом кристаллизации.

Если место пайки находится в пределах данной разницы, то даже небольшие механические нагрузки на деталь могут полностью разрушить структуру припоя. В таком соединении будет отмечаться высокая хрупкость и сопротивление.

Помните главное: не следует каким-либо образом воздействовать на соединение до тех пор, пока припой для пайки не полностью кристаллизовался.

Важные свойства припоев

Какой бы ни был тип и вид сплава, с каким бы материалом он ни использовался, в нем не должно содержаться тяжелых металлов или любых других токсичных веществ выше установленной нормы. Состав припоя максимально соответствует материалу деталей. А иначе не удастся получить надежного соединения. Будет наблюдаться излишняя хрупкость.

Любой припой, вне зависимости от вида и предназначения, должен быть термостабильным. Также припой для пайки должен обладать электростабильностью. Следует учитывать коэффициенты теплового расширения и теплопроводности. Они не должны существенно отличаться от тех значений, которые применяются к паяным изделиям.

Виды припоев для пайки

Все существующие сплавы для данной операции делятся на мягкие, или легкоплавкие, где температура плавления составляет до 450 градусов Цельсия, и твердые. Здесь она значительно превышает вышеуказанное значение.

Мягкие припои

Одними из самых популярных и распространенных считаются оловянно-свинцовые сплавы с разным содержанием компонентов.

Для того чтобы придать материалу необходимые характеристики, в состав припоя для пайки могут добавляться различные дополнительные ингредиенты.

К примеру, висмут и кадмий применяются для снижения температуры плавления. Добавление сурьмы позволяет увеличить прочность паяного шва.

Сплавы из свинца и олова отличаются низкой температурой плавления и невысокой прочностью. Их не стоит использовать для деталей, эксплуатация которых подразумевает серьезную нагрузку. Также не рекомендуются эти припои, если рабочие температуры деталей будут выше 100 °С. Если придется паять нагруженные детали мягкими припоями, следует попытаться увеличить площадь соприкосновения двух изделий.

Среди самых популярных мягких материалов можно выделить ПОС-18, ПОС-30, ПОС-40, ПОС-61, ПОС-90. Цифры здесь указаны не просто так. Это процент олова в сплаве. В промышленности его чаще применяют в производстве электроники, приборостроении. В быту же ими можно соединять самые разные детали: схемы телевизоров, микроволновок, электрических чайников и других мелких приборов.

Назначение мягких припоев

ПОС-90 предназначен для работы с деталями, которые затем будут обрабатываться по гальванической технологии. ПОС-61 можно использовать для ремонта высокоточного оборудования.

Также сплав идеально подойдет для соединения деталей высокой ответственности из самых разных материалов. ПОС-61 отлично себя зарекомендовал как припой для пайки меди и латуни.

Припой подойдет тогда, когда необходимо добиться прочных соединений с высокой степенью электропроводности.

ПОС-40 широко используются для операций с неответственными и неточными деталями. При этом рабочая зона может нагреваться до высоких температур. ПОС-30 подходит для пайки меди или латуни, стальных сплавов и железа.

Твердые

Среди тугоплавких сплавов различают и широко применяют лишь две группы. В основном это медные или серебряные сплавы.

К первой группе можно отнести припои из меди и цинка. Они хорошо подходят для тех соединений, на которые будут воздействовать лишь статические нагрузки. Хрупкость этих сплавов не позволяет применить их в узлах, которые будут испытывать удары или любые вибрации.

К припоям из меди или составам на цинковой основе можно отнести ПМЦ-36 и ПМЦ-54. Первый – это идеальный припой для пайки латуни и любых других медных соединений. Второй годится для работы по медным деталями, бронзовым или же стальным.

Если необходимо соединить между собой две стальные детали, тогда можно воспользоваться чистой медью, латунью марок Л-62, Л-62, Л-68. Эти припои на основе латуни позволяют создать более прочные и пластичные соединения. Медные сплавы не имеют таких характеристик.

Самыми качественными считаются сплавы из серебра. В составе также может содержаться цинк и медь. ПСр-70 – припой для пайки меди, для работы с латунными или серебряными деталями.

Этот элемент подходит в случае, если место соединения должно проводить электричество. ПСр-65 применяют в производстве ювелирной продукции, фитингов, водопроводных труб.

ПСр-45 необходим для соединения тех деталей, которые работают в условиях вибрационных и ударных нагрузок.

Другие виды

Существуют еще и другие, менее популярные припои. Зачастую они используются для редко встречающихся металлов или для работы в особых условиях.

К примеру, составы на основе никеля предназначены для изделий, которые функционируют в повышенных температурных режимах. Также им паяют нержавеющие сплавы.

Припои на основе золота применяют для работы с вакуумными трубками. Есть соответствующие припои и для магния.

Форма выпуска

Материалы и составы для пайки поставляются в самых разных формах. Так, это может быть проволока, тонкая фольга, таблетки, порошок. Кроме этого припой доступен в виде пасты или гранул. От формы зависит, как припой будет поставляться в рабочую зону.

Особенности пайки алюминия

Соединение алюминиевых деталей пайкой применяется в промышленности и в быту. Например, рамы современных велосипедов изготавливают из алюминиевых сплавов – в процессе экстремальной езды они часто ломаются. Встает вопрос: какой же припой выбрать?

Считается, что пайка алюминия – очень сложный процесс. Но на самом деле это так, если в процессе используют материалы для нержавейки или же латуни, стали, меди. Причина этого – оксидная пленка. Именно она не дает необходимого уровня смачиваемости, а основной металл не растворяется.

Чем паять алюминий и сплавы на его основе

Чтобы работа осуществилась на должном уровне, припой для пайки алюминия должен содержать в себе кремний, алюминий, а также медь, цинк и серебро. Сегодня в продаже можно отыскать составы, где все эти составляющие находятся в разных соотношениях.

Выбирая надежный припой, важно учитывать следующее. Максимальную стойкость к коррозии и высокую прочность будет иметь то соединение, которое делалось с припоем, где содержится много цинка.

Также для алюминия можно применить соединения на основе олова и свинца. Но важно качественно подготовить рабочую поверхность, зачистить щеткой из нержавейки и использовать активные флюсы. Но специалисты не рекомендуют использовать такой элемент.

Любой припой для пайки алюминия высокотемпературный. Самые оптимальные, которые позволяют получить надежное соединение, – алюминиево-кремниевые и алюминиево-медно-кремниевые.

Чем паять медь?

Как уже было замечено выше, с ней можно работать большинством составов. Можно использовать как низкотемпературные легкоплавкие, так и твердые припои. Еще применяют составы на основе олова со свинцом, олова, серебра, меди с серебром и цинком.

Если необходимо отремонтировать материнскую плату компьютера или починить телевизор на даче, подойдут любые легкоплавкие элементы. Если же необходимо запаять фитинги на трубах или же починить водопровод либо холодильник, тогда сгодится только твердый припой для пайки меди. Именно так можно получить качественный результат.

Нержавеющая сталь

Если необходимо соединить детали из нержавейки, то профессионалы рекомендуют использовать прутки из олова и свинца. Также хорошо подходят материалы с кадмием. Можно применить легкоплавкие сплавы на базе цинка.

Однако не стоит их использовать вместе с углеродистыми или же низколегированными сталями. Лучший припой для пайки нержавейки – это состав на основе чистого олова.

Кроме того, только олово допускается, если место пайки будет контактировать с продуктами питания.

Если работы будут проводиться в сухой либо же печной атмосфере, тогда следует применить серебро с марганцем, хромоникелевые припои или чистую медь (а еще лучше латунь). Когда паять приходится в коррозионных условиях, используют серебряные тиноли с небольшой частью никеля.

Пайка стали

Соединить между собой две такие детали нетрудно. Доступный и эффективный припой для пайки стали – ПОС-41. Существует также ПОС-60 и другие, можно применить даже чистое олово. А вот цинковые составы подходят плохо. Особенно если дело касается углеродистых или низколегированных материалов.

Флюсы для пайки

В процессе операции флюс играет не меньшую роль, нежели припой. Это химический растворитель и поглотитель окислов. Он также защищает металлы от окисления и увеличивает смачивание.

Для работы с элементами на основе свинца и олова в качестве флюса можно применить соляную кислоту, хлористый цинк. Также подходит бура, хлористый аммоний. Это активные флюсы. К неактивным можно отнести канифоль, вазелины, оливковое масло и многие другие вещества.

К примеру, растворами соляной кислоты можно пользоваться с мягкими припоями. Хлористый цинк применяется с латунью, медью, сталью. Нашатырный спит отлично разводит и растворяет жирные вещества. Для алюминия используют состав из тунгового масла, канифоли, кальцинированного хлористого цинка. Также можно применить концентрированную фосфорную кислоту.

Итак, мы выяснили, какие существуют припои, и какой из них лучше использовать в разных случаях.
Поделиться:
Нет комментариев

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Все поля обязательны для заполнения.