Твердый припой своими руками

Флюс для пайки: особенности, виды, советы

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

Пайка и её особенности

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

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

Виды припоя

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

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

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

Таблица флюсов

Пайка мягкими припоями

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

К мягким припоям относятся:

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

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

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

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

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

Рассмотрим самые популярные смеси:

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

Флюс гель

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

Твердые припои для пайки

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

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

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

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

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

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

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

Видео: Приготовление паяльного флюса своими руками

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

Прочие типы флюса

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

Общие советы по флюсам

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

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

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

Твердый припой своими руками

Серебряный припой постоянно применяют для промышленных производств и в домашних условиях, ведь он является самым высококачественным. Однако стоимость его достаточно большая, ведь в составе присутствует материал драгоценного типа. Именно поэтому часто люди стараются самостоятельно сделать данный припой. Однако это могут сделать только те, у которых имеются специализированные знания в этой области, ведь необходимо сделать такой материал, который будет обладать всеми нужными характеристиками и свойствами.

Серебро в чистом виде довольно дорогой металл, поэтому для припоя его используют в редких случаях, в основном он необходим для ювелирного производства. У материала мягкая структура, поэтому чтобы обеспечить качественное соединение, необходимо добавить в сплав и другие материалы, к примеру, алюминий, кадмий, цинк, никель или медь. При соединении чистого серебра с медью и цинком, то расплавление металла станет значительно выше, что хорошо влияет на спаивание деталей. Швы получаются качественными и прочными. Если серебра в материале присутствует около 10 % и выше, то швы становятся очень пластичными и прекрасно обрабатываются. Такой вариант замечательно спаивает стальные материалы.

При содержании чистого серебра около 25 % материал качественно спаивает латунные заготовки. Поверхность в итоге получается аккуратно и выглядит привлекательно.

Очень часто припои производятся в виде сплошных листов. Перед работой его необходимо аккуратно разделить на полоски размером около 2 мм, ну а ширину можно сделать по собственному усмотрению, это зависит от того, как будет происходить применение материла. Зазорная пайка таким способом получается наиболее качественной. После использования швы прекрасно переносят различные вибрации и не портятся. Детали даже могут деформироваться или подвергаться физическому воздействию, но соединение остается целостным и герметичным в течение максимального времени.

Характеристики и свойства припоя из серебра

Собственноручное создание серебряного припоя часто делается для применения в домашней обстановке. В большинстве случаев серебряный припой необходим для того, чтобы спаять вместе сразу несколько слоев разнообразных металлов, ведь в итоге должен получиться большой по толщине слой, который нужно создавать несколько раз. Именно поэтому у материала должна быть высокая температура плавления для проведения ступенчатой пайки, чтобы при спаивании очередного металла не испортился и предыдущий слой. Припой должен плавиться при температуре не меньше 600 градусов по Цельсию.

При создании данного типа материала необходимо обеспечить, чтобы в состав входило 30 % серебра. Меди должно быть около 20 %, цинка 16 %, а кадмия 33 %. Этот материал является довольно хрупким, поэтому стоит избегать механического и физического воздействия на него, чтобы он не разрушился со временем. Для повышения текучести сплава при однослойном спаивании можно добавить около 50 % серебра от общего количества состава. При этом ощутимо увеличивается сопротивляемость к воздействию со стороны. Многоступенчатая пайка также возможна в этом случае, только требует большой аккуратности в работе.

Материалы и инструменты для создания припоя

Имеется несколько вариантов создания серебряного припоя самостоятельно. Однако даже самые простые из них требуют тщательной работы, причем не факт, что материал получится качественным. Для начала стоит найти все инструменты и необходимые материалы. Для этого понадобятся:

1. ломик для серебра;
2. другие металлы, входящие в состав, к примеру, бура для пайки, латунь, медь;
3. весы;
4. ложечка;
5. кусачки;
6. ножницы;
7. наждачка;
8. горелка газовая;
9. лопаточка;
10. фальцы;
11. ингус.

Технология создания серебряного припоя

Сначала потребуется определиться с составом материала, а затем подготовить нужные элементы в необходимых пропорциях. Налить серебро в ложку и расплавить его при помощи горелки. После этого можно приступать к добавлению других элементов, главное не спешить и делать все аккуратно, чтобы полученная смесь оказалась однородной. Поэтому на это потратить придется некоторое количество времени, но результат однозначно того стоит. Однако стоит помнить, что составляющие постепенно выгорают и происходит испарение, если процесс окажется слишком долгим. Потом можно вливать полученную смесь в ингус, а затем раскатывать без отжига. Чтобы сделать припой жесткого типа, необходимо использовать материал в определенных пропорциях:

Средний по жесткости:

Для создания мягкого припоя:

Самостоятельное создание припоя

Спаивание при помощи серебряного припоя является очень ответственным и важным занятием, поэтому и заниматься его приготовлением необходимо со всей внимательностью и аккуратностью. Необходимо правильно обеспечить его превращение из жидкого в твердое состояние. Необходимо добавить все необходимые ингредиенты и сделать состав однородным, и уже после всех этих действий становится возможным перелить материал в ингус. При этом происходит три основных варианта этапов:

• Для начала необходимо подготовиться к расплавлению в ложке.
• Добавить остальные ингредиенты.
• После этого стоит перемешать готовый состав и перелить его в ингус.

Необходимо на донышко ложки положить немного картона, а затем пластину большего диаметра, чтобы она покрывала ложку полностью. Затем необходимо вжать пластину в ложку для получения вогнутой формы. Это очень важно, ведь при большей глубине процесс будет длительнее.

Точный все ингредиентов и их сортировка

Один рецепт подразумевает точное содержание следующих ингредиентов:

• 20 г серебра 916 пробы;
• лома серебра 875 пробы;
• 12 г чистого серебра;
• металлы;
• бура;
• газовая горелка.

Металл для создания припоя рекомендуется распределять маленькими отдельными кучками. Потом все происходит в зависимости от использованного рецепта и тщательным образом смешивается. Потом следует добавить буру 1/10 часть от общего количества. И только после этого можно приступать к подогреву в ложечке.

Необходимо расположить ингус недалеко от процесса. Для начала его следует смазать при помощи воска, а затем подогреть, ведь материал нельзя помещать из горячей в холодную емкость. При подогревании состав должен находиться в одинаковой температуре, поэтому как только необходимая консистенция достигнута. Он сразу переливается в ингус. После того, как припой станет нужной формы. Нужно подставить его в холодную воду. При полном охлаждении брусок вытаскивается. Следует помнить, что картон в ложке может выдержать не более пяти процессов такого рода, потом его необходимо поменять.

Применение медных труб позволяет устроить эффективную и долговечную систему отопления или водоснабжения. Наиболее простым и распространенным способом соединения таких изделий является технология пайки. Она предполагает наличие припоя – термопластичного вещества, обеспечивающего герметизацию стыка путем плавления и затекания под действием высокой температуры. После остывания он твердеет и фиксирует соединение.

Пайка труб из меди осуществляется разными видами припоя

Подготовка медных труб

Данные изделия отличаются прочностью, долговечностью, выдерживают высокие значения давления и температуры, а также не боятся ультрафиолетового излучения.

Для спаивания труб из меди понадобятся труборез, расширитель, молоток, рулетка и фаскосниматель. Выбор трубореза определяется диаметром используемых изделий. Он позволяет получить ровный срез, который перпендикулярный к оси трубы. Фаскосниматели применяются для снятия грата и фаски с краев изделий. Снятие заусенцев с внешних и внутренних краев труб облегчает их всовывание друг в друга. Фаскосниматели бывают в круглом корпусе (с ограничением диаметра трубы в 3,6 см) либо в виде карандаша.

Если соединение медных труб не предполагает использование фитингов, то используется труборасширитель.

Важно! Расширяемое медное изделие должно быть или мягким или отожженным.

В помещении проведения пайки медной трубы не должно находиться легковоспламеняющихся и горючих веществ. Также необходимо обеспечить хорошую вентиляцию и проветривание.

Для качественного соединения важен ровный срез, поэтому трубу нужно обрезать специальным приспособлением — труборезом

Материалы, необходимые для работы

Пайку медных труб можно выполнять самостоятельно. Для работы потребуются:

• припой;
• стальная щетка;
• флюс;
• кисть;
• паяльник или газовая горелка.

Припой имеет вид проволоки с температурой плавления меньшей, чем у меди. Это позволяет выполнять соединение изделий нагреванием. С помощью стальной щетки при подготовительных работах очищаются внутренняя поверхность фитинга и внешняя часть трубы.

Припой бывает высокотемпературный, представляющий собой тонкую проволоку из меди с добавлением до 6% фосфора и имеющий температуру плавления 600-800 °С, и низкотемпературный – из олова, плавящегося при 300-400 °С.

Жидкий флюс наносится на муфту и трубу до сборки соединительного узла, твердый – расплавляется в зоне пайки. Флюс в виде пасты представляет собой загустевшую смесь, которая может быть нанесена как до, так и после процесса стыковки. Флюс очищает от окислов поверхность трубы, защищает место пайки от кислорода, способствует растекание припоя и улучшает сцепления соединяемых деталей.

Для разогрева металла и припоя необходима газовая горелка

Различают газовые горелки со стационарным баллоном или одноразовым. Существует отдельный вид горелок – ацетилен-кислородные, которые отличаются своей конструкцией. Выбор мощности аппарата для пайки осуществляется по температуре плавления припоя. Профессиональными инструментами проводится пайка медных труб твердым припоем, полупрофессиональными – твердым и мягким припоем.

Особенности припоев и флюсов

Существует большое количество твердых и мягких припоев, которые могут обеспечить качественную пайку медных труб. Низкотемпературные припои дают шов с несколько худшими механическими параметрами, но позволяют выполнять работы при температуре, которая не оказывает сильного влияния на прочность металла труб. Около 95-97% таких припоев составляет олово, остальная часть – прочие элементы.

Наиболее хорошие технологические свойства у соединений, содержащих серебро. Существуют трехкомпонентные припои, в состав которых входят олово, серебро, медь. Флюсы, применяемые для низкотемпературной пайки, зачастую содержат хлорид цинка.

Достаточная прочность соединения при пайке мягким припоем достигается большой площадью контакта элементов. Для газопроводов используется только высокотемпературная пайка, обеспечивающая наилучшую прочность и надежность.

Низкотемпературный припой состоит из олова и имеет вид проволоки

Допустимое давление в трубопроводах при использовании разных типов пайки приведено в таблице.

Как сделать припой в домашних условиях

Многим радиолюбителям известно, как сделать припой для пайки. Для этого нужно знать характеристики припоев и соотношение элементов. В качестве сырья могут использоваться металлический бой или отработанные детали из приборов, батареек, монет и т. д. Что можно использовать в качестве припоя, и где найти вещества:

• Олово можно снять с лампочки или плат старой ненужной техники. Тонким слоем покрываются стенки пищевых банок, крышек.
• Свинец находится в чистом состоянии в аккумуляторах, кабелях, автомобильных дисках.

В качестве припоев используются легкоплавкие металлы (относительно температуры плавления соединяемых деталей). В основном это двухкомпонентные сплавы, реже 3-составные. Основное значение имеет соотношение этих элементов: при повышении содержания в составе более легкоплавкого металла, понижается температура плавления, и наоборот. Как сделать серебряный припой в домашних условиях, самый тугоплавкий из всех существующих, расскажем в статье.

Разновидности и особенности припоев

Важно! Легкоплавкие припои до 450° С наносятся при помощи паяльника, тугоплавкие (до 1100°С) сплавляются газовой горелкой.

Во избежание порчи изделия, можно узнать, как сделать припой в домашних условиях. Существует 3 основных типа.

Большая доля припоев, используемых для пайки радиоэлектроники, изготавливается на основе олова. Вторым и обязательным компонентом является свинец. В зависимости от пропорций отличаются свойства припоя: чем больше содержания свинца, тем выше температура плавления. Для повышения прочности и температуры плавления, в припой может быть добавлен третий элемент: кадмий, сурьма.

Бессвинцовые припои — это новая разработка химиков. Такие припои изготавливаются на основе олова, но с добавлением серебра, кадмия, цинка, меди, алюминия. Все припои на основе олова отличаются высокой адгезией с металлическими поверхностями. Хорошо смываются кислотами, а также позволяют проводить работы с большим количеством металлов. Они относятся к легкоплавким и маркируются индексами ПОС.

Тугоплавкие припои имеют температуру плавления 450-1100° С. В их состав входят такие элементы: медь, серебро, магний, никель в разных соотношениях. Предназначены для соединения меди, латуни, серебра, бронзы. Маркируются Cu-Ag как ПСР, а Cu-Zn как ПМЦ. Оба типа припоев можно изготовить в самостоятельно.

Выше перечисленные элементы встречаются во многих деталях, которые можно найти в хозяйстве, но можно ли чем заменить припой в домашних условиях? Сам припой — нет, но замену можно найти канифоли, используя нехитрые вещества, которые находятся в аптечке или на кухне. Это обычный аспирин (не шипучий), жир, смола хвойных деревьев, кислоты со стеарином, электролит из батарейки и, самый дорогой, — янтарь.

Инструкция по изготовлению

Готовим припой для пайки серебра своими руками. Поскольку для расплавления тугоплавких элементов используется горелка, делаем это в гараже или мастерской. Серебряный припой состоит из 2 элементов:

• серебра в количестве 3 гр;
• латуни (медь + цинк) 1 гр.

Серебро должно быть максимально чистым — 925 пробы. В качестве латуни можно использовать бой латунных изделий, монеты. Или взять в соотношении 70% меди и 30% цинка. Двухкомпонентный сплав должен быть именно в таком соотношении, поскольку при увеличении содержания цинка уже до 40%, повышается хрупкость.

Расплавлять элементы нужно в первую очередь те, которые иметь высокую температуру плавления и добавлять остальные по уменьшению. Температура плавления меди — 1080° С, серебра — 930° С, цинка — 420° С.

Для производства домашнего припоя нам понадобится небольшая изложница и чаша, в которой мы будем плавить. Лучше всего, если это будет чугун. Прогреваем изложницу и добавляем в нее немного воска, нагреваем чашу. Если мы используем готовую латунь, то плавление начинается с серебра. Если это 3 отдельных элемента, то плавление начинаем с меди. При неполном расплавлении добавим серебро, при смешивании процесс начинает происходить быстрее. В конце добавляем цинк. Не переставая нагревать чашу с металлом, сливаем получаемый расплав в изложницу. Охлаждение расплава происходит очень быстро, за считанные секунды. После кристаллизации можно полученную заготовку охладить.

Чем можно заменить припой для пайки оловянный? Эта категория отличается высокой пластичностью и адгезией к металлической поверхности. Невысокая тугоплавкость позволяет применять припой для цветных металлов и тонких деталей. Получается смесь при смешивании олова и свинца в чистом виде. Получить сами элементы можно химическим методом, извлекая олово из консервных банок и крышек. Делаем поэтапно:

• Наливаем воду в банку, ставим на огонь и кипятим. Моем.
• Соединяем 3 батарейки и аккумулятор на 9-2 вольт. Положительный полюс соединяем с банкой, отрицательный с металлом любой формы (пусть это будет электрод).
• Заполняем банку едким натрием или раствор соды.
• Опускаем электрод в банку, но так, чтобы он не дотрагивался до ее стенок.
• Со временем на аноде (электроде) появится осадок чистого олова.

Метод извлечения олова из старых плат требует использования соляной кислоты с последующим выщелачиванием.

Свинец получить в домашних условиях гораздо проще, для этого достаточно:

• разобрать старый аккумулятор;
• найти рыболовные грузила или дробь;
• разобрать и очистить свинцовый кабель;
• найдя ненужные пломбы с водного счетчика.

Рекомендации по применению

Важно! Первоначально расплавляется самый тугоплавкий металл, после чего по степени убывания добавляются остальные компоненты.

Припой применяется в 3 видах: проволока, порошок или стружка и пластина. Выбор формы указывается либо личными предпочтениями, либо особенностями конструкции.

Если вы ищете, где взять припой в домашних условиях, если нет под рукой покупного, определите степень значимости изделия. Возможно полученный припой не будет соответствовать желаемому химическому составу и не обеспечит механические параметры.

Заключение

Альтернатива, чем можно заменить припой, существует в нескольких вариантах. Выделим цели, которые достигаются пайкой: жесткое скрепление деталей (для электроники — сохранении токопроводящей способности элемента). Добиться такого результата можно, при использовании следующих видов клея:

• эпоксидной смолы;
• клеевого пистолета.

Недостатком такого соединения можно считать высокую хрупкость смолы и небольшую прочность горячего клея. Если эти недостатки недопустимы и припоя нет, то можно изготовить даже самый тугоплавкий — медный припой своими руками.

Инструкция по пайке сталей. Пайка высокотемпературными припоями узлов агрегатов

Назначение

Инструкция является руководством по пайке сталей: конструкционных, коррозионностойких (нержавеющих) и жаропрочных высокотемпературными твердыми серебрянными припоями ПСр40; ПСр МИН63; ПСр21,5; и медными припоями ВПР1; ВПР4 и их импортными аналогами газовыми горелками, а также в камерных печах и печах с вакуумной средой.

Оборудование и материалы

2.1 Горелка газовая ГОСТ 1077-79
2.2 Электропечь камерная с температурой до 1300 градусов
2.3 Вакуумная печка типа СНВ
2.4 Необходимые приспособления для установки и фиксации деталей
2.5 Ацетон ГОСТ 2603-79
2.6 Аргон чистый класса «А» ГОСТ 10157-79
2.7 Пинцет

ТВЕРДЫЕ ПРИПОИ И ФЛЮСУЮЩИЕ ВЕЩЕСТВА

3.1 Для пайки применять припои, указанные в табл.

припоя

3.2 Термообработка припоя производится в случае целесообразности, если припой недостаточно пластичен.
3.3 Для пайки применять перечисленные виды флюсов:
• ПВ200 для пайки припоями ПСр21,5 и ВПР1;
• ПВ201 для ПСр40 и ПСрМИН63;
• Калий тетрафторборат (КВF2) ГОСТ 9532-75 для пайки ПСр21,5 и ВПР1 в нейтральной среде.

4 ПОДГОТОВКА ПОВЕРХНОСТИ ДЕТАЛЕЙ И ПРИПОЯ

4.1 Размер зазоров должен быть, как правило, от 0,7 до 0,15мм для соединений типа «телескоп» и до 0,2 мм для других соединений (нахлесточных, стыковых, тавровых) Допускается уменьшение зазора в соединении типа «телескоп», если это вызвано особенностями конструкции узла.
4.2 Поверхности, подлежащие пайке, должны быть доведены до шероховатости не ниже 2,5.
4.3 На цементированных изделиях, после снятия медного покрытия, поверхности под пайку должны быть зачищены механически до чистого металла.
4.4 Наличие фаски в месте формирования галтели при печной пайке необходимо исключить. Кромки разделки в которой размещается паяемая деталь, должны притупляться радиусом ±0,1 мм.
4.5 Присутствие цветов побежалости и коррозии на паяемых поверхностях узлов после мех. обработки не допускается
4.6 Детали, поступающие на пайку, должны быть промыты.
4.7 Непосредственно перед пайкой обезжирить детали, входящие в узел и припой в ацетоне или другом растворителе и посушить на воздухе 10-15 мин. Сборку после данной процедуры проводить пинцетом или пользоваться х/б перчатками.

5 ПОДГОТОВКА ОБОРУДОВАНИЯ И ОСНАСТКИ

5.1 При пайке в камерной печи в аргоне внутренняя поверхность контейнера должна быть очищена от грязи и очищена путем промывки ацетоном или др. растворителем.
5.2 Вакуумная печь перед загрузкой узлов под пайку должна быть очищена от грязи и масла согласно руководству по эксплуатации.
5.3 Оснастка должна быть перед пайкой промыта в ацетоне или др. растворителе. В случае наличия рыхлых окисных пленок допускается обдувка оснастки электрокорундом или гидрохонингом.
5.4 При пайке в нейтральной среде перед запуском аргона в печь систему трубопроводов продуть аргоном. Смена баллонов в процессе пайки запрещается.

6 СБОРКА

6.1 Сборку узлов производить в приспособлениях обеспечивающих требуемое положение деталей и исключающих напряжения в зоне пайки.
6.2 Фиксацию припоя производить на машинах контактной сварки при помощи сварочного пистолета или сварочных клещей.

7 ПАЙКА

а) Пайка газовой горелкой
7.1 Развести флюс в Н2О или в спирте до пастообразного состояния, затем покрыть соединяемые поверхности.
7.2 Припой покрыть флюсом, разведенным в Н2О или в спирте и обсыпать порошком флюса
В процессе нагрева необходимо наблюдать за тем, чтобы поверхность металла у места зазора не оголялась от флюса и, при необходимости, делать подсыпку порошка флюса.
7.3 Нагреть паяемый участок до температуры, указанной в таблице выше. Температура при пайке контролируется зрительно по началу плавления припоя.
Нагрев зоны соединения производить равномерно по всей длине соединения, не допуская перегрева. При пайке деталей с разной толщиной стенок прогревать сначала более массивные детали.
7.4 Не допускать контакта флюса с пламенем более 4-5 минут из-за возможности потери им флюсующих свойств. Оптимальное время нагрева флюса при пайке в газовом пламени 20-60 сек.

7.5 В процессе пайки до полного охлаждения узел подвергать механическому воздействию воспрещается.

7.6 При необходимости для предохранения внутренней поверхности труб от чрезмерного окисления, на внутреннюю поверхность трубы нанести флюс или пропускать внутрь аргон.

При пайке трубу в зоне соединения располагать, по возможности, вертикально. Арматура должна находиться снизу.

7.7 Нагартованные детали из стали типа 12Х18Н9Т перед пайкой подвергать отжигу (детали из труб после гибки)

7.8 Подгибка трубопроводов после пайки не рекомендуется и совершенно не разрешается на расстоянии меньшем 20 мм от места пайки. Наплывы припоя на ниппеле разрешается запиливать.

б) Пайка в камерной печи

7.9 Производить в герметичных контейнерах со стальным колпаком-экраном в атмосфере аргона.

7.10 Флюсы 200, 201, 209 разводятся в воде до пастообразного состояния и наносятся тонким слоем, затем просушиваются в течение 10-15 мин. Порошок тетрафторбората калия засыпается в контейнер. Количество флюса, температура, время выдержки, расход аргона, скорость нагрева и охлаждения оговаривается в технологии.

7.12 Контроль температуры производить термопарой, вводимой внутрь контейнера.

Горячий спай термопары должен быть помещен, по возможности, как можно ближе к поверхности паяемого изделия.

7.13 Детали охлаждать под потоком аргона до комнатной температуры. Допускается обдув контейнера сжатым воздухом с целью уменьшения времени охлаждения.

в) Пайка в вакуумной печи

7.14 Производить преимущественной в среде аргона.

7.15 Собранный узел в приспособлении поместить на поддон печи, закрыв его колпаком-экраном из стали типа 12Х18Н10Т.

7.16 Пайка в среде аргона выполняется по следующей схеме:

• Продуть систему трубопроводов до вакуумного крана аргоном
• Откачать из печи воздух до остаточного давления, указанного в технологии. Разрешается промывка камеры аргоном, заключающаяся в следующем: откачка до 10-3мм рт. ст., заполнение газом и снова откачка до требуемого разряжения.
• Подать в камеру печи газообразный аргон. Подачу вести непрерывно в течение 8-10 мин.
• Включить нагрев и произвести пайку.

7.18 Контроль температуры выполняют при помощи термопары с записью на самописце. Горячий спай термопары должен быть помещен как можно ближе к поверхности паяемого узла. Допускается замер температуры в камере при условии учета экспериментально определенной разницы температур на поверхности изделия и в камере.

8 УДАЛЕНИЕ ОСТАТКОВ ФЛЮСА

В горячей, затем в холодной проточной воде с последующей обдувкой гидрохонингом.

9 КОНТРОЛЬ ШВОВ

9.1 Контроль состояния узлов должен проводиться на всех этапах тех.процесса подготовки поверхностей, сборки и пайки, введения флюса и припоя, устранения остатков флюса после пайки.

9.2 Применяемые материалы должны быть ГОСТированны или иметь ТУ. Следить за сроком годности флюса.

9.3 Применять следующие виды контроля:

а) внешний осмотр;

б) рентгенографический анализ;

в) проверка узлов на прочность и герметичность;

9.4 Внешнему осмотру подвергать 100% узлов с помощью увеличительного стекла 4-7 кратного увеличения.

Осматривать нужно паяный шов и зону, примыкающего к нему основного металла на расстоянии не менее 10 мм.

9.5 Шов должен быть чистым, без пористости, раковин, свищей, непропаев, посторонних включений, остатков флюсов и т.д. при условии, что припой заполнил зазор и образовал галтель.

10 ИСПРАВЛЕНИЕ ДЕФЕКТОВ

10.1 Недопустимые непропаи, поры, раковины и др. дефекты устранять подпайкой не более 2-х раз тем же припоем, которым проводилась пайка или с более низкой температурой плавления.

Добавить комментарий Отменить ответ

Для отправки комментария вам необходимо авторизоваться.

Cтоит ли ПОКУПАТЬ, отзывы сварщиков:

• Сварочный трансформатор PATRIOT 200AC 102,00 ₽
• Зарядное устройство GreenWorks G24C 2490,00 ₽
• Стабилизатор напряжения PRORAB DVR 1000 2597,22 ₽
• Стабилизатор Ресанта АСН-2000 Н/1-Ц Lux 3610,00 ₽
• Стабилизатор напряжения Ставр СН-2000 3920,00 ₽
• Сварочный аппарат BauMaster AW-79161 3990,00 ₽
• Hitachi AB17 зарядное устройство 4076,87 ₽

Пайка меди

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

Зависит от задачи

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

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

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

Классический пример

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

Выбор инструмента

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

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

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

Если припой, то какой

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

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

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

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

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

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

Флюс решает многое

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

Чёткие действия

В процессе пайки следует обязательно соблюдать чёткую последовательность операций.

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

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

Зачем нужна паяльная паста

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

Главное – терпение

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

Применение пайки твердыми припоями

Область применения пайки твердыми припоями определяется ее промежуточным положением между низкотемпературной пайкой и сваркой. Везде, где требуется получить более прочное соединение, чем это можно сделать с использованием мягких припоев, способное к тому же работать в условиях высоких температур, и в то же время сохранить структуру соединяемых металлов, не допустить их разупрочнения и деформации (как это имеет место при сварке), применяют высокотемпературную пайку.

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

Резцы

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

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

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

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

Источники нагрева при высокотемпературной пайке

В качестве источников нагрева при высокотемпературной пайке может использоваться любое оборудование, которое позволяет нагревать паяемые детали несколько выше температуры плавления используемых припоев. Эта температура может колебаться в пределах 450-1200°C. При использовании тугоплавких материалов, таких как латунь или технически чистая медь, требуется нагрев, превышающий 1000°C, при использовании среднеплавких припоев требуется температура нагрева в 700-800°C.

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

Припои

Основная заслуга в образовании прочных и термоустойчивых соединений при высокотемпературной пайке принадлежит меди. Она не только входит практически во все твердые припои, но в большинстве из них выполняет главную роль, являясь основой припоев.

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

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

Твердый припой

Твердый припой покрытый флюсом

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Флюсы

Основным компонентом флюсов для пайки твердыми припоями являются борные соединения — бура (Na₂B₄O₇), борная кислота (H₃BO₃), борный ангидрид (B₂O₃). Для усиления активности борных флюсов, например при пайке нержавеющих и жаростойких сталей, в них добавляются соединения фтора — фтористый кальций, фтористый калий. Применяются специальные флюсы, регламентированные ГОСТ 23178-78 — под марками ПВ200, ПВ201, ПВ209, ПВ209Х, ПВ284Х. В первые два входят борная кислота, бура и фтористый кальций. Они используются для пайки нержавеющих и конструкционных сталей и жаропрочных сплавов. Флюс ПВ209 состоит из фтористого калия, борного ангидрида, калия тетрафторбората. Флюсы ПВ209Х, ПВ284Х состоят из борной кислоты, гидроксида калия, плавиковой кислоты. Флюсы ПВ209, ПВ209Х, ПВ284Х можно использовать для пайки меди и ее сплавов, нержавеющих и конструкционных сталей.

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

Бура

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