Alp22.ru

Промышленное строительство
1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Пайка алюминия в домашних условиях – чем и как паять, флюсы, припои

Пайка алюминия в домашних условиях – чем и как паять, флюсы, припои

Пайка алюминия, как справедливо считают многие специалисты, является достаточно сложным в выполнении технологическим процессом. Между тем такое мнение можно считать верным лишь в отношении тех ситуаций, когда спаять изделия из алюминия пытаются, используя для этого припои и флюсы, которые применяются для соединения деталей из других металлов: меди, стали и др. Если же используется специальный флюс для пайки алюминия, а также соответствующий припой, то данный технологический процесс не представляет особых сложностей.

Пайка алюминия с использованием пропановой горелки

Пайка алюминия с использованием пропановой горелки

Особенности процесса

Сложности, которые вызывает пайка алюминия при помощи традиционных припоев и флюсов, объясняются рядом факторов, преимущественно связанных с характеристиками данного металла. Основным из таких факторов является наличие на поверхности деталей из алюминия оксидной пленки, которая отличается высокой температурой плавления и исключительной химической стойкостью. Такая пленка при выполнении пайки препятствует соединению основного металла и материала припоя.

Подготовленные к пайке дюралевые детали

Подготовленные к пайке дюралевые детали

Сам алюминий, в отличие от оксидной пленки на его поверхности, обладает достаточно низкой температурой плавления: 660 градусов, что также осложняет технологический процесс выполнения пайки. Такая характеристика алюминия приводит к тому, что при нагреве детали из него быстро теряют прочность, а при определенной температуре, находящейся в интервале 250–300 градусов, конструкции из данного металла начинают терять устойчивость. Самый легкоплавкий компонент, который входит в состав наиболее распространенных алюминиевых сплавов, начинает плавиться уже в интервале температур 500–640 градусов, что может привести к перегреву и даже к расплавлению самих соединяемых деталей.

Основу большей части легкоплавких припоев, использующихся для пайки, составляют олово, кадмий, висмут и индий. С этими элементами алюминий плохо вступает в соединения, что делает паяные соединения, полученные с их использованием, очень непрочными и ненадежными. Хорошей взаимной растворимостью обладают алюминий и цинк, поэтому данный элемент при его использовании в припоях обеспечивает полученному соединению высокую прочность.

Характеристики флюсов для пайки мягкими припоями

Характеристики флюсов для пайки мягкими припоями

Состав флюсов, применяемых для пайки алюминия

Состав флюсов, применяемых для пайки алюминия

Используемые материалы

При выполнении пайки изделий из алюминия можно использовать припои оловянно-свинцовой группы, если тщательно очистить поверхность деталей и применять высокоактивные флюсы. Соединения, полученные с их помощью, по причине плохой взаимной растворимости алюминия, олова и свинца отличаются невысокой надежностью, также они склонны к развитию коррозионных процессов. Чтобы сделать подобные соединения более устойчивыми к коррозии, их необходимо покрывать специальными составами.

Припои, включающие в свой состав данные элементы, производят как отечественные, так и зарубежные компании. Наиболее распространенными отечественными марками являются ЦОП40, содержащий в своем составе 40% цинка и 60% олова, и 34А, в составе которого содержится алюминий (66%), медь (28%) и кремний (6%). Цинк, содержащийся в припое для пайки изделий из алюминия, определяет не только прочность полученного соединения, но и его коррозионную устойчивость.

Самую низкую температуру плавления из всех вышеперечисленных имеют оловянно-свинцовые припои. Наиболее высокотемпературными являются те, в составе которых содержится алюминий и кремний, а также материалы, содержащие алюминий вместе с медью и кремнием. К последним, в частности, относится припой популярной марки 34А, температура плавления которого находится в интервале 530–550 градусов.

Учитывая температуру плавления, применяют такие припои в тех случаях, когда соединить необходимо крупногабаритные детали из алюминия, в которых обеспечивается хороший теплоотвод, либо изделия, выполненные из алюминиевых сплавов, плавящихся при достаточно высоких температурах.

Но, конечно, максимальное удобство в работе демонстрируют низкотемпературные припои, одной из распространенных марок которых является HTS-2000.

Припой HTS-200 для спайки деталей из алюминия и цветных металлов

Припой HTS-200 для спайки деталей из алюминия и цветных металлов

Технология пайки алюминия обязательно предполагает использование специального флюса, который необходим для того, чтобы улучшить соединяемость основного металла с материалом припоя. Именно поэтому подходить к выбору такого материала необходимо очень ответственно. Особенно актуально это требование в тех случаях, когда детали из алюминия необходимо спаять при помощи оловянно-свинцового припоя. Состав флюсов содержит элементы, которые и формируют его активность по отношению к алюминию. К таким элементам относятся: триэтаноламин, фторборат цинка, фторборат аммония и др.

Флюс Ф-64 для пайки легких сплавов без предварительной механической обработки поверхностей

Флюс Ф-64 для пайки легких сплавов без предварительной механической обработки поверхностей

Одним из наиболее популярных отечественных материалов является флюс марки Ф64. Популярность Ф64 обусловлена тем, что данный материал отличается повышенной активностью. Благодаря такому качеству выполнять пайку с флюсом Ф64 можно, даже не зачищая поверхность алюминиевых деталей от тугоплавкой оксидной пленки.

Из популярных высокотемпературных флюсов следует выделить материал марки 34А, в состав которого входит 50% хлорида калия, 32% хлорида лития, 10% фторида натрия и 8% хлорида цинка.

Подготовка деталей

Для получения качественного и надежного соединения недостаточно просто знать, как паять алюминий, важно также правильно подготовить поверхности соединяемых деталей к пайке. Заключается такая подготовка в обезжиривании поверхностей и удалении с них окисной пленки.

Удаление окисной пленки перед пайкой, которое также несложно выполнить своими руками, преимущественно совершается при помощи механической обработки, для чего можно использовать шлифовальную машинку, наждачную бумагу, металлическую щетку или сетку из нержавеющей проволоки. Значительно реже применяется химический способ удаления такой пленки, который подразумевает травление поверхности алюминиевых деталей при помощи кислотных растворов.

Зачистка поверхностей перед пайкой с помощью шлифовальной насадки на болгарку

Зачистка поверхностей перед пайкой с помощью шлифовальной насадки на болгарку

Как известно, окисная пленка на поверхности алюминия образовывается практически моментально при ее контакте с окружающим воздухом. Такой процесс происходит и на зачищенной перед пайкой поверхности, но смысл выполнения зачистки состоит в том, что вновь образующаяся пленка значительно тоньше удаленной, поэтому флюсу будет гораздо легче с ней справиться.

Источники нагрева

В качестве элемента, при помощи которого выполняется прогрев габаритных соединяемых деталей из алюминия и расплавление припоя, преимущественно используется газовая горелка, работающая на пропане или бутане. Если вы решили спаять изделия из алюминия своими руками в условиях домашней мастерской, то можно использовать и обычную паяльную лампу.

Удобная в использовании газовая паяльная лампа

Удобная в использовании газовая паяльная лампа

При выполнении нагрева необходимо очень внимательно следить за тем, чтобы не расплавились соединяемые детали. С этой целью к поверхности деталей как можно чаще прикасаются припоем, чтобы проконтролировать начало его плавления. Это и будет свидетельством того, что достигнута рабочая температура.

Нагревая детали и припой перед началом пайки, также необходимо следить за пламенем газовой горелки: смесь газа и кислорода, которая его формирует, должна быть сбалансированной. Делать это необходимо по той причине, что сбалансированная газовая смесь активно нагревает металл, но не оказывает серьезного окислительного действия. О том, что газовая смесь сбалансирована, свидетельствует ярко-синий цвет пламени, которое имеет небольшой размер. Если пламя горелки слишком маленькое по размеру и имеет бледно-голубой цвет, то это является свидетельством того, что в газовой смеси слишком много кислорода.

Читайте так же:
Мастерки для кладки кирпича

Технологические приемы пайки

Пайка деталей, выполненных из алюминия, по технологии выполнения практически ничем не отличается от процесса соединения изделий, изготовленных из других металлов. Сначала соединяемые детали обезжириваются и тщательно зачищаются, после этого их выставляют в нужное положение относительно друг друга. Затем на зону будущего соединения необходимо нанести флюс и начать ее прогрев вместе с припоем до рабочей температуры.

Процесс пайки деталей из алюминиевого сплава

Процесс пайки деталей из алюминиевого сплава

При достижении рабочей температуры кончик припоя начнет плавиться, поэтому им необходимо постоянно прикасаться к поверхности деталей, контролируя процесс нагрева.

Пайка изделий из алюминия, для выполнения которой используется безфлюсовый припой, имеет свои особенности. Заключаются они в том, что для того, чтобы проникновению припоя к поверхности детали не препятствовала окисная пленка, его кончиком необходимо совершать чиркающие движения по месту будущего соединения. Таким образом нарушается целостность пленки, и припой беспрепятственно соединяется с основным металлом.

Посмотреть, как пайка выполняется практически, можно на обучающем видео.

Есть еще один технологический прием, позволяющий разрушить оксидную пленку в процессе пайки. Сделать это можно при помощи стержня из нержавеющей стали или металлической щетки, которыми водят по месту соединения и уже расплавленному припою.

Сфера применения процесса

Большое практическое значение имеет не только пайка алюминия в домашних условиях. Данную технологию также активно используют на ремонтных и производственных предприятиях. Применяя метод пайки, можно получать соединения, отличающиеся высокой прочностью, надежностью и эстетической привлекательностью.

При работе с тонким листовым алюминием пайка позволяет избежать деформацию материала

При работе с тонким листовым алюминием пайка позволяет избежать деформацию материала

Большой популярностью данная технология пользуется при выполнении ремонтных работ с автотранспортными средствами, тракторами и мотоциклами. Объясняется такая популярность тем, что при пайке не происходит изменение структуры соединяемого металла, поэтому подобный способ соединения во многих случаях является даже более предпочтительным, чем сварка.

Практически безальтернативной пайка является тогда, когда необходимо восстановить герметичность алюминиевого радиатора или картера, отремонтировать изношенную или разрушенную деталь, изготовленную из алюминиевого сплава. Удобно и то, что сделать такой ремонт можно и своими руками, для этого не потребуется сложного и дорогостоящего оборудования.

Отремонтированный в домашних условиях автомобильный радиатор

Отремонтированный в домашних условиях автомобильный радиатор

Прогары, сколы и трещины, образовавшиеся в блоке цилиндров, изготовленном из алюминиевого сплава, также можно успешно отремонтировать при помощи пайки. Очень полезна данная технология в том случае, если необходимо восстановить изношенную внутреннюю резьбу. При этом изношенное резьбовое отверстие заполняется расплавленным припоем, а затем в него вворачивается болт. После того как припой застынет, болт из отверстия выворачивается, а внутри него оказывается сформированная по необходимым параметрам резьба. Такая несложная операция позволяет получить новую резьбу, которая по своим прочностным характеристикам ничем не уступает исходной.

Кроме этого, пайка успешно применяется для ремонта и восстановления герметичности труб, изготовленных из алюминия и сплавов данного металла. Такие трубы сейчас активно используются во многих технических устройствах. При помощи пайки вы можете своими руками, не прибегая к дорогостоящим услугам квалифицированных специалистов, отремонтировать многие предметы из алюминия и его сплавов, использующиеся в быту: посуду, лестницы, различные детали интерьера, водосточные желоба, элементы сайдинга и др. При помощи пайки можно не только ремонтировать, но и своими руками изготавливать любые конструкции из алюминия.

Использование подручных средств

Нередки ситуации, когда под рукой нет активного флюса и припоя, который специально предназначен для соединения деталей из алюминия, а спаять их необходимо срочно. В таких ситуациях можно выполнить пайку обычным припоем, состоящим из алюминия и олова или олова и свинца. В качестве флюса в данном случае можно использовать канифоль.

Оксидная пленка при использовании данного метода пайки разрушается под слоем канифоли, в которую можно дополнительно добавить металлические опилки. Для ее разрушения применяется специальный паяльник со скребком, который необходимо предварительно залудить. Скребок наряду с опилками разрушает оксидную пленку на поверхности деталей, а канифоль не дает образоваться новой. Кроме того, скребок-паяльник, перемещая расплавленный припой по месту будущего соединения, обеспечивает его лужение.

Флюс для пайки меди мягким припоем

Опубликовал: Kirill B.

Занимаетесь ремонтом кондиционеров и холодильных установок? Предлагаем вашему вниманию статью о высокотемпературной пайке твердым припоем.

После ограничений на использование CFC-хладагентов (* озоноразрушающие хладагенты), было много дискуссий о требованиях к пайке трубчатых соединений для новых хладагентов. Две основные причины, по которым производители работ должны обратить более пристальное внимание на качество пайки:

·Заменители без CFC, такие как R-410а, работают при более высоких давлениях, чем нынешние хладагенты, такие как R-22. Например, при 70 °F (*21,11°С) рабочее давление R-22 составляет 120 PSIG (*8.27 bar), тогда как R-410a — 200 PSIG (*13.79 bar). В настоящее время хладагент R-410a значительно дороже, чем R-22, соответственно при утечках хладагента из системы стоимость заполнения системы будет выше.

·Связанный с этим событием является переход к более высокому SEER рейтингу кондиционирования воздуха (*коэффициент сезонной энергоэффективности, единица холодопроизводительности в течение типичного охладительного сезона делится на общее количество, потребляемое электроэнергии за тот же период). В результате этого, многие производители, вероятно, увеличат размер витков. Это приведет к большему количеству паяных соединений.

В любом случае основой производства герметичных паяных соединений является правильная техника. Качественные паяные соединения являются результатом следующих ключевых процедур.

Очистка

Этот простой шаг пропускают, особенно в новых установках. Загрязнители, такие как грязь, масла, или толстая оксидная пленка будут препятствовать «смачиванию» (способности расплавленного припоя растекаться и прилипать к поверхности). Протрите детали ветошью, а затем используйте проволочную щетку из нержавеющей стали или наждачную бумагу для удаления оксидного слоя.

Регулировка пламени

Это следующий важный этап. Настройки пламени зависят от типа источника тепла. Для кислородно-ацетиленового источника рекомендуется нейтральное пламя. Также подходит пламя с небольшим избытком ацетилена (науглераживающее пламя). Избегайте использования пламени с избытком кислорода (окислительного пламени). Это пламя химически увеличивает поверхностную оксидную пленку и препятствует смачиваемости присадочным металлом.

Воздушно-ацетиленовые горелки, использующие мундштуки вихревого типа стали очень популярны. Они имеют единую регулировку пламени. Независимо от типа горелки, когда размер трубки увеличивается или уменьшается, меняем мундштук на больший или меньший, что предпочтительнее, чем просто увеличение давления.

Нагрев

Неправильный нагрев является основной причиной плохо спаянных стыков. Достаточная прочность и пластичность стыка зависит от подачи расплавленного присадочного металла припоя в соединение. Первый стык проявляет прочность снаружи. Несмотря на то, что соединение может быть достаточным при определенных обстоятельствах, высокая вибрация или давление может являться причиной развития трещины.

Пустота в капилляре

Чтобы предотвратить это, мы должны использовать метод нагрева, который охватывает обе части, в том числе низ по внутренней части муфты, до температуры пайки. Мы рекомендуем следующий многоступенчатый подход к нагреву:

Читайте так же:
Чем заменить высоковольтный предохранитель в микроволновке

1. Начинаем с нагрева трубки. Нагреваем трубу вокруг, чтобы провести тепло внутрь муфты.

2. После этого предварительного нагрева, переместите горелку к муфте. Наклоните пламя в направлении трубки.

3. Водите горелкой между трубкой и муфтой, чтобы довести обе части до температуры пайки.

4. Перемещайте пламя в сторону муфты и примените присадочный металл. Расплавленный припой будет следовать за теплом к основанию раструба.

5. Шаги 3 и 4 должны быть сделаны с обеих сторон трубки / соединения. Также при увеличении диаметра трубки необходимо повторить эти действия в нескольких точках по окружности. Это будет способствовать равномерному нагреву и гарантировать, что там достаточно припоя и нет «голодающих» участков.

Важно дождаться момента, когда обе части поглотят достаточное количество тепла перед введением припоя. Пруток или проволока должен легко плавиться и течь, когда он прикладывается к основному металлу. Необходимо избегать плавления прутка только от пламени горелки.

Припой

Доступные припои вполне пригодны для производства герметичных соединений. В таблице припоев Harris изложены рекомендации по выбору припоя для различных комбинаций основных металлов.

Флюс

При пайке меди или латуни флюс требуется для разрушения оксидной пленки, защиты основного металла при нагреве и уменьшения поверхностного натяжения присадочного металла. На соединениях медь к меди, фосфор содержащийся в прутках (Stay Silv ® 5, 15, Blockade®, Dynaflow ®) выполняет эту функцию. При пайке других металлов требуется отдельный химический флюс.

Флюс следует использовать экономно и наносить с помощью кисти. Предлагаемый метод заключается в том, чтобы оставить ¼» (*6.35 мм) неофлюсованой области в конце трубки. Во время нагрева капиллярные силы будут тянуть расплавленный флюс через стык. Обязательно удалите остатки флюса мокрой ветошью после пайки.

Низкотемпературная пайка мягким припоем

Несколько спорных моментов возникло при использовании низкотемпературной пайки в качестве замены высокотемпературной пайки. Большинство коммерческих мягких припоев, в частности оловянно-свинцовые и оловянно-сурьмовые, не рекомендуются использовать для охладителей с повышенной вибрацией. Оловянно-серебряные припои, включая Stay Brite®, обладают необходимой прочностью и пластичностью для работ по ОВК (*отопление, вентиляция и кондиционирование) жилых помещений. Исключение составляют соединения, где рабочая температура превышает 200 °F (* 93.3°С).

Стоит отметить, InternationalMechanicalCode (*соглашение, сосредотачивающееся на безопасности систем отопления, вентиляции систем кондиционирования воздуха) предусматривает, что паяные соединения мягким припоем медной трубки приемлемы для хладагентов «Группа А1». R-410A включен в эту группу хладагентов. Преимущества оловянно-серебряных стыков хорошо документированы. Вы исключаете необходимый поддув азота при нагревании, и внешнее охлаждение термочувствительных клапанов не требуется.

Помните, флюсы мягких припоев вызывают коррозию. Позаботьтесь о том, чтобы избежать избыточности флюса на трубке и фитингах, это может окончиться попаданием флюса внутрь замкнутой системы. Чтобы помочь избежать этого, наносите флюс с помощью кисти.

Имейте в виду, что некоторые инструкции производителей по установке кондиционеров и сервисные бюллетени предусматривают низкотемпературные паяные соединения. Подрядчики должны следовать инструкциям производителя, а так же требованиям действующих методических и нормативных документов.

При использовании данного материала ссылка на ресурс ЯСВАРЩИК обязательна.

Пайка твердым припоем

Обычно пользователи нашего сайта находят эту страницу по следующим запросам:
сварка авто , сварка кузова , сварка порогов , сварка ремонт авто

9. Пайка твердым припоем

Пайка твердым припоем — это не совсем процесс сварки, о котором говорилось ранее. Основной металл не расплавляется в сварочную ванну. Основной металл нагревается, а пруток твердого припоя наплавляется на линию соединения двух деталей. Пруток твердого припоя изготовлен из латуни (сплав меди и цинка) и используется вместе с флюсом, который может содержаться непосредственно в прутке, или же вам придется окунуть пруток в флюс. Спаянные соединения такие же прочные, как и сварные швы, однако пайка особенно полезна в тех случаях, когда высокая температура, необходимая при сварке, может повредить основной металл или соседние детали, а также в случаях, когда соединяемые детали изготовлены из латуни или меди.

Пруток твердого припоя плавится при гораздо более низкой температуре, чем основной металл, поэтому основным принципом является нагревание основного металла до температуры немного выше, чем точка плавления прутка твердого припоя, поэтому именно основной металл, а не горелка плавит пруток. Перегрев прутка горелкой приведет к испарению цинка с прутка, что станет причиной ухудшения соединения. Пайка твердым припоем чаще всего выполняется, когда две детали соединяются внахлест, или для наплавки на изношенную или поврежденную поверхность литой детали, которая впоследствии будет восстановлена до оригинальной формы после пайки.

Края деталей, которые вы собираетесь спаять, необходимо тщательно очистить при помощи шлифовального круга, напильника или пескоструйного аппарата. Как только вы подобрали подходящий пруток для материала, с которым работаете (медь/цинк для железистых металлов), необходимо начать нагревать шов горелкой, используя более низкую температуру, чем при сварке. Необходимо переместить горелку назад на 50-75 мм от рабочей поверхности, а это намного большее расстояние, чем во время выполнения сварного шва. Как только металл нагреется докрасна, направьте пруток на прогретую область основного металла и убедитесь, что пруток плавится. Затем нагрейте соседний участок металла и поднесите пруток с флюсом. Продолжайте повторять данное действие, пока не выполните весь шов. Если вы намереваетесь выполнить длинный шов при помощи пайки твердым припоем, необходимо предварительно прогреть всю поверхность соединения. Как только металл достигнет необходимой температуры, пруток твердого припоя будет отлично плавиться в основном металле. Если основной металл слишком холодный, припой будет оставаться на поверхности, и, напротив, если температура слишком высокая, припой растечется по поверхности. Появление белого дыма обычно указывает на то, что данная область перегрелась, а дым – это испарения цинка. Подобное явление не только влияет на качество пайки, пары цинка могут вызвать неприятные ощущения при вдыхании. Даже если пруток не перегревать, пары цинка все равно будут выделяться во время пайки.

3.32. Пайка при помощи газовой горелки имеет широкое применение, например при ремонте литых деталей старых автомобилей. На иллюстрации показано, как используется покрытый флюсом электрод. Пайка — это не процесс плавления, поэтому она используется в ситуациях, когда высокие температуры, необходимые для плавления металла, могут стать причиной повреждений рабочей поверхности или соседних компонентов.

Именно поэтому пайку всегда необходимо выполнять в хорошо вентилируемом помещении и обязательно использовать респиратор, чтобы предотвратить отравление вредными парами. Пайка часто используется для соединения деталей гальванизированного металла, так как в таком случае соединение будет прочнее ,чем при стандартной газовой сварке. Однако сочетания паров, выделяющихся при пайке, и паров металлов с гальваническим покрытием рекомендуется избегать, если только вы не выполняете пайку на свежем воздухе.

Читайте так же:
Бур под шуруповерт для зимней рыбалки

Если вы знакомы с основными принципами пайки мягким припоем, вы должны знать, что прочность спайки можно повысить, если использовать флюс — компонент, который подготавливает металл к прочному соединению; вы также можете быть знакомы с термином «лужение».

Лужение – это процесс нанесения тонкого слоя свинца на поверхность, обработанную флюсом, перед расплавлением основного припоя. Процедура очень похожа на пайку твердым припоем, однако при пайке тонких металлов, лужение обычно происходит в один этап, а не в два. Пайка больших швов требует нанесения тонкого слоя латуни на поверхности, при этом во время пайки твердым припоем детали будут легче соединяться. Флюс для пайки может входить в состав прутка, что очень удобно, или, возможно, придется установить металлическую емкость с флюсом на стол для сварки. Затем вы будете нагревать край прутка и окунать его во флюс (смотрите иллюстрацию). Как только вы начали процесс пайки твердым припоем, пруток всегда будет достаточно горячим, чтобы окунать его во флюс. Прутки, предварительно покрытые флюсом, очень удобны для применения, однако покрытие очень хрупкое, и может быть повреждено при неаккуратном обращении. Данные прутки необходимо хранить в сухом месте.

При пайке тонкого листового металла, перекрытие между двумя панелями является главным критерием прочного шва. Если перекрытие составляет 19 мм и более, соединение будет прочнее, чем основной металл. Так как твердый пруток для пайки плавится при температуре, примерно, 538 °С, в то время, как точка плавления стали составляет 1482 °С, следовательно, при пайке тонкий металл практически не будет деформироваться, именно поэтому пайка твердым припоем традиционно использовалась в ремонтных кузовных работах на протяжении многих лет. Перекрытие в спаянном соединении делает область соединения намного прочнее, поэтому создание шва такого, как установка заплатки на панель кузова потребует гораздо меньшей обработки при помощи молотка перед окраской (смотрите иллюстрацию).

3.33. Большая часть сварщиков используют прутки и порошок флюса, так как прутки, предварительно покрытые флюсом, очень чувствительны к воздействию влаги и могут быть повреждены. Твердый пруток для пайки нагревается при помощи горелки, затем погружается в емкость с флюсом, после этого вы может припаять примерно 24,5-50 мм шва.

3.34. Нахлесточные соединения наиболее подходят для пайки твердым припоем, так как при соединении внахлест панелей листового металла контактная поверхность для пайки латуни намного больше. Как и при сварке, прихватите края деталей перед началом выполнения пайки.

3.35. Перед пайкой необходимо предварительно идеально очистить металл, так как флюс предназначен для использования только на чистых поверхностях. Во время пайки придется держать горелку подальше от рабочей поверхности, чтобы избежать перегрева латуни.

Пайка твердым припоем будет неэффективной при стыковых швах, так как для достаточного сцепления с микронеровностями поверхности каждой детали припоя будет недостаточно, вы также можете использовать полоску металла на обратной стороне стыкового соединения, таким образом обеспечив перекрытие обеих деталей и отличную область сцепления для пайки твердым припоем.

Хотя пайка твердым припоем все еще используется при реставрации старых автомобилей, не стоит использовать ее при ремонте современных автомобилей, так как их кузов изготовлен из легкосплавных металлов. В действительности, некоторые производители автомобилей предупреждают, что для ремонта панелей кузова ни в коем случае не стоит использовать газосварочное оборудование, поэтому для ремонта следует использовать только электродуговую сварку плавящимся электродом, так как область нагрева более узкая.

Кроме стали вы также можете паять другие металлы, например, нержавеющую сталь, бронзу и даже алюминий, при условии использования специального алюминиевого прутка. Если у вас есть вопросы относительно текущего проекта, вы можете обратиться за помощью к специалистам в местном специализированном магазине по продаже сварочного оборудования, например, относительно выбора подходящего прутка для пайки.

Одним из преимуществ пайки твердым припоем является возможность соединения различных материалов, что невозможно при использовании газосварочного оборудования. Вы также можете спаять металлы различной толщины. При использовании обычной газовой сварки, необходимо обладать огромным опытом, чтобы умело распределять большее количество тепла на более плотный металл, при этом не допуская прогорания более тонкого металла. При пайке твердым припоем, вам не нужно нагревать основные металлы выше точки плавления твердого прутка.

После выполнения шва при помощи пайки твердым припоем вы увидите, что флюс остался на поверхности основного металла в виде корки, которую необходимо удалить при помощи металлической щетки (вы можете предварительно растворить корку при помощи воды, в таком случае ее удаление будет намного проще).

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.

maxresdefault (15)

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.
Читайте так же:
Чем крепится заготовка в планшайбе

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.

Пайка меди и ее сплавов

Особенности пайки. К числу особенностей меди и ее сплавов, влияющих на выбор способа пайки, относятся химическая стойкость оксидов; содержание во многих сплавах легкоиспаряющихся элементов — цинка, кадмия, марганца: склонность кислородсодержащей меди и некоторых ее сплавов к водородной хрупкости; повышенная способность меди образовывать интерметаллиды с некоторыми компонентами припоев: повышенная способность меди и ее сплавов к хрупкому разрушению в контакте с жидкими припоями: повышенная горячеломкость некоторых медных сплавов.

По степени трудности получения паяных соединений медные сплавы можно разделить на две группы: 1) медь и ее сплавы, образующие при нагреве под пайку и в процессе пайки оксиды с невысокой свободной энергией образования и поэтому относительно легко удаляемые при флюсовой пайке: 2) сплавы, при нагреве на которых возникают оксиды с высокой свободной энергией их образования.

К первой группе медных сплавов относится сама медь и ее сплавы, содержащие в основном следующие элементы: цинк, олово, свинец, фосфор, сурьму, железо, никель, марганец.

Обычное окисление поверхностного слоя меди на воздухе идет в основном по уравнению

При содержании в воздухе S02 параллельно может протекать реакция

В присутствии H2S образуется черная пленка из Cu2S и CuS.

Заметное взаимодействие меди с кислородом наступает уже при 200 °С и идет по схеме Cu-Cu20-Cu0. Оксид меди СuО начинает образовываться лишь после получения пленки оксида Cu20 достаточной толщины (>0,25 мкм), что обусловлено тем, что такой процесс последовательного окисления развивается в основном в результате диффузии (сквозь пленку оксида СuО) атомов меди к кислороду (к поверхности). Первоначальная стадия окисления меди малозаметна, так как оксид Cu20 мало отличается по цвету от меди. Оксид СuО довольно устойчив, и его распад на Cu20 и Си начинается лишь при температуре около 800 °С, а в чистом кислороде при температуре 1100°С.

Читайте так же:
Почему трудно пилить пилой с неразведенными зубьями

На воздухе медь окисляется сравнительно быстро. По данным Дж. Ф. Расмуссена и других исследователей, при температуре 20 °С уже через 1—3 мин толщина оксидной пленки составляет 0,002 мкм, и такая поверхность не смачивается легкоплавкими припоями без флюсов. Скорость роста оксидной пленки на меди зависит от температуры и времени нагрева. При температуре 495 °С через 1 с толщина оксидной пленки достигает 1,8 мкм, через 50 с — 5 мкм, через 70 с — 17 мкм. Для сохранения очищенной поверхности меди от окисления на нее наносят лужением слой припоя Sn—Pb или Sn толщиной 3—5 мкм. Слой полуды из олова сохраняет паяемость меди весьма длительно; слой полуды из припоев типа ПОС из-за образования при вылеживании на его границе с медью хрупких прослоек интерметаллидов n и е ухудшает паяемость луженой меди, так как в результате расхода олова из слоя полуды припоями типа ПОС на образование химических соединений луженая поверхность обогащается свинцом.

При выходе прослойки химического соединения на поверхность также ухудшается смачиваемость облуженной поверхности. Особенно плохо смачивается фаза n (v=180°); фаза е, образующаяся между медью и n-фазой, смачивается лучше (v = 65°).

Слой полуды толщиной 40—60 мкм из припоя ПОС 61, нанесенный центробежным способом (f=1700 мин -1 ) и промытый в продукты которых ухудшают паяемость покрытий. Наиболее влияют на паяемость хлор, сероводород, сернистый газ (при наличии влаги).

Для предотвращения взаимодействия покрытий с подготовленной поверхностью деталей с выделяющимися при запрессовке в пластмассы газами и газами атмосферы при хранении используют так называемые консервирующие флюсы, сохраняющие смачиваемость деталей припоями до одного года. Такие флюсы не должны быть коррозионно-активными, снижать сопротивление изоляции, должны легко удаляться растворителями, хорошо смачивать

поверхность деталей и образовывать плотно прилегающие к металлу слои без трещин. Детали, покрытые флюсом, не должны слипаться при сушке и хранении, а компоненты флюсов не должны быть дефицитными и дорогостоящими. Состав консервирующих флюсов приведен в табл. 43.

На поверхности сплавов системы Сu—Zn—Sn (а также сплавов меди, содержащих Pb, As, Fe, Ni, Mn) образуются оксиды на основе СuО и Сu2О или оксиды на основе других элементов первой группы периодической системы со сравнительно невысокой свободной энергией их образования, а потому относительно легко диссоциирующих при низкотемпературной пайке. Тонкие слои оксидов Сu20 и СuО растворимы в канифоли.

Медные сплавы, легированные алюминием, бериллием, хромом, кремнием, цирконием, титаном, а также элементами первой группы периодической системы, отличаются тем, что на их поверхности при пайке образуются труднорастворимые во флюсе и не разлагаемые другими способами оксиды на основе этих элементов.

На поверхности медных сплавов, содержащих кремний, обнаружены силикаты: на поверхности оловянных бронз во внутреннем слое окалины обнаружен оксид Sn2O; на поверхности медно-никелевых сплавов, содержащих 7 % Ni и более, во внутреннем слое окалины содержится оксид NiO, а во внешнем — оксид меди. На поверхности медных сплавов, легированных алюминием, бериллием, кремнием и большими количествами цинка, присутствуют оксиды этих элементов, характеризуемые высокой химической стойкостью и высокой свободной энергией их образования.

Для подготовки поверхности меди и ее сплавов перед пайкой применяют, кроме обычных способов механической очистки и обработки в щелочных растворах, некоторые специфические способы активирования их поверхностей; применение 5 %-ного раствора серной кислоты может оказаться достаточным для подготовки к пайке меди. Для очистки поверхности бронз и сплавов на основе Ni—Ag, Ni—Сu и Сu—Сr после обработки в 5 %-ном растворе H2S04 их необходимо дополнительно погружать в 2 %-ный раствор бихромата натрия с 3 % H2SO4.

Поверхностный слой медных сплавов, содержащих кремний, подготовляют к пайке при последовательном погружении в 5 %-ный раствор H2S04, затем в смесь 2 % HF и 3 % H2SO4 и далее в раствор, применяемый для подготовки бронз, не содержащих элементов с большим сродством к кислороду. Для подготовки поверхностного слоя алюминиевых бронз применяют два раствора: смесь 2 % KF и 3 % H2SO4 и смесь 2 %-ного раствора бихромата натрия с 5 % H2SO4.

Слои оксидов, образующихся на алюминиевых, бериллиевых, хромистых бронзах, могут быть удалены перед пайкой также в 20—30 %-ном растворе серной кислоты в воде. Температура воды 60—80 °С. Растворение оксидов возможно также в водном растворе азотной кислоты (30 об. % HN03). После снятия окалины паяемые детали должны быть промыты для удаления следов кислоты и осушены. Оксиды кремния, бериллия, алюминия перед пайкой удаляют во фтористо-водородной кислоте или в смеси соляной и азотной кислот, после чего поверхность сплава немедленно защищают слоем достаточно активного флюса.

Для низкотемпературной пайки изделий с очищенной от слоя оксидов поверхностью применяют активированные канифольные флюсы, содержащие молочную и другие кислоты.

Алюминиевая бронза имеет структуру а-твердого раствора алюминия и меди и сложную оксидную пленку, состоящую из трех слоев: 1 — Сu2О, 2 — СuО с частицами А123 и 3 — А123. С повышением температуры (при нагреве под пайку) в окислительной атмосфере на поверхности медно-алюминиевых сплавов образуется слой пленки А123. Поэтому удаление оксидов при пайке алюминиевых бронз затруднено. Их пайку рекомендуется проводить реактивными флюсами, содержащими соли цинка или кадмия (от 10 до 30 %). Такие флюсы улучшают условия смачивания алюминиевых бронз и увеличивают прочность паяных соединений. Так, при пайке бронзы БрАЖ9 — 4 с применением флюса 209 без предварительного покрытия сопротивления срезу паяного соединения примерно равно 28,9 МПа: с медным покрытием — 322 МПа, а с реактивным флюсом без покрытия -413,8 МПа. Пайку реактивными флюсами с солями цинка производят в интервале температур 850—900 °С, а солями кадмия при 725—775 °С.

При пайке меди легкоплавкими припоями используют неорганические и органические флюсы.

Бесфлюсовая пайка легкоплавкими припоями меди возможна и в водороде. Пайка меди в водороде возможна только при точке росы от —50 до 60 °С и выше температуры 900 °С.

Пайку бериллиевых бронз, содержащих от 0,5 % Be и выше, проводят в печи с защитной атмосферой. При нагреве в интервале температур 300—500 °С в них образуются хрупкие твердые химические соединения. Поэтому после пайки при 625—700 °С необходима стабилизация структуры путем закалки в воде паяного соединения с последующим отжигом при 300—400 °С.

Предложен новый высокоэкономичный способ бесфлюсовой пайки меди и ее сплавов легкоплавкими припоями в среде проточ

Автор: Администрация

_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector