Справочник сварщика

Справочник сварщика

Среди методов сварки металлов, существует пайка твердым припоем. Этот вид соединения предполагает, что материалы будут соединяться с помощью присадочного металла, температура расплавления которого намного ниже, чем температура плавления свариваемого материала. Граничной температурой пайки твердым припоем, считается значение в 450°С.

Обратите внимание, что пайка бывает высокотемпературной и низкотемпературной. Что же их отличает между собой? – В первую очередь, это разность прочности спайных соединений, что обусловлено в разности температуры плавления между мягким и твердым припоем.

Также, одним из отличий пайки твердым припоем является термоустойчивость соединения. Так как температура плавления твердого припоя намного выше температуры мягкого припоя, соединение в таком случае способно выдерживать более высокие температуры и механические воздействия, и сохранять свои свойства.

Среди недостатков пайки твердым припоем перед мягкими припоями, следует отметить более высокую рабочую температуру при пайке, что в свою очередь, может вызвать серьезные структурные изменения в металлах. К примеру, такие случаи могут наблюдаться при пайке чугуна. При сильном нагревании возрастает вероятность хрупкости металла в области шва.

Так как для пайки твердым припоем нужна высокая температура, в процессе стоит использовать особые источники нагрева, которые готовы обеспечить расплавление при температуре 1000°С и выше. Поэтому, исключено использование паяльников, с помощью которых производят пайку мягким припоем.

Таким образом, достоинством высокотемпературной пайки является высокая прочность и последующая высокая термоустойчивость соединения. А к недостаткам этого способа является технологичная сложность процесса пайки и доведение металлов до высоких температур.

Преимущества пайки нержавейки твердыми припоями

  • Пайка нержавейки твердыми припоями является самой качественной из всех возможных вариантов;
  • Такой метод используется в промышленности для ответственных соединений, работающих в сложных условиях;
  • Соединение может применяться даже в местах с высокой температурой;
  • Детали стойки к различного рода нагрузкам;
  • Процесс пайки происходит относительно быстро и не требует большого количества подготовительных процедур;
  • Ею намного легче ремонтировать детали в станкостроительной сфере;
  • Во время обработки температура является не столь высокой, чтобы деформировать металл заготовок, как это случается при сварке.

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.

Работа с твердыми припоями

Пайка нержавейки отлично происходит с помощью текучего, жидкого, флюсованного припоя с пониженной температурой плавления и высокими капиллярными характеристиками. Этот припой довольно эластичен, имеет великолепные раскислительные показатели, которые очень полезны при работе с нержавеющей сталью.

Также сможет справиться с латунью, медью и некоторыми иными материалами. Пайка такими твердыми припоями очень хорошо подходит для нержавейки. Нержавеющая сталь не содержит в себе кадмия, а процентное количество серебра здесь составляет 30 %. Обработка материала твердыми припоями дает хорошие результаты, давая возможность получить долговечное и качественное крепление металлов.

Припой HTS528 сможет справиться с медью, латунью, никелем, бронзой, нержавейкой, а также иными металлами. Наряду с остальными твердыми припоями сегодня, этот тиноль является наиболее востребованным. Выглядит припой, как пруток, обработанный красным флюсом. Размер прутка около 45 см., а масса 20 гр. Температура плавления составляет 760 градусов.

Пайка металлов

Пайка твёрдыми и мягкими припоями

Пайкой называется процесс соединения металлов в твердом состоянии посредством расплавленного присадочного металла ( припоя ), имеющего температуру плавления меньше температуры плавления паяемого металла.

При пайке основной металл не расплавляется и, следовательно, химический состав его не изменяется. По прочности соединения, полученные пайкой, уступают сварным.

Паять можно углеродистые и легированные стали всех марок, твердые сплавы, цветные металлы, серые и ковкие чугуны. При пайке металлы соединяются в результате растекания жидкого припоя по нагретым и соприкасающимся поверхностям и затвердевания его после охлаждения. Прочность сцепления припоя с соединяемыми поверхностями зависит от диффузионных процессов, протекающих между припоем и основным металлом, т. е. от взаимного их растворения с образованием промежуточного сплава.

На протекание диффузионных процессов влияет качество подготовки поверхностей и наличие на них окислов или загрязнений, а также температура пайки.

Припой должен хорошо растворять основной металл, обладать смачивающей способностью и быть дешевым и недифицитным. Припой представляет собой сплавы цветных металлов сложного состава.Чаще всего применяются сплавы эвтектического состава, которые обладают пониженной температурой плавления. По составу припои делятся на медные, медноцинковые, серебряные, медно-фосфористые, медно-никелевые и специальные припои для алюминиевых сплавов. Различают твердые и мягкие припои. Твердые припои имеют температуру плавления выше 500ºС и предет прочности от 6 до 50 кГ/м 2 , а мягкие — соответственно ниже 400°С и 7 кГ/мм 2 . Припои изготавливаются в виде прутков, проволок, листов, полос, спиралей, колец, дисков, зерен и т. д.

При пайке применяются флюсы . Они служат для растворения и удаления окислов и загрязнений с поверхности металла, защиты его от окисления, улучшения смачиваемости и растекания припоев. Флюсы выпускаются в виде порошков, паст или в жидком состоянии. При пайке применяются три формы соединения ( рис. 232 ); нахлесточное 1, стыковое 2 и в ус 3.

Рис. 232. Типы паяных соединений.

Величина зазора между соединяемыми кромками должна быть небольшой для того, чтобы улучшить затекание припоя под действием капиллярных сил и увеличить прочность соединения. Для серебряных припоев рекомендуется зазор от 0,05 — 0,08 мм, а для меди — не более 0,012 мм. Для хорошего смачивания поверхности производится механическая очистка и обезжиривание горячей щелочью, трихлорэтиленом, четыреххлористым углеродом. Поверхность изделия, не подвергающаяся покрытию припоями, перед пайкой покрывается пастой из мела, глины, графита или их смесей, или смачивается хромовой кислотой во избежание прилипания припоя к изделию.

Читайте также  Как крепить стропила к балкам

Пайка твердыми припоями

Твердые припои делятся на тугоплавкие с температурой плавления 875 — 1100°Сu легкоплавкие с температурой плавления ниже 875°С.

Пайка газовым пламенем

Пайка газовым пламенем осуществляется нагреванием кромок изделия до плавления припоя и флюса и применяется в основном для соединения деталей тугоплавкими припоями. Для нагрева паяемых деталей применяются сварочные или специальные горелки и паяльные лампы. В качестве горючих газов используются ацетилен, природные газы, водород, пары керосина и т. п. При пайке газовым пламенем припой можно заранее расположить у паяемого места или вводить в процессе пайки вручную. Применяются серебряные, медноцинковые, фосфористомедные и бронзовые припои. Предварительно на место пайки наносится флюс в виде жидкой пасты, разведенной водой или спиртом; конец прутка также покрывается флюсом.

Пайка в печах

Нагрев при пайке твердыми припоями может производиться в специальных печах с электрическим обогревом. Существует три способа пайки в печах: с применением твердых флюсов, в вакууме, в газовой среде. В первом случае собранное изделие с припоем, заложенным заранее в шов и нанесенным на место пайки флюсом, помещается в печь, где нагревается до температуры пайки. Во втором случае собранное изделие нагревается в вакуумной камере, благодаря чему не окисляется. В третьем случае используются активные или инертные газы: водород, диссоциированный аммиак и др.

Пайка в ваннах

Она производится в ваннах с расплавленными солями. Соляная смесь обычно состоит из 55% КСl и 45% NaCl. Температура ванны 700 — 800°С. На поверхность, подлежащую пайке, предварительно очищенную от грязи и жира, наносится флюс, между кромками или около места соединения размещается припой, затем детали скрепляются и погружаются в ванну. Соляная ванна предохраняет место пайки от окисления. Этот способ пайки используется для изготовления деталей из стали, твердых сплавов, меди, медных и алюминиевых сплавов. При этом способе пайки детали, нагретые до темперауры 550ºС, погружаются в ванну с расплавленным припоем, покрытым флюсом. Неспаиваемые поверхности предохраняют от контакта с припоем специальной обмазкой из графита с добавками небольшого количества извести.

Пайка токами высокой частоты

Пайка токами высокой частоты или индукционная пайка производится с нагревом паяемого участка изделия в катушке-индукторе. Через индуктор пропускается ток высокой частоты, в результате место пайки нагревается до необходимой температуры.

Пайка мягкими припоями

Пайка мягкими припоями с температурой плавления ниже 400°С и пределом прочности 5 — 7 кГ/мм 2 применяется почти для всех металлов. Мягкие припои состоят в основном из олова.

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.

Основные ошибки при пайке своими руками

Перед тем, как паять медные трубы необходимо убедиться в отсутствии дефектов на их поверхности, которые часто появляются при нарезке изделий. Надежность шва во многом зависит от чистоты материалов, используемых в работе. Для труб диаметром 6-108 мм ширина полученного соединения может составлять 7-50 мм.

Важно! При недостаточном прогреве медной трубы либо припоя оловянная или медная проволока последнего не прилипнет на флюс и не размягчится. Это приведет к протечке в месте стыка.

Иногда при нанесении флюса некоторые участки трубы пропускаются, что влечет за собой некачественное сцепление припоя с изделием. К похожему результату приводит перегрев трубы, при котором флюс сгорает.

Во время пайки важно выполнять требования техники безопасности, поскольку работы связаны с применением открытого пламени и химически активных веществ. Перед тем, как паять медные трубы, необходимо позаботиться о средствах индивидуальной защиты: рукавицах, очках и т. д.

Правильно организованные и выполненные работы по соединению медных труб обеспечит долгий срок службы трубопровода.

Общее разделение

Припои разделяются на две группы. Это мягкие и твердые.

Мягкие имеют температуру плавления до 300 °C. Такими припоями паяют радиодетали, и к ним можно отнести оловянно свинцовые и бессвинцовые материалы. Основной рабочий инструмент с такими материалами это паяльники до 50 Вт и паяльные фены.

Твердые плавятся свыше 300 °C. Это прочные материалы с высоким пределом прочности по сравнению с мягкими.

К ним относятся медно-цинковые и серебряные. С такими припоями можно работать только с мощными паяльниками, паяльными лампами или горелками.

В данной статье будут подробно описаны мягкие припои, которые используются для радиодеталей и ремонта техники.

Пайка твердым припоем с использованием пламени

Для соединения твердым припоем пригодны все металлы, включая бронзу и чугун. Этим способом можно соединять и такие разные материалы, как сталь и латунь.

Процесс пайки твердым припоем мало чем отличается от пайки мягким припоем, только в первом случае работа выполняется при более высоких температурах нагрева. Для небольших тонкостенных деталей подойдет газовая паяльная лампа.

Проволокой фиксируют только положение вертикально стоящей детали. Проволоку сгибают таким образом, чтобы участок пайки оставался свободным.

Производите нагрев, медленно продвигаясь от края нижней детали к участку соединения: так вы сможете предупредить сдвиг деталей по отношению друг к другу.

Читайте также  Подушки лебяжий пух отзывы

Подавайте припой понемногу, чтобы паяный шов получился аккуратным.