Высокотемпературная пайка стали. Пайка твердыми припоями. Соединение углеродистых низколегированных сплавов

Пайка нержавейки – это довольно трудоемкий процесс, но вместе с тем больших сложностей здесь нет. Сплавы, содержащие до 25 % никеля и хрома, сплавляются друг с другом довольно просто. Более того, эти сплавы могут создавать прочные соединения с остальными металлами, исключение составляют только магниевые и алюминиевые сплавы.

Но нужно обратить внимание на то, что некоторые никелированные сплавы при нагреве до температуры 500-700 градусов. Могут образовывать карбиды, их уровень выделения зависит от продолжительности пайки, поэтому время процедуры нужно сокращать.

Образующиеся карбиды значительно снижают коррозийную устойчивость нержавеющей стали. Для того чтобы минимизировать выделение карбидов добавляют титан или по завершении пайки проводят дополнительную термообработку. Под действием раскаленного припоя (тиноля) наклепанный нержавеющий материал может растрескиваться, поэтому пайка происходит после отжига, без использования нагрузок во время пайки.

Выбор припоя для нержавейки полностью зависит от таких характеристик: состава стали, условий пайки. Нужно заметить, что изделия, которые сделаны в коррозийных условиях, нужно паять с помощью серебряных тинолей, где в составе находится в небольшом количестве никель. Медь, серебряно марганцовые, а также хромоникелевые припои используются во время печной пайки в сухих условиях.

В роли флюса для обработки нержавейки сегодня чаще всего используют буру . Она наносится на соединение в форме порошка или пасты. Когда бура расплавляется, остальной металл постепенно нагревается до образования ярко-красного каления (850 градусов). При достижении этой температуры, в соединение вводится припой.

Удаление прилипшего к нержавеющей поверхности материала по завершении пайки делают с помощью промывки спаянного изделия в воде, или с помощью песочной обдувки. Соляная или азотная кислота, которые можно использовать при чистке, очень нежелательны на этом этапе работы с нержавеющей сталью, так как они вместе с припоем разъедают основной металл.

Пожалуй, все знают, что домашний мастер постоянно сталкивается с бытовыми сложностями, которые ему необходимо устранять самостоятельно. Но нередко случается и так, что нужно сделать работу, связанную с обработкой нержавеющей стали своими руками. Поэтому для этого потребуются определенные навыки, умения и знания. Также нужно будет обзавестись некоторыми материалами и инструментами. Вот перечень всего необходимого:

Теперь, когда с инструментом для пайки определились, нужно узнать этапы выполнения действий:

Для обработки нержавейки, нужно изначально позаботиться о наличии флюса и электропаяльника мощностью 100 Ватт. Нужно знать, что мощней выбирать паяльник для обработки нержавеющей стали нет смысла. Флюсом служит обычная паяльная кислота. Также не забывайте про то, чтобы под рукой всегда был оловянно-свинцовый припой.
Когда все необходимые инструменты и материалы готовы для пайки, можно начинать работу. Сперва необходимо зачистить место соединения нержавеющей стали: выполнить это можно при помощи наждачки или напильника. По завершении очистки рабочих участков необходимо нанести паяльную кислоту с последующей обработкой. Если обработка не получается (припой не прилипает к поверхности нержавейки), то нужно повторно произвести манипуляции с паяльной кислотой тщательно разогретую поверхность, затем выполнить обработку заново.
В случае, когда вы сделали вторую попытку, и она не завершилась успехом, и припой опять отстает, то рабочую поверхность нержавейки требуется почистить специальной щеткой, которую можно сделать своими: потребуется кусок трубы сечением 5 мм, куда разместите тонкие жилы, вытянутые из металлического троса. Теперь, нанесите на место пайки кислоту, а после подведите одновременно сюда щетку и паяльник. Затем начните работать двумя инструментами. Нужно отметить, что этот процесс очень хорошо помогает при удалении оксидной пленки с поверхности нержавейки.
Когда детали получилось отлудить, начинайте пайку нержавеющей стали, используя в работе паяльник и флюс.

Детали нагревают с помощью газовой горелки или облуженного наконечника паяльника. Во время работы с горелкой необходимо следить, чтобы в пламени находилось не сильно много кислорода, потому что это заставляет окисляться нержавейку. Это можно определить по цвету огня (он должен быть синим), если цвет бледный и огонь слабый, то это указывает на переизбыток кислорода. Чтобы прогреть соединение, горелку нужно плавно перемещать.

Касаясь металла периодически припоем, определяют, качество достигнутой температуры. Нагревание является достаточным, когда припой расплавляется не от пламени горелки, а от касания к металлу.

Затем припой тут же накладывается в ту часть, где нужно сделать стык, при этом детали продолжают нагревать, чтобы припой, плавясь, потихоньку заполнил собой полностью стык . В случае, когда на каком-то участке жидкого припоя не хватает, его нагревают сильнее, чем другие места, и припой сам стекает в него. Явным признаком качественной пайки считается вытекание из соединения излишка припоя.

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.

Как выбрать флюс для пайки

Небольшие элементы паяют регулируемыми бензо-воздушными горелками (этот метод приспособлен больше для ювелирных изделий). Более крупные части лучше всего паять ацетиленом. Это же касается и при выборе флюса для нержавеющей стали, так как данный металл очень требователен к флюсу. Флюс для нержавейки состоит из 10 % фтористого кальция, 20 % борной кислоты, 70 % буры .

Для небольших деталей из нержавейки можете приготовить состав флюса, который в себя включает 50/50% борной кислоты и буры. Этот флюс нужно развести в воде, затем нанести на деталь, когда он засохнет, то припой будет отлично прилипать к поверхности металла.

То есть, участок пайки не протравливается, а лишь зачищается при помощи наждачки. Медь плохо растекается по поверхности стали, поэтому лучше использовать латунь Л 63. Для более качественной пайки можно также использовать серебро и латунь, изготовив из них припой.

Есть много людей, которые, так сказать, в работе с пайкой «собаку съели». И они делятся личным опытом, полученным на практике, давая полезные рекомендации:

Паяльник лучше всего выбирать с необгораемым жалом.
Электрический паяльник нужен мощностью 60-100 Ватт. Самый оптимальный паяльник 100 Ватт. Менее мощный паяльник не сможет прогреть металл.
Ортофосфорная кислота лучше всего служит в роли флюса.
В качестве пропоя желательно применять оловянно-свинцовые прутки. Также можно использовать олово в чистом виде. Нужно сказать, что оловом лучше паять предметы посуды, так как чистое олово в себе не содержит свинца.
При работе с пайкой необходимо использовать средства индивидуальные защиты.
Пайка обязана происходить в хорошо проветриваемом и открытом помещении.

Основные ошибки во время пайки

Если во время подготовки, выбора материалов или в процессе пайки сделана ошибка, то припой может не растекаться по поверхности и не скреплять детали. Бывает так, что детали перед пайкой были недостаточно качественно зачищены или плохо разогрелись. Зачастую это происходит с изделиями большого размера. Наконечник паяльника после любого сеанса необходимо хорошо очищать, а чтобы была возможность ювелирных работ, его жало время от времени необходимо затачивать.

Чтобы получить качественное соединение, не стоит паять нержавеющую сталь чистым свинцом либо использовать канифоль. Если припой из олова, то работать с ним бывает довольно сложно из-за его слабой консистенции. Если олово не плавится больше чем до состояния теплого пластилина, то, вероятней всего, держать соединение оно не будет, постоянно ломаясь и крошась. Оптимальное состояние олова для крепления – если оно похоже на жидкость.

Качественный припой, который уложен по всем правилам, можно лишь поцарапать , но не отделить от участка спаивания нержавеющей стали. Чтобы не испортить соединение в дальнейшем, после пайки изделию необходимо дать время остыть в состоянии покоя. Когда стык остыл, его чистят от флюса и припоя, которые остались по краям, и затем тщательно промывают с мылом.

Когда человек берется за обустройство собственного дома, то естественно старается сделать все по высшему разряду. При этом существует всего два пути реализации задуманных идей: выполнить работу силами привлеченных профессионалов или же все сделать исключительного самому. Причем второй вариант является не только попыткой сэкономить на услугах специалистов. Есть люди, которые считают, надо заметить часто очень справедливо, что выполнить работу идеально может только человек собственноручно. А даже, если принцип «все делаю сам» продиктован исключительно финансовыми соображениями, то ничего зазорного в этом нет. Более того, вызывают уважение люди, которые берутся за выполнение сложной и высокотехнологичной работы. В качестве примера может быть рассмотрена пайка медных труб. Стоит лишь добавить, что актуальность подобной темы продиктована большой популярностью медных трубопроводов при устройстве водопроводных или отопительных систем.

Немного теории перед началом работ

Для начала стоит отметить, что мнение о неподъемной дороговизне медного трубопровода для обычного домовладельца является сильно гиперболизированным. Да, медные коммуникации нельзя назвать бюджетным вариантом, если сравниваться с трубами ПВХ, но с другой стороны, если рассмотреть прочностные характеристики и надежность соединений, то сравнение однозначно будет в пользу меди.

Итак, нас интересует соединение медных труб при устройстве, скажем водопровода с точки зрения самостоятельного исполнения. Прежде чем приниматься за работу стоит понять несколько важных вещей:

В подавляющем большинстве используются трубы с резьбой 3/8», а также 3/4» в диаметре.
Номинальный диаметр в любой ситуации меньше на 3,2 мм величины наружного диаметра.
В работе могут задействоваться медные трубы со стенками различной толщины, что обозначается соответствующими индексами: K, L, M. Кроме того существует разделение этих изделий на жесткие и мягкие.

Спешим заверить, что чего-то экстраординарного и дорогостоящего приобретать не придется.

Все, что вам потребуется для проведения работ по пайке меди

Технология пайки медных труб в стандартном исполнении подразумевает использование элементов, которые без труда можно обнаружить в собственных запасах. Ну, на крайний случай придется посетить ближайший магазин сантехники. Итак, чтобы выполнить правильный монтаж медных труб своими руками нужно приготовить:

Припой – существует в виде специальных прутков или проволоки. Его температура плавления является более низкой чем у меди, что и позволяет его использовать для соединения медных труб путем нагревания.
Щетка стальная – функциональное предназначение состоит в очистке труб снаружи, а фитингов изнутри при подготовке к пайке. Как альтернатива может быть применена мелкозернистая шлифовальная шкурка, но в этом случае процесс будет более трудозатратным.
Паяльный флюс – покрытие труб и фитингов в процессе подготовки к пайке.
Кисть– нанесение флюс-пасты.
Шкурка– зачистка поверхностей.
Пропановая горелка небольшого размера на пару со сварочным механизмом переключения. Ее используют для нагрева труб и фитингов в процессе соединения.
Жаропрочная прокладка.
Медная труба.
Фитинги.

Из приведенного перечня самым специфическим предметом является газовая горелка. Современный рынок предлагает их в различных вариациях: простые, с пьезоподжигом, для разных типов газовых баллончиков.

Пайка медных труб твердым припоем – это альтернативный способ соединения труб, обеспечивающий высокую прочность шва. В качестве присадки используются сплавы твердой пайки BCuP или BAg. Именно они обеспечивают надежность паяного соединения. Но согласно СНиП такой припой обязателен в первую очередь при ремонте холодильного оборудования или кондиционеров, а для коммуникаций достаточно использовать мягкий припой, к примеру, олово.

Работа будет производиться максимально эффективно, если под рукой будет пусть недорогая, к примеру, польского производства, горелка, но с пьезоподжигом. Приобретение брендовой модели, но без этой функции – ошибка.

Алгоритм пайки мягким припоем

Щеточкой зачищается внутренняя часть соединения. Затем, шкуркой до красивого медного блеска доводится наружная поверхность. После этого кисточкой наносится флюс-паста и наружу, и внутрь соединений, которые затем вставляются друг в друга.

Припоем проводится по краям соединений. При этом нет необходимости в обработке припоем по всему периметру соединения, если в работе оловянный припой, то достаточно ним обработать, лишь половину периметра. Олово имеет свойство впитываться внутрь соединения.

Возможные ошибки при пайке:

Перед тем как правильно паять медные трубы нужно четко понимать, что температура пламени горелки достигает 1000°C. Важно не передержать соединения в эпицентре пламени. Для разогрева достаточно 15-20 секунд.
Нельзя забывать о защите предметов от жары в том месте, где выполняется пайка. Особенный акцент должен быть сделан на удалении горючих и легковоспламеняющихся веществ.
Часто недооценивается значение обеспечения достаточной вентиляции в рабочей зоне. Окна и двери должны быть открытыми, при необходимости можно включить вентилятор.

При пайке медных соединений важно не перегреть место спайки

Как еще можно соединить элементы из меди?

Возможно альтернативное классической пайке соединение медных труб фитингами, которые могут быть двух видов:

Обжимные – производятся из латуни. Внутри такого фитинга имеется обжимное кольцо, обеспечивающее герметичность соединения.
Капиллярной пайки – отличаются по внутреннему диаметру от внешнего показателя на 0,1-0,15 мм.

Применение фитингового способа соединения труб из меди впоследствии может обеспечить дополнительные преимущества, а именно возможность полной рекуперации. То есть подвергшиеся замене медные элементы при определенных условиях могут быть вторично использованы.

Безопасность превыше всего

Монтаж медных труб не может быть выполнен при обустройстве кухни, то есть для удовлетворения питьевых нужд. При контакте меди с хлором, содержащимся в водопроводной воде, образуются вредные для организма соединения. Если же речь идет о таком источнике водоснабжения как скважина, то ограничений никаких абсолютно нет.

Такие красивые аккуратные швы должны получиться в результате

Конечный результат пайки медных труб – плотный красивый шов, но его благонадежность нужно проверить. Если пайка выполнялась в рамках устройства водопроводной системы, то ее просто нужно наполнить водой, создав максимальное рабочее давление. При этом не нужно спешить, необходимо дать шву полностью остынуть, иначе он просто растрескается от резкого перепада температур.

Как и при пайке мягкими припоями, перед паянием твердыми припоями места пайки очищают от грязи и жировых веществ, спаиваемые детали плотно подгоняют друг к другу. Очищают спаиваемые швы механическим и химическим способами.

Собранные и подогнанные детали в местах пайки покрывают соответствующим флюсом в зависимости от спаиваемого металла и припоя.

На шов наносят припой, смешанный с бурой, и изделие нагревают до температуры плавления припоя различными способами: паяльной лампой, на горне, в печи. Шов должен быть пропаян по всей длине равномерно.

При паянии серебряными или латунными припоями последние накладывают на нагретое место шва или вводят в предварительно нагретый шов. Если припой не расходится по шву, на него вновь насыпают флюс.

После паяния оставшийся на швах флюс удаляют непродолжительным, в течение 10-15 мин кипячением в растворе, содержащем 10% каустической соды, 5% машинного масла и 85% воды.

Спаянное и прокипяченное изделие тщательно промывают в воде, протирают сухой ветошью и сушат.

При необходимости спаянное изделие испытывают на герметичность.

Пример паяния тройникового соединения твердым припоем . Тройниковое соединение (рис. 228, б) состоит из муфты, патрубка и трех отводных труб. Паяние осуществляется медно-цинковым припоем ПМЦ-54.

При подготовке к паянию соединяемые детали (муфту, патрубок и отводные трубки) зачищают в местах пайки, обезжиривают, собирают в узел и связывают стальной проволокой. При массовом или серийном производстве для соединения деталей на время пайки применяют специальные приспособления.

В качестве флюса при паянии данного соединения применяют буру, которую перед паянием подогревают и просушивают на слабом огне, так как сырая бура во время паяния, вздуваясь пузырями, лопается и разбрызгивается вместе с припоем. Сухую буру смешивают с припоем и хранят в коробке. Во вторую коробку помешают смесь буры с водой, употребляемую для промазки швов во время паяния.

Тройниковое соединение паяют сначала с одной стороны, затем с другой. Вначале спаивают левый конец муфты со вставленной в нее отводной трубкой (рис. 228, в), при этом соединение держат наклонно за правый конец (рис. 228, г). Потом переходят к паянию тройниковой муфты с патрубками (рис. 228,5), затем паяют правый конец соединения, удерживая изделие за левый конец в наклонном положении (рис. 228, е).

После этого переворачивают спаиваемое соединение и производят окончательную пайку швов с другой стороны.

Паяние тройникового соединения является довольно сложным процессом, так как связано с нагревом соединения до высокой температуры, при которой легко его сжечь. Чтобы избежать этого, подогрев ведут равномерно по всему месту пайки, для чего соединение перемещают относительно пламени, или наоборот.

Когда бура начнет плавиться и сделается жидкой, вместе с ней начнет расплавляться и припой, за растеканием которого необходимо следить. Если припой собирается к одной стороне, значит, эта сторона нагрета сильнее. В таком случае подогревают другую сторону, чтобы припой пошел по шву.

Если подогрев не дает положительного результата, прибавляют еще припоя с бурой.

Когда припой заполнит шов спайки, удаляют пламя от тройникового соединения. Закончив паяние, изделию дают постепенно остыть, после чего проверяют качество паяния и устраняют замеченные дефекты.

Пайка твердыми припоями

К атегория:

Пайка

Пайка твердыми припоями

Пайку твердыми припоями применяют для получения прочных и термостойких швов.

Пайку твердыми припоями осуществляют, соблюдая следующие основные правила:
- как и при пайке мягкими припоями, повеохности подгоняют друг к другу припили-ванием, тщательно очищают от грязи, окислов и жиров механическим или химическим способом;
- подогнанные детали в месте спая покрывают флюсом, на место спая накладывают кусочки- припоя (медные пластинки) и закрепляют мягкой вязальной проволокой;
- подготовленные детали (заготовки) нагревают паяльной лампой, в кузнечном горне или электропечи;
- когда припой расплавится, деталь снимают с огня и держаг в таком положении, чтобы припой не мог стекать со шва;
- затем деталь медленно охлаждают. Охлаждать детали с напаянной пластинкой в воде нельзя, так как это ослабит прочность соединения.

Применяют другой способ пайки: подготовленную деталь (изделие) нагревают и обсыпают бурой, затем нагревают и к месту соединения подводят конец медной или латунной проволоки, которая, расплавляясь, заливает место спая. По мере охлаждения спаянные детали промывают в воде, протирают сухими тряпками и просушивают; шов зачищают наждачной бумагой или опиливают напильником.

Дефекты при пайке, их причины и меры предотвращения следующие:

припой не смачивает поверхность паяемого металла вследствие недостаточной активности флюса, наличия окисной пленки, жира и других загрязнений. Для предотвращения несмачивания в состав флюса добавляют фтористые соли или увеличивают его количество, улучшают обработку деталей, удаляя следы коррозии, жира; наплывы или натеки припоя вследствие недостаточного прогрева детали, припой не расплавился.

Рис. 1. Лужение деталей: а - погружением в ванну с оловом, б - нагрев деталей для облуживания, в - обслуживание растиранием олова

Безопасность труда при выполнении паяльных работ и лужении. Рабочие места, предназначенные для выполнения работ по пайке мелких деталей, должны оборудоваться местными вытяжными устройствами, обеспечивающими скорость движения воздуха непосредственно на месте пайки не менее 0,6 м/с.

В помещениях, где выполнялись паяльные работы, должно производиться мытье полов, сухая уборка пола не разрешается. Хранение одежды в помещениях, где производится пайка, запрещается.

В непосредственной близости от рабочих мест, предназначенных для выполнения работ по пайке мелких деталей мягкими припоями, должны устанавливаться: умывальник, бачок с 1%-ным раствором уксусной кислоты для предварительного обмывания рук и легкообмы-ваемые переносные емкости для сбора бумажных или хлопчатобумажных салфеток и ветоши. Около умывальника постоянно должны быть мыло, щетки, салфетки для вытирания рук. Применение полотенец общего пользования не разрешается.

Подготовка металлов и процесс пайки связаны с выделением пыли, вредных паров цветных металлов и солей, которые, попадая в организм человека через дыхательные органы, пищевод или кожу, вызывают раздражение слизистой оболочки глаз, поражение кожи и отравление.

Поэтому при пайке, и лужении необходимо соблюдать следующие правила;
рабочее место паяльщика должно быть оборудовано местной вентиляцией;
не допускается работа в загазованных помещениях;
после окончания работы и перед принятием пищи тщательно мыть руки мылом;
химикаты засыпать осторожно малыми порциями, не допуская брызг.

Попадание кислоты в глаза может вызвать слепоту, испарения кислот очень вредны;
серную кислоту хранить в стеклянных бутылях с притертыми пробками в плетеных корзинах с мягкой прокладкой;
пользоваться только разведенной кислотой. При разведении кислоту следует вливать в воду тонкой струей, непрерывно помешивая раствор. Запрещается лить воду в кислоту, так как при соединении воды с кислотой происходит сильная химическая реакция с выделением большого количества теплоты. Даже при небольшом количестве воды, попадающей в кислоту, вода быстро нагревается и превращается в пар, что может привести к взрыву;
- не допускаются ручные операции, при которых возможно непосредственное соприкосновение кожи работающего (промывка, притирка изделий, розлив и др.) с дихлорэтаном (огнеопасная ядовитая жидкость) или содержащими его смесями;
- при нагреве паяльника соблюдать общие правила безопасного обращения с источником нагрева;
- при работе с паяльными лампами: проверить исправность лампы, горючее наливать в лампу не более 75% емкости; недопустимо доливать или наливать горючее в не-остывшую лампу; керосиновую лампу заправлять только керосином; работать электрическим паяльником, ручка которого должна быть сухой и не проводящей тока.

Рис. 2. Пайка твердыми припоями: а - подгонка поверхностей деталей, б - смазывание поверхностей деталей флюсом, в - вставка медной пластины, г - фиксирование соединяемых деталей направляющей прокладкой, д - нагрев деталей

Имеется несколько способов пайки твердыми припоями. Эти способы могут быть классифицированы по способу нагрева металла в процессе пайки. Обычно твердые припои разделяются на медные, медно-цинковые, медно-никелевые и серебряные. Отдельную группу составляют алюминиевые припои. Наиболее важные твердые припои стандартизованы.

Припой ПМЦЗ б из-за низкой прочности и хрупкости в машиностроении не применяется. Припои ПМЦ48 и ПМЦ54 ввиду недостаточной пластичности и низкой вибростойкости паянных ими соединений применяются мало. Наибольшее распространение получили припои JI62 и JIOK 62-06-04, дающие прочные паяные соединения. Предел прочности припоя JI62 составляет 30 кГ/мм2 при относительном удлинении 35 %.

Основой большинства флюсов для твердой пайки является бура Na2B407, кристаллизующаяся с десятью частями воды в крупные прозрачные бесцветные кристаллы Na2B407 ЮН20. Кристаллическая бура начинает плавиться при 75 °С; по мере

усиления нагрева она постепенно теряет воду, сильно вспучиваясь и разбрызгиваясь, и переходит в безводную соль - плавленую или жженую буру, плавящуюся при температуре 783 °С. Бура в расплавленном состоянии может быть нагрета до высоких температур без заметного испарения; она весьма жидкотекуча и энергично растворяет окислы многих металлов, в особенности окислы меди.

Для пайки нержавеющей стали применяется смесь из равных частей буры и борной кислоты, замешанных на насыщенном водном растворе хлористого цинка до пастообразного состояния. При пайке серого ковкого чугуна для выжигания графита и увеличения чистой металлической поверхности, смачиваемой припоем, во флюсы часто вводят сильные окислители (хлорат калия, перекись марганца, окись железа и т. д.).

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

Рис. 1. Классификация способов пайки твердыми припоями

Порошкообразные флюсы можно посыпать тонким слоем на кромки, причем часто применяется предварительный подогрев кромок, с тем чтобы частицы флюса плавились, прилипая к металлу, и не сдувались пламенем горелки при пайке. В порошкообразный флюс можно также обмакивать конец прутка припоя, нагретый выше температуры плавления флюса, который прочно пристает к прутку. Пасты и жидкие растворы наносят кистью или в них обмакивают припой. Можно изготовлять пасту из флюса с порошкообразным припоем и наносить ее на кромку перед пайкой.

Для пайки имеют важное значение подготовительные работы, часто определяющие качество соединения. Широко применяются три основные формы паяных соединений: нахлесточное, стыковое и соединение «в ус» (рис. 239). Наиболее распространенным является нахлесточное соединение, удобное для выполнения и весьма прочное. Увеличивая перекрытие нахлесточного соединения, можно повышать его прочность и в большинстве случаев достигнуть равнопрочности с основным металлом. Стыковое соединение имеет лучший внешний вид и при хороших припоях и правильном выполнении часто может обеспечить достаточную прочность (предел прочности может доходить до 40- 45 кГ/мм2). Стыковое соединение применяется в тех случаях, когда удвоение толщины металла нежелательно. Соединение в ус, требующее усложненной подготовки кромок, совмещает преимущества стыкового и нахлесточного соединений и обеспечивает хороший внешний вид и отсутствие выступающих кромок. Соединение в ус дает возможность достичь равнопрочности с целым сечением за счет увеличения рабочей площади соединения.

Существенное значение имеет величина зазора между соединяемыми кромками, которая должна быть малой как для улучшения всасывания жидкого припоя действием капиллярных сил, так и для увеличения прочности соединения. Для серебряных припоев рекомендуется зазор 0,05-0,15 мм; для пайки медью в защитном газе рекомендуются зазоры 0,1-0,2 мм. Строгие требования в отношении величины зазора заставляют производить достаточно чистую механическую обработку поверхностей, так как грубая обработка, например опиловка напильником или опескоструивание, может быть причиной чрезмерного расхода припоя в соединении и резкого падения его прочности.

Для хорошего смачивания припоем поверхность, подлежащая пайке, должна быть безукоризненно чистой. Обезжиривать можно горячей щелочью, трихлорэтиленом или четыреххлористым углеродом. Окислы удаляют травлением в кислотах с последующей тщательной промывкой и сушкой.

Рис. 2. Формы паяных соединений: 1 - нахлесточное; 2 - стыковое; з - «в ус»

Механическую очистку производят протиркой ветошью, тонкой наждачной бумагой, шлифованием мелкозернистыми шлифовальными кругами, щетками и т. д. При сборке часто предварительно наносят флюс на кромки и размещают припой между кромками; в этом случае применяют припой в форме фольги или тонкого порошка, или же припой в виде проволоки или ленты, помещаемой около места пайки.

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

Пайку изделий твердыми припоями применяют в том случае, если неразъемные соединения должны обладать достаточной прочностью (временное сопротивление 15-20 кгс/мм2).

Твердые припои имеют температуру плавления выше 450 °С.

Для нагрева изделий при пайке твердыми припоями используют различные методы: газовым пламенем (горелкой), в печах, в соляных ваннах, токами высокой частоты, на электрических контактных машинах.

Медь относится к тем материалам, которые лучше спаивать, чем сваривать, особенно, если речь идет о трубах с тонкими стенами, которые активно используются в отопительных, водопроводных и газовых системах в коммунальном хозяйстве и других сферах. Чтобы процесс прошел качественно, следует правильно подобрать припой для пайки медных труб. Данный металл хорошо поддается пайке, так что справиться с этим процессом может даже человек без большого опыта. В основном это относится, когда идет работа с чистым металлом, а не и прочее. Во время этого процесса структура металла труб не меняется, а сам припой обладает достаточно хорошими характеристиками, чтобы выдержать предстоящие нагрузки.

Твердый припой

Необходимость в пайке возникает как при монтаже оборудования, так и при его ремонте, так как нередко тонкостенные трубы могут быть поврежденными. Медный припой, как и сама медь, должен отличаться высокими антикоррозийными свойствами. Также он не должен зарастать различными отложениями биологического происхождения. При всем этом он должен быть пригодным для качественной пайки, чтобы не портить структуру металла и была возможность прослужить несколько десятилетий после использования.

Припой для пайки медных труб отлично подходит как для самой меди, так и для ее сплавов с цинком, свинцом, оловом, сурьмой, фосфором, железом, марганцем или никелем. Несмотря на то, что в сплавах металлов имеются окислы, он легко удаляются при помощи флюса, так что припой для пайки меди не встречает проблем на своем пути. Остальные металлы могут образовать оксиды, которые сложно растворяются флюсами, поэтому, с ними уже могут возникнуть проблемы. Во время пайки медных труб используется нахлесточный тип соединения. Это позволяет достичь конструкции максимальной прочности, что увеличивает срок ее эксплуатации. Чтобы соединение имело достаточно большую прочность, нахлест должен быть, как минимум, 5 мм. В отличие от тех случаев, когда происходит , здесь можно делать шов любой толщины и это ни как не повлияет на качество соединения. При пайке оставляется небольшой зазор, чтобы припой для пайки медных труб равномерно втянулся в отверстие и заполнил собой все промежутки для создания герметичной латки. Современные варианты данного расходного материала изготавливаются согласно ГОСТ 52955-2008.

Процесс пайки медных труб

Разновидности

1S относится к мягким припоям. У него в составе имеется серебро. Он подходит не только для труб из меди, но и для бронзовых изделий, латуни, которые применяются как для горячего, так и для холодного водоснабжение. В его составе нет флюса, так что приходится использовать его дополнительно или применять пасту.

Rosol 3 является мягким припоем, который для своей работы требует дополнительное использование флюса. Температура плавления у него относительно низкая и составляет 240 градусов Цельсия, что помогает беспроблемно работать с тонкими изделиями. Он пригоден для медных, латанных, бронзовых труб и фитингов. После применения одинаково хорошо проявляет себя как при высоких, так и при низких температурах.

Припой Rosol 3 для пайки меди

Rolot 94 относится к припоям твердого типа. Это высококачественный материал для работы с медью, латунью и красной бронзой. Лучше всего его использовать для щелевой и капиллярной пайки труб, которые ставятся без фитингов. Это припой для пайки медных труб имеет достаточно высокую рабочую температуру, которая достигает 730 градусов Цельсия, так что с тонкостенными материалами его не стоит применять. Отличительной особенностью его является большой интервал плавления.

Медный припой rolot 94

Rolot 2 является специальным твердым припоем, так как не нормирован. В его составе имеется низкий уровень содержания серебра. Он подходит для стандартных процедур пайки и хорошо обеспечивает процедуры монтажа.

Припой Rolot 2 для пайки медных труб

В особую категорию можно отнести припои для пайки пищевой меди, так как они не должны содержать ни каких вредных веществ, которые бы смогли повредить здоровью. Среди них выделяют следующие варианты:

Оловянно-медный – низкотемпературный материал, который быстро расплавляется, при этом образуя высококачественное соединение, стойкое к воздействию коррозии. Состав — (S-SN97Cu3).

Медный, с добавлением цинка и серебра, при этом основным материалом здесь является серебро, так как составляет целых 44%, тогда как меди всего лишь 30%, а цинка – 26%. Это высокотемпературный припой для пайки медных труб, который дает пластично, но при этом прочное соединение, не поддающееся коррозии и обладающее высокой теплопроводностью.

Серебряно-оловяный – низкотемпературный материал, который быстро расплавляется, при этом образуя высококачественное соединение, стойкое к воздействию коррозии. Состав — (S-Sn97Ag5).

Медно-фосворный – высокотемпературный материал, который может использоваться без дополнительного применения флюса. Дает прочный шов, эластичность которого напрямую зависит от температуры. В составе медь занимает 94%, а фосфор — 6%

Припой для пайки меди серебром относится к высокотемпературным. Шов получается прочным и одновременно пластичным. Следует использовать дополнительный флюс. Большим недостатком является высокая стоимость.

Физико-химические свойства

Физические свойства материала определяются его составом и должны максимально соответствовать тому металлу, с которым они будут спаиваться, но при этом припой для пайки медных трубок должен иметь более низкую температуру, чем основной металл, чтобы не повредить его и не поменять структуру, что особенно опасно с тонкостенными трубками. Исходя из всего этого, можно выделить два основных физических свойства, по которым делятся данные материалы:

Низкотемпературные, которые обладают относительно низкой температурой плавления, которая не превышает 450 градусов Цельсия. Как правило, это сказывается на прочности шва, так как спайка не рассчитана на высокие нагрузки. Физические свойства металла не меняются, в том числе и прочность.

Высокотемпературные припои для меди. Прочность соединения при такой разновидности повышается, но под воздействием температуры может уменьшиться прочность самого материала, так как в некоторых случаях температура достигает 800 градусов и выше, что создает эффект отжига на металле.

Технические характеристики

Температура плавления: 630 – 730 градусов Цельсия
С какими металлами может работать: медь, латунь, красная бронза, чугун, медь и ее сплавы, сталь разнообразных марок, никель и его различные сплавы
Какой флюс подходит: LP 5.

Температура плавления: 650 – 800 градусов Цельсия
Температура рабочая: 710 градусов Цельсия
С какими металлами может работать: медь, латунь, красная бронза, чугун, медь и ее сплавы, сталь разнообразных марок, никель и его различные сплавы.
Какой флюс подходит: LP 5.

Особенности выбора

Большая зависимость здесь наблюдается от температуры плавления, так как чем она выше, тем большему влиянию подвергается металл трубы. Если это не принципиально важно, как в толстых трубах, на которых не лежит большая ответственность, то лучше выбирать твердый припой для меди с высокой температурой плавления. В ином случае, если стены тонкие и им не нужна высокая прочность соединения, то подойдет мягкий припой для пайки медных труб с низкой температурой плавления. Особое внимание нужно обратить на пищевую медь, так как припой в данном случае не должен содержать токсичных и ядовитых компонентов.

Чтобы выбрать каким припоем паять медные трубы, нужно знать состав и температуру плавления материала, на который он будет паяться.»

Особенности пайки

Процесс соединения мало чем отличается от других металлов. Здесь также нужно подготовить поверхность, очистив ее от пленки окисления. Затем следует нанести флюс для улучшения свойств спаивания, если того требует технология. Следует оставить зазор в 0,5 мм между деталями. Потом уже можно разогревать металл для рабочей температуры, как только она буде достигнута, требуется соединить припой с заготовкой, чтобы расплавленный металл проник во все требуемые отверстия. Затем дать остыть естественным способом.