Пайка твердыми припоями
И все же, несмотря на то, что низкотемпературная и высокотемпературная пайки представляют собой явления одной сущности, их технология, используемые материалы и оборудование, характеристики получаемого соединения существенно различаются. Что, собственно, и явилось основанием для разделения этих способов. За граничную температуру, разделяющую их, приняты 450°C.
Отличия высокотемпературной пайки от низкотемпературной
Важным отличием высокотемпературной пайки от низкотемпературной является повышенная термоустойчивость соединения. Поскольку температура плавления твердых припоев значительно выше температуры плавления мягких, соединение, выполненное высокотемпературной пайкой, способно работать при более высоких температурах, сохраняя все свои свойства. Во многих случаях при выборе способа пайки, эта особенность является определяющей.
Но есть и то, в чем пайка твердыми припоями уступает пайке мягкими припоями. Относительно высокая температура может вызывать структурные изменения в некоторых металлах. Такое, в частности, наблюдается в чугуне, в котором при пайке могут возникать закалочные структуры, приводящие к повышенной хрупкости металла в зоне шва.
Высокая температура плавления твердых припоев предъявляет свои требования к источникам нагрева. Они должны обеспечивать расплавление припоев, температура плавления которых достигает иногда 1000°C. Это исключает использование при высокотемпературной пайке удобных паяльников, являющихся основным инструментом при пайке мягкими припоями.
Применение пайки твердыми припоями
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.
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
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
При высокотемпературной пайке используются медно-цинковые, медно-фосфорные, серебряные припои и латуни.
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.
Флюсы
Пайка меди и ее сплавов может производиться с помощью чистой буры, которая является универсальным флюсом для высокотемпературной пайки.
Технология высокотемпературной пайки
Пайка выполняется в такой последовательности. Механическим путем зачищаются стыковые части деталей. Операция необходима для удаления стойкой окисной пленки, которая покрывает нержавеющие стали.
Детали зажимаются в тисках в требуемом положении.
Зона пайки промазывается флюсом.
Зажигается горелка, и устанавливается необходимый режим горения. Пламя должно быть восстановительным, с небольшой нехваткой кислорода (но не до копоти и желтого огня). Пересыщенное кислородом пламя окисляет поверхность металла.
Производится разогрев паяемой зоны до начала изменения цвета детали (при прикосновении, флюс на прутке должен начать плавиться). Прогревать нужно все соединение, перемещая пламя в разные стороны.
Нагрев зоны пайки доводится до вишневого цвета. Обычно пайка твердыми припоями производится в интервале цветов от темно-вишневого до светло-вишневого.
Расплавляется припой. При достаточном количестве флюса он легко растекается по зоне пайки, затягивается в стык.
После окончания операции производится зачистка спая.
Пайка серебросодержащими припоями
Я вроде как работаю на производстве, 5 лет назад случайно зашёл на пост газопламенной пайки(чёрт бы его побрал) и вот уже 5 лет с меня трясут спаянные детали почти каждый день.
Вообще у меня работе присутствуют 4 вида серебросодержащих припоев:
Слева на право: ПСР 1.5, ПСР 40, ПСР 45, ПСР 70.
Изначально спаиваемые поверхности зачищаются от окислов всякими абразивными штуками вроде шкурки или стальной щётки и следом обезжириваются. У меня на работе их отдают в гальванический цех где их травят в щелочи, следом промывают водой, сушат и возвращают обратно ко мне, для последующей сборки и пайки. Так как мне не разрешили снимать детали для интернета, я поскрёб по сусекам и буду насильно показывать вам то что нашёл.
Для начала развожу флюс, используемый для пайки серебряными припоями.
При смешивании с водой флюс имеет свойство бурно закипать, по этому приходится только мешать и стараться не пихать свои кривые ручки к чашке)
Следом намазываем что нашлось флюсом
Тут у меня нашлись несколько пластин Сталь 3 и махонький ошмёток Л96, паять первоначально их буду ПСР 40
Флюс смывается горячей водой + стальная щётка, результат:
На этом видео те же самые материалы, только припой ПСР 70
Вот так выгорает флюс от температуры 750+ градусов.
Далее опытный образец Сталь 3 + пластинки ЛС59, припой ПСР 40
Далее смываю флюс водой, зачищаю щёткой
Распиливаю что получилось ножовкой
Из-за того что мне было лень зачистить латунь от оксидной плёнки, появились непропаи и мелкие поры. Плюсом пластинки были просто поставлены под углом из-за чего возникли зазоры в 2-3 миллиметра.
Это не рабочая деталь так что пусть будет так.
С русским языком я поругался, так что морально готов оказаться под горой тапочек.
Бонусом видео плавления кусочка ЛС59
Интересует вопрос по горелке- какие газы при пайке используете?
Про ошибки не думай.
Молодец что рассказал.
Вот бы еше про пайку латунью кто рассказал.
Серебром наверно дорого. А латуни у меня овердохуа)
А серебросодержащими припоями типа Зана, для медных труб, пробовал?
Микропайка тебя возненавидит за кощунство. Общество поблагодарит за наглядность.
Серебряная пайка
Изготовление кулона с Белым Древом Гондора
Недавно знакомый попросил изготовить для своей девушки, большой поклонницы Толкина, тематическое украшение. Я предложил кулон с Белым Древом. Он согласился, и я в течение нескольких дней, вечерами работал.
Расплавил металл и отлил слиток
Раскатал на вальцах (периодически отжигая, чтобы снизить напряжение в металле и сделать его более мягким) в тонкую пластину
Приклеил на металл изображение дерева и рамки щита, затем выпилил с помощью лобзика и тонкой пилки по металлу (ни одна пилка в процессе работы не пострадала). Металлическая стружка сыпется в поддон, откуда потом аккуратно собирается и переплавляется.
Припаял рамку, дерево и колечко для цепочки на остатки полосы металла
Убрал ненужное чернение с поверхности, отшлифовал и слегка (попросили так) отполировал с помощью бормашины.
Кто-то обязательно скажет, что легче и разумнее было бы вырезать из воска, а затем отлить в металле. Отчасти согласшусь, такой метод подойдет, если таких штук нужно сделать много за короткое время. Но ради одного кулона возиться с формомассой, воском и т.д. как-то не круто, если легче и быстрее сделать все вручную. К тому же, может тупо не отлиться, а тут контролируется каждая операция.
Надеюсь, кому-нибудь был интересен этот пост. Всем мир!
Изготовление кольца ручным способом. Длиннопост.
Здравствуйте. В нескольких предыдущих постах обещал запилить пост о ручном изготовлении всяких штук из металла. Я таки купил нормальную камеру и во время выполнения последней работы делал фото процесса.
Я учусь в университете (не на ювелирную специальность) и параллельно учусь и подрабатываю в ювелирной мастерской. В основном, занимаюсь мелким ремонтом серебра, литьём в одноразовые опоки и иногда пилю всякую мелочь для знакомых. Данный пост будет о ручном изготовлении пустотелой печатки (заранее извиняюсь за качество фотографий)
Первый делом нужно нарисовать эскиз, чтобы хоть примерно представлять, как будет выглядеть изделие. Ну, или начертить в любой чертёжной программе, как это делаю я. Распечатываем чертеж, он потом пригодится.
Получившийся слиток лучше простучать молотком или прокипятить в лимонной кислоте, чтобы избавиться от кристаллизовавшейся буры. Затем прокатываем до нужного диаметра на вальцах. Это тоже одни из бюджетных вальцов, пока никаких нареканий к ним нет, работают уже почти полгода.
Наклеиваем на лист металла распечатанную часть серебра с основой кольца (или чертим чем-нибудь острым). Выпиливаем или вырезаем, потом сгибаем.
Припаиваем верхнюю и нижнюю части. Важно, чтобы они были из толстого металла, иначе будет не очень удобно носить кольцо. Паять удобно, используя проволочный припой и приспособление для его подачи (такая штука стоит примерно 500 рублей в любом магазине ювелирных инструментов. В крайнем случае, можно сделать самому из ручки или шприца).
Выпиливаем полуокружности вверху и внизу. Сгибаем концы шинки, плотно стыкуем их (для более плотного стыка концы лучше обработать напильником) и запаиваем. Затем выравниваем на ригеле, трубке или пруте нужного диаметра (Я знаю, что на кольцемере этого лучше не делать, но ничего более подходящего я не нашел).
Отбеливаем кипячением в лимонной кислоте, обрабатываем напильником и грубо шлифуем. Затем черним. Во время этого процесса происходит химическая реакция и изделие приобретает черный цвет (не хочу вдаваться в подробности). Я использовал раствор серы и карбоната калия (поташ) в соотношении 2/1 (Можно воспользоваться так же серной мазью или специальным раствором для чернения, который можно приобрести в магазинах для ювелиров).
Не очень удачная попытка, пришлось немного очистить поверхность и делать все заново. Вторая была удачной. Потом был долгий процесс шлифовки наждачкой, резинками, полировка несколькими видами паст. Это долгий и грязный процесс, описания которого хватит для отдельного длиннопоста. Скажу только, что бормашина с гибким валом очень облегчит это занятие.
Пара фото готового изделия
Надеюсь, хоть кому-то из моих 30 (О_о) подписчиков и мимопроходящих людей будет интересен этот пост. Всем мир 🙂
Правила пайки стали
Если кто не знает, то изделия из стали можно не только сваривать, но и паять. Однако в отличие от пайки меди и алюминия, пайка стали имеет свои особенности.
Наиболее просто пайке подвергается низколегированная сталь, что во многом обусловлено её характеристиками и составом. На поверхности изделий из низколегированной стали не такая прочная плёнка окислов, которая может быть устранена при помощи использования обычного флюса.
А вот паять конструктивную сталь, уже более сложно, за счет того, что в её составе содержится хром, в качестве легирующей добавки. Наличие хрома в стали значительно усложняет пайку деталей из неё, и требует использования особых припоев.
Чем лучше всего паять изделия из стали
Сразу нужно оговориться и сказать о том, что паять сталь можно и оловом. Однако если мы хотим получить достаточно прочное и надежное соединения, то предпочтительно использовать тугоплавкие припои с содержанием серебра и меди.
При использовании таких припоев сталь спаивается довольно при высокой температуре, начиная от 450 градусов. Поэтому использование обычного 100 ватного паяльника для этих целей здесь не совсем целесообразно. В основном применяются газовые горелки.
Также, следует знать, что флюсы для пайки бывают разные. Одни из них требуют смывания водой с мылом, другие нет. Смывать надо обязательно флюсы на основе соляной и ортофосфорной кислоты.
Как паять сталь обычным оловом
Пайка стали обычным оловом возможна с использованием ортофосфорной кислоты в качестве флюса. Обязательно после пайки следует смыть флюс водой. Это главное условие при использовании кислот в качестве активных флюсов при пайке металлов.
Перед тем как подвергать металл лужению, с его поверхности нужно полностью снять все загрязнения, в том числе ржавчину и следы масел. Для выполнения данной работы можно воспользоваться шлифовальной шкуркой, стальной щёткой или же напильником.
Для эффективности можно обработать места с ржавчиной, перед пайкой, специальным раствором-преобразователем ржавчины. Кстати такие растворы также есть и на основе ортофосфорной кислоты. Жирные пятна с заготовок лучше всего смываются посредством щелочного раствора или растворителя.
Только после тщательной подготовки стальных изделий на них можно наносить тонкий слой флюса. Перед соединением деталей из стали, если для пайки используется олово, то предварительно осуществляют лужение заготовок.
Лужением называется равномерное смачивание поверхности спаиваемых деталей с помощью расплавленного олова.
После выполнения лужения детали соединяются и надежно фиксируются в выбранном положении. Затем они тщательно прогреваются газовой горелкой до температуры, которая будет превышать температуру плавления припоя. Таким образом, происходит пайка стали.
При этом расплавленный припой сам затекает в зазор между заготовками и заполняет собой всё имеющееся пространство. При остывании он образует надежное и прочное соединение. Расплавление основного металла при этом не происходит.
Обязательно, как и было сказано выше, после пайки стали с оловом и ортофосфорной кислотой, нужно смыть все следы флюса в конце.
Как и чем паять нержавейку в домашних условиях: советы, видео, фото
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:
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.
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:
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.
Что еще следует знать о пайке нержавеющей стали
В тех случаях, когда к паяным соединениям изделий из нержавейки предъявляются особые требования, могут использоваться специальные марки припоев, к числу которых относятся материалы, изготовленные на основе никеля и фосфора, а также никеля, хрома и марганца. Припои второй группы используют, в частности, в тех случаях, когда пайка выполняется в среде защитного газа, состоящего из смеси аргона с трехфтористым бором. При выполнении пайки по такой технологии в качестве припоя может использоваться и чистая медь, которая хорошо смачивает металл и формирует надежное соединение.
При использовании медного припоя место пайки будет отличатся от нержавейки характерным желтым цветом
Припои, изготовленные на основе никеля, позволяют получать соединения, отличающиеся высокой прочностью. Между тем есть у таких материалов и недостатки, к которым следует отнести невысокую пластичность. Именно поэтому такой присадочный материал не используют для соединения элементов конструкций из нержавейки, которые будут подвергаться ударным и вибрационным нагрузкам в процессе своей эксплуатации. Кроме того, паяный шов из такого материала очень критично относится к низким температурам. Пайку припоями никелевой группы, которые плавятся при температуре, превышающей 1000°, можно выполнять в среде сухого водорода, аргона и в вакууме.
Таким образом, пайка изделий из нержавейки (габаритных труб, эксплуатируемых под давлением, посуды, предметов мебели или интерьера) имеет свои нюансы, которые обязательно следует учитывать при выборе как режимов пайки, так и расходных материалов. Существует множество справочников, руководствуясь которыми, можно оптимально подобрать все необходимые материалы и получить качественное, надежное и красивое паяное соединение.