Технологический процесс пайки металлов

Технологический процесс пайки металлов

Оловянистые бронзы можно паять свинцово-оловянными, серебряными и медно-цинковыми припоями. Пайка высокооловянистых бронз медно-цинковыми припоями нежелательна ввиду близости температуры плавления.

Пайку оловянных бронз можно производить любым способом: паяльником, газопламенными горелками, контактным нагревом, Нагревом т. в. ч., в соляных ваннах, в печах с контролируемой атмосферой; при этом нагрев изделия следует вести постепенно, так как при высоких скоростях нагрева основной металл склонен к красноломкости.

Пайку можно производить оловянно-свинцовыми припоями с использованием флюсов на основе хлористого цинка с добавками соляной кислоты. При высокотемпературной пайке используют медно-цинковые и серебряные припои с применением флюсов на основе борной кислоты с добавками хлористых и фтористых солей металлов.

Свинцовые бронзы можно паять припоями с флюсами, которые применяют для пайки оловянистых бронз. При этом места пайки необходимо флюсовать более тщательно, поскольку образующиеся на поверхности окислы свинца препятствуют затеканию припоя в зазор.

Алюминиевые бронзы среди медных сплавов выделяются высокими механическими свойствами, в связи с чем их широко используют в машиностроении.

В промышленности применяют как двойные сплавы меди с алюминием (простые бронзы), так и более сложные по составу бронзы с добавками марганца, железа, никеля и других элементов.

На поверхности алюминиевой и кремнистой бронзы образуется окисная пленка, которая трудно удаляется с использованием обычных флюсов. Изделие перед пайкой необходимо обрабатывать во фтористо-водородной или плавиковой кислоте.

При пайке оловянно-свинцовыми припоями применяют активные флюсы с повышенным содержанием соляной кислоты. Рекомендуются предварительная очистка и флюсование поверхности алюминиевой бронзы смесью борной кислоты с хлористыми солями металлов. Марганцевые бронзы следует паять с применением ортофосфорной кислоты.

Алюминиевые бронзы во избежание окисления и образования хрупких интерметаллидов в шве следует паять, применяя быстрые методы нагрева. Введение в припои никеля повышает пластичность и прочность соединений из алюминиевой бронзы. Повышение пластичности, вероятно, обусловлено образованием интерметаллида алюминий — никель, что предотвращает образование окислов алюминия.

Для высокотемпературной пайки алюминиевых бронз серебряными и медно-цинковыми припоями флюсы № 200 и 284 непригодны, так как они не растворяют окислы на их поверхности. Для успешной пайки в эти флюсы необходимо ввести кремнефтористый натрий (10-20%) или флюс для пайки алюминия (до 50%).

Высокотемпературную пайку марганцовистых бронз осуществляют с использованием флюсов, в состав которых входят фторобораты и фториды щелочных металлов.

При высокотемпературной пайке бронз ввиду их красноломкости следует обращать внимание на конструирование фиксирующих приспособлений и добиваться, чтобы они не препятствовали расширению деталей при нагреве и, следовательно, не создавали в них напряжений, могущих вызвать растрескивание в процессе пайки.

Бериллевые бронзы паять значительно труднее, чем другие медные сплавы, их следует паять немедленно после механической зачистки серебряными припоями с флюсом, в состав которого должны входить фтористые соли.

Медно-никелевые сплавы паяют любым способом и припоем, в том числе и чистой медью. Пайку медью в печи с контролируемой атмосферой необходимо выполнять при высоких скоростях нагрева, так как при длительной пайке основной металл растворяется в припое и прочность шва значительно падает.

Источник:
http://www.prosvarky.ru/brazing/process/13.html

Правила пайки меди и бронзы

Вызывающая интерес пайка меди может выполняться одним из четырех методов: паяльником, газовой горелкой, в печах или ваннах. Когда разговор заходит о низкотемпературной технологии, то подразумевают именно паяльник. Все остальные относятся к высокотемпературным процессам.

Правила паяния медных деталей

Паяльник используют лишь для соединения мелких деталей, а сам процесс паяния производится при температуре +350 ℃. Крупные же заготовки, ввиду их повышенной теплопроводности, нужно паять только горелками.

Что касается ванн и печей, то здесь две позиции, отличающиеся друг от друга наполнителем. Это может быть припой или соль. Необходимо отметить, что соли выполняют две функции: нагревательного элемента, как источника температуры, и флюса.

То есть, в технологиях, где используются соляные печи или ванны, флюсы не применяются.

В принципе, в независимости от металла заготовок, сам процесс соединения одинаков для всех материалов. И делится он на шесть этапов:

  1. очистка заготовок меди механическим способом для удаления оксидной пленки;
  2. обезжиривание;
  3. внесение флюса в зону пайки;
  4. нагрев зоны.
  5. внесение припоя;
  6. зачистка стыка от флюса и припойного материала.

Также проводится пайка бронзы. Основное отличие – это необходимая марка припоя и флюса. Поскольку бронзы представляют собой сплав меди, олова и некоторых других элементов, то выбор припоя не составляет труда.

К бронзам также относят сплавы меди и кадмия, меди и бериллия, сплавы со свинцом, алюминием. Необходимо обращать внимание на состав бронзы, в зависимости от которого меняются свойства материала.

Подбор припоя и флюса

Когда проводится пайка медных сплавов при низкотемпературном режиме, применяются оловянно-свинцовые припои и свинцово-серебряные.

В зону пайки добавляется или канифоль, растворенная спиртом, или хлористый цинк. Это флюсы. К сожалению, оловянные и свинцовые добавки – это высокая хрупкость соединения, которая образуется за счет так называемых интерметаллидов. При низких температурных режимах пайки в них образуются трещины.

Поэтому для соединения меди используются припойные материалы, в которых олова содержится не более 15%. Свинцовая составляющая увеличивает ударную вязкость стыка.

А если в материале содержится серебро, то соединение меди становится хладо- и теплостойким. Но необходимо учитывать и тот факт, что серебро снижает прочность соединения.

При диффузионной пайке припой для меди – это несколько металлов: олово, свинец, индий и галлий. Если проводится низкотемпературный процесс, то нельзя гарантировать высокую прочность соединения. Она не выше 70 МПа.

Капиллярная пайка также может быть проведена этими припоями. Но с одним условием – зазор между заготовками не должен превышать 0,5 мм, а температура пайки не больше +900 ℃.

Для пайки оловянной бронзы применяют серебряные, оловянно-свинцовые и медно-цинковые припои. При высоком содержании олова в сплаве медно-цинковый материала нежелателен. В процессе пайки бронзу следует разогревать постепенно, и тщательно флюсовать металл.

Некоторые виды припоев

Кадмиевые припои при пайке меди и стали требуют к себе определенных навыков работы с ними. Потому что технологичность этих материалов ниже, чем у предыдущих.

Необходимо отметить, что такое соединение является термостойким (до +350 ℃), но не хладостойким. К тому же стык из кадмиевого сплава будет не очень прочным.

Цинковые припойные материалы редко используются для пайки меди, потому что сам металл быстро растворяется в материале припоя. Это ослабевает стык, отсюда и низкая прочность на разрыв – до 15 МПа.

Цинковые припои, легированные серебром или той же медью, также обладают низкой текучестью. Легированные кадмием или оловом эти материалы хоть и обладают неплохой текучестью, но прочность самого соединения сильно падает.

Медно-фосфористые марки с добавлением серебра – неплохой вариант для пайки. Соединение выдерживает высокие нагрузки, до 300 МПа, и температуру до +800 ℃. Но металл припоя, соединенный с медью, не пластичен. А значит, это небольшая прочность на изгиб.

Серебряные припойные материалы хорошо себя зарекомендовали при высокотемпературных режимах пайки меди. Правда, свои качества они проявляют, если пайка поводится ацетиленом или в специальных печах, где применяются коррозийно-активные флюсы.

Припои с высоким содержанием серебра используются в процессе соединения медных заготовок в вакууме или при нагреве аргоном. Если процесс проводится под давлением, то для соединения используют или фольгу (серебряную), или покрытие серебром.

Припойные материалы, в которых повышенное содержание меди и пониженное серебра, используют редко и в исключительных случаях. Потому что это тугоплавкий сплав, для которого требуется высокая температура нагрева.

Что касается чисто свинцовых припоев, то соединения, им проведенные, недостаточно прочны, но у них высокая пластичность. К примеру, изгибать такие стыки после пайки можно до угла 130°, а на растяжении они могут выдержать до 140 МПа.

Применение буры

Проводить пайку меди бурой всегда считалось самым простым способом соединения медных труб. По сути, бура – это высокотемпературный флюс в виде пасты.

При нагреве до 700-900 ℃ она начинает плавиться, превращаясь в стекловидную массу. С ее помощью соединяют между собой не только медные заготовки, но и медь с железом, для чего используются припои из меди, серебра, золота или латуни, то есть, среднеплавкие сплавы.

Единственное, на что необходимо обратить внимание, это соли, которые образуются в процессе пайки меди с помощью буры.

Высококачественный флюс на основе буры можно изготовить в домашних условиях, что и делает большинство мастеров.

Для этого они смешивают в одинаковых пропорциях борную кислоту и буры. Добавляют в нее воды, перемешивают и выпаривают. Получается борный флюс. Для увеличения качества в смесь можно добавить хлористые или фтористые соли.

Технология пайки медных трубок практически ничем не отличается от стандартного процесса. Но есть в нем и свои нюансы.

К примеру, буру наносят и поверх трубок, и по внутренним ее поверхностям. Затем два патрубка нагреваются в течение 15 секунд, и только после этого вносят припой в зону нагрева.

Как паять медную проволоку

В домашних условиях часто приходится паять медную бижутерию. При кажущейся простоте процесса, он на самом деле не прост. Во-первых, надфилем надо обработать медную проволоку так, чтобы соединение двух ее частей проходило по большей плоскости. Обязательно надо соединяемые части закрепить относительно друг друга, чтобы в процессе пайки не происходило смешение.

В место стыка добавляется жидкий флюс, после чего проводится нагрев места соединения горелкой. Далее в зону нагрева подается припой. Лучше, если это будут небольшие кусочки, которые устанавливаются встык пинцетом. Можно их уложить до начала нагрева медной проволоки.

Пайка пищевой и непищевой меди – стандартизированный процесс, основанный на двух документах – это ГОСТ 1922249-73 и ГОСТ 16038-80. То есть, нормами и правилами оговорено конкретно, как проводить работу, чем и в каких условиях.

Источник:
http://svaring.com/soldering/tehnologii/pajka-medi

Правильная пайка бронзы в домашних условиях

Чтобы осуществить пайку бронзы в домашних условиях, для начала стоит обзавестись необходимыми инструментами и материалами, такими как:

  • газовая горелка;
  • тигель;
  • борная кислота;
  • серебро;
  • медь;
  • бура;
  • основание из асбеста.

Схема сварки бронзы под флюсом.

Обыкновенный оловянно-свинцовый припой для работы совсем не подходит. Он будет оставлять отчетливые следы на деталях, к тому же он малоэффективен. Пайка бронзы может быть разрушена уже через несколько часов эксплуатации. Очень важно сделать действительно правильный припой, который подходит для бронзы и латуни. Сделать его можно с помощью двух материалов – меди и серебра.

Читайте также  Первый ряд газобетона на фундамент: разметка, на что класть, как выставить диагональ, выпуск газобетона над фундаментом

Причем очень важно соблюдать пропорции. Для работы понадобится 1 часть меди и 2 части серебра. Их необходимо расплавить с помощью газовой горелки, предварительно поместив материалы в тигель. Важно следить за тем, чтобы сплав получился равномерным. Далее тигель помещается в холодную воду. В результате получается однородный застывший сплав. Далее его нужно расплющить, чтобы получилась тонкая лепешка, которую удобно будет обрабатывать с помощью напильника. В итоге должна получиться крошка из сплава. Она-то и будет использоваться в качестве припоя.

Приготовление флюса: особенности

Теперь нужно приготовить своими руками флюс, который и будет использоваться для пайки. Обычная канифоль в данном случае не сгодится. Она не будет способна расплавить тугоплавкий порошок. Для этих целей понадобится куда более мощная смесь. Для приготовления понадобится 20 грамм порошка буры и 20 грамм борной кислоты. Смешивать ингредиенты придется в специальной таре. Можно использовать стекло, так как оно не вступает во взаимодействие с данными компонентами. Залить смесь необходимо стаканом воды. В результате получается отличный флюс, который идеально подойдет для пайки бронзы.

Основы пайки дома

После того как все необходимые компоненты будут готовы, можно переходить к самому процессу пайки.

Схема пайки твердым припоем.

Для начала детали нужно подготовить, иначе вся работа может застопориться уже на своей начальной стадии. Все детали нужно обезжирить. Для этого можно использовать спирт или бензин. Все зависит от того, какое вещество у вас имеется в наличии. Далее флюс ровным слоем наносится на поверхность соединяемых деталей или узлов. Предварительно их необходимо уложить на асбестовое основание. Далее нужно взять порошок, который выступает в качестве припоя, и посыпать им соединяемые детали в том месте, где планируется производить пайку. Теперь в обязательном порядке нужно взять горелку и начинать нагревать то место, в котором будет делаться соединение.

При этом нагревать это место нужно постепенно.

Резкий прогрев может послужить образованию не совсем качественной пайки.

Схема высокотемпературного спаивания бронзы: 1 – движение горелки; 2 – движение прутка; 3 – движение горелки и прутка.

При этом нужно достигнуть температуры 700 градусов по Цельсию. Очень важно так же следить за режимом работы горелки. Она не должна резко нагревать материалы, так как это приводит к разрушению их структуры. Когда речь идет о работе с крупными деталями, то их нужно прогревать медленно и постепенно, но иногда приходится работать с тонкими материалами. В данном случае все происходит предельно быстро. Флюс способствует быстрому разогреву материалов по всей поверхности, и они без каких-либо проблем соединяются между собой.

Разумеется, каждому понятно, что данный вид пайки намного сложнее, чем обычная пайка оловом, но соединение получается более прочным и надежным. Только так можно получить на выходе действительно прочное соединение, которое в месте шва не будет сильно отличаться от общей структуры материалов.

Несколько полезных советов

Схемы регуляторов температуры жала паяльника.

Теперь читателю нужно дать несколько полезных советов, которые ему обязательно помогут в процессе пайки бронзы.

  1. Используйте только качественные газовые горелки, так как этот инструмент весьма опасен в эксплуатации. Заранее нужно убедиться в том, что он действительно исправен. В противном случае могут возникать некоторые проблемы в работе. В последние годы вместо горелок многие используют строительные фены. Этот вариант считается более безопасным. Если у человека имеется подобный инструмент, то именно его и нужно пускать в ход. Это не только сделает работу более безопасной, но и позволит без проблем регулировать температурный режим, что немаловажно в данном процессе.
  2. В работе нужно использовать исключительно правильные пропорции. Если необходимо приготовить больше флюса или припоя, то в обязательном порядке соблюдение пропорциональных соотношений, в противном случае можно на выходе получить не совсем качественное соединение, которое будет разрушено в кратчайший срок.
  3. Равномерное распределение смеси на соединяемых элементах. В процессе подготовки к пайке в обязательном порядке следите за тем, чтобы припой равномерно ложился на соединяемые детали. Это очень важно, чтобы получить равномерную нагрузку на все участки.

Если не соблюдать этих нюансов в процессе проведения работы, то можно поплатиться скорой поломкой деталей и выходом из строя всего механизма.

Источник:
http://moiinstrumenty.ru/svarochnyj/paika-bronzy-v-domashnix-usloviyax.html

Как выполняется сварка бронзы, какие существуют методики

Бронза среди материалов получила большую популярность. Но существенно портят всю картину сложности, возникающие во время проведения сварочных работ. Многие понимают, что бронза – это не химический элемент, а сплав, однако не каждый знает о том, что состав материала может быть различным.

В общем смысле под бронзами подразумевают сплавы меди, в которые добавлены такие легирующие элементы, как алюминий, олово, кремний или марганец.

Сразу отметим, что по ряду физических свойств бронза схожа с латунью. В частности, для этих материалов определены идентичные способы сварки. В металлургии же существует четкое разделение сплавов. Если в качестве основного элемента используется медь с цинком, то образованный сплав называется латунью.

Виды бронзы определяются, в зависимости от того, какой элемент используется для легирования. В простейшей классификации бронзы можно разделить на оловянные и безоловянные. Оловянная бронза в своем составе, помимо меди и олова, может иметь никель, фосфор, цинк. Считается, что именно добавление в сплав олова делает его более качественным.

Особенности

Нередко при варке оловянной бронзы наблюдается такое явление, как образование застывших капель. Происходит это по той причине, что легкоплавкие фракции всплывают на поверхность. Такие компоненты, как свинец и цинк, подлежат угару. Их температура кипения ниже, чем у меди, поэтому происходит процесс естественного испарения.

Следует контролировать тип пламени. Оно должно быть строго нормальным. В окислительном пламени выгорает олово, а науглероживающее пламя приводит к появлению пор. Расход ацетилена при газовой сварке должен составлять 70-120 литров в час на 1 мм толщины листа металла. Поверхность должна находиться в зоне восстановительного пламени, что составляет 7-10 мм. Только так можно снизить степень выгорания олова.

Детали из литой бронзы рекомендуется предварительно разогреть до температуры 450°C градусов. Присадочным материалом служит проволока БрОЦ4-3 или БрОФ6,5-0,15. Сложности сварки алюминиевой бронзы связаны с образованием оксидной пленки, которая имеет высокую температуру плавления. С ней можно бороться только при наличии специального флюса. В качестве последнего выступает вещество, содержащее фтористый натрий, хлористый натрий, хлористый барий и хлористый калий. Кремнистая бронза, в отличие от остальных видов сплавов, неплохо сваривается за счет присутствия таких элементов, как кремний и марганец.

Существуют особенности, характерные для любого сплава, содержащего медь. Об этих особенностях сварщик обязан знать, ведь он в обязательном порядке столкнется с определенными сложностями. Наличие в сплаве меди определяет его физические свойства. Теплопроводность бронзы, как и латуни, достаточно высокая, вследствие этого приходится учитывать интенсивную отдачу тепла. Быстрая кристаллизация сопровождается образованием трещин. Здесь оказывает влияние еще один фактор – высокий коэффициент теплового расширения. При кристаллизации металла происходит его «стягивание», в результате чего возникают внутренние напряжения.

Бронза широко применяется художниками и скульпторами при изготовлении бюстов или памятников. Из нее делают фурнитуру и элементы декора. Сварочные работы должны обеспечивать не только надежное соединение, но и эстетичный вид. Наличие в сплавах таких элементов, как цинк, олово или свинец во многом определяет особенности сварочных работ.

Выгорание перечисленных элементов обусловлено существенной разницей в температурах кипения. После плавления металла в сварной ванне происходит поглощение атмосферного кислорода. С ним вступают в реакцию легирующие элементы. На поверхности ванны образуется пленка. Параллельно с этим в металл попадает водород, и при кристаллизации остаются поры. Они существенно снижают качество сварного шва.

Часть проблем удается решить, обеспечив защиту ванны инертным газом. Чаще всего используется аргон. Все вышеописанное указывает на то, что сварка бронзы является достаточно сложным процессом, поэтому сварщик обязан обладать определенными знаниями и опытом.

Подготовка к работе

На сегодняшний день сварка бронзы, как и прочих сплавов, содержащих медь, осуществляется тремя способами: ручная дуговая сварка, аргонодуговая сварка и газовая сварка. Подготовительные работы определены для каждого вида работ и не зависят от выбора способа сварки. Необходимость подготовки металлических поверхностей продиктована требованиями к сварочному шву.

Первым делом путем механической обработки необходимо сформировать кромки, которые будут прилегать друг к другу максимальной площадью. Затем наждачной бумагой или любым инструментом с абразивом придется отполировать торцы до появления характерного золотистого блеска. Данную процедуру нужно выполнять в любом случае, так как бронза быстро покрывается слоем окисла, который может препятствовать формированию качественного шва.

Если нет возможности провести механическую обработку, а кромки находятся в нормальном состоянии, то избавиться от окисла можно с помощью раствора азотной или соляной кислоты.

Ручная дуговая сварка

Сварка бронзы чаще всего необходима при проведении ремонтных работ, исправлении брака или при наплавке. Можно применять предварительный подогрев детали до 350-450°C градусов, однако следует помнить, что при высокой температуре прочность бронзы снижается. Ручная дуговая сварка ведется в нижнем положении. В качестве расходного материала применяются металлические или угольные электроды.

  • При использовании металлического электрода выставляется постоянный сварочный ток обратной полярности.
  • Угольные электроды требуют прямой полярности.

Возможна сварка и переменным током, однако для стабильной дуги сила тока должна быть существенно выше. Если при постоянном токе она выбирается исходя из расчета 40 А на 1 мм (диаметр электрода), то для переменного тока показатель возрастает до 80 А. Шов накладывается непрерывно, без поперечных движений электрода.

Литые детали из бронзы после сварки следует отжигать при температуре 500°C градусов. Прокат проковывается без разогрева. Фосфористая бронза подлежит дуговой сварке, но использовать рекомендуется электроды, в состав которых входит олово, фосфор и медь. Электроды для оловянной бронзы содержат цинк, олово, свинец, фосфор, никель, железо и медь. Алюминиевая бронза сваривается медными прутками, в которых присутствует алюминий, марганец и железо. Наплавка бронзы осуществляется бронзовыми электродами ОСЦ-5-3-20 или АЖ-9-4.

Читайте также  Литье бронзы: художественное, в домашних условиях

Аргонодуговая

Данный тип сварки принципиально схож с ручной дуговой сваркой. Отличие заключается лишь в том, что процесс происходит в среде защитного газа. Аргон тяжелее воздуха, поэтому он образует защитную зону, через которую к сварочной ванне не поступает атмосферный кислород. Аргонодуговая сварка может осуществляться неплавящимися вольфрамовыми электродами или плавящимися электродами, роль которых выполняют прутки.

Именно аргонодуговая сварка наиболее часто применяется при работе с бронзой и латунью. В особенности такое предпочтение отдается при толщине металла, превышающей 5 мм. Производительность сварки достаточно высокая, однако сам процесс требует от сварщика наличия определенной квалификации. Электрическая дуга, образованная между поверхностью металла и электродом, частично расплавляет кромки, после чего происходит соединение с образованием шва. Как было уже сказано выше, требуется предварительная подготовка кромок.

Существует ряд рекомендаций, позволяющий получить высококачественное соединение деталей из сплавов меди.

  • Шов желательно формировать небольшими участками.
  • При финализации процесса постепенно понижается напряжение, а затем дуга уводится в сторону.
  • Для предотвращения испарения легирующих элементов применяют специальные присадки, содержащие кремний, алюминий или бор.

Сварка бронзы и латуни сопровождается выделением токсичный веществ, поэтому осуществляется с соблюдением всевозможных мер безопасности. Аргоновая сварка имеет ряд преимуществ перед остальными типами соединения.

  • Получение эстетичного шва.
  • Экономичность процесса.
  • Не нужно очищать деталь от шлака.
  • Для бронзы аргоновая сварка является наиболее предпочтительной.
  • Аргоновой сваркой можно наплавлять детали, восстанавливая их прежнюю форму (например, при износе).
  • Имеется возможность работать с тонколистовым металлом.

Газовая сварка медных сплавов используется преимущественна для того, чтобы максимально снизить угар легирующих элементов. Сварочное пламя настраивается так, чтобы отчетливо выделялись три зоны. Поверхность металла должна находиться на границе второй и третьей зоны. Работа с кремнистой бронзой требует наличия окислительного пламени. Оно получается при горении смеси кислорода и ацетилена, если соотношение первого газа ко второму составляет 1,2. Бронза, содержащая алюминий, при сварке доставляет немало проблем, так как образуется пленка из оксида алюминия, сгущающая содержимое сварочной ванны.

При отсутствии предварительной и последующей термообработки шва качество и прочность соединения, полученного при помощи газовой сварки составляет 85% от прочности основного метала. Хороший результат можно получить только после проковки шва. Газовая сварка требует от мастера большого опыта. При низкой скорости ведения горелки в металле могут образовываться поры. Необходимо правильно подобрать мощность горелки, состав газа, исходя из типа бронзы и толщины заготовки.

Источник:
http://svarkoy.ru/teoriya/svarka-bronzy.html

Как паять латунь: как выбрать флюс, припой и подходящий инструмент

Сплав меди с цинком, известный с давних времен, широко применяется и в наше время. Латунь обладает высокой прочностью, стойка к коррозии, пластична. Благодаря таким свойствам из нее изготавливают детали механизмов, элементы конструкций, вынужденных постоянно контактировать с агрессивными средами. Несмотря на надежность материала, в латунных изделиях иногда появляются разнообразные дефекты, требующие ремонта, — изломы, отверстия, трещины. Одним из способов восстановления элементов является пайка. Процесс этот не отличается большой сложностью, однако имеет свои особенности, поэтому крайне важно знать, как паять латунь. Знакомство с технологией пайки позволит успешно проводить такие работы даже в домашних условиях.

В чем особенности технологии?

Этот метод получения неразъемных соединений не настолько популярен, как сварка. Причина — более низкий показатель прочности пайки. Швы образуются благодаря расплавлению присадочного материала, называемого припоем. Самое главное отличие пайки — температура плавления, которая должна быть ниже, чем у соединяемых элементов. Они не меняют агрегатного состояния, что дает возможность надежного скрепления разнородных материалов.

Низкотемпературное воздействие на спаиваемую поверхность сделало пайку незаменимой, а в некоторых случаях единственно возможной: например, когда требуется получить неразъемное соединение разнородных металлов. Целостность обрабатываемых деталей — главное преимущество такой технологической операции, так как она позволяет работать с самыми мельчайшими элементами, не опасаясь за их деформацию или изменение структуры.

Пайка особенно актуальна в электронике, где приходится работать с миниатюрными, очень хрупкими микросхемами, и электрике, когда возникает необходимость в соединении либо наращивании проводников.

Классификация латунных сплавов

Латунь бывает двойной либо многокомпонентной. В первом случае в состав входит только медь и цинк, повышающий твердость сплава. В роли других компонентов, улучшающих его физические, химические характеристики, выступают алюминий, железо, кремний, марганец, никель, олово, свинец и другие элементы. По этой причине необходимо заранее точно узнать состав латуни, это поможет определить способ, а также специфику пайки.

Латунь классифицируется по химическому составу:

  1. Двухкомпонентная (двойная, простая). Она состоит только из меди и цинка. Процентное соотношение этих компонентов может быть различным. Эти составы маркируются буквой «Л» и числом, всегда указывающим количество меди. Например, Л90 содержит от 88 до 91% меди, на долю цинка приходится 8,8-12%. Примеси есть, но их количество минимально — около 0,2%.
  2. Многокомпонентная (специальная). Эта латунь имеет большое количество ингредиентов, повышающих коррозионную стойкость сплава, его прочность, твердость. Его маркируют по-другому: к букве «Л» добавляют еще одну, означающую легирующий элемент, появляется еще одна цифра — процентное содержание легирующего металла. Например, ЛА77-2 — латунь алюминиевая, она содержит 77% меди, около 2% алюминия, а остальное — цинк. Все подобные сплавы называют в «честь» легирующего элемента: железистая, кремнистая, никелевая, марганцовистая, свинцовистая и т. д.

Латунь идет на изготовление различных изделий. По степени обработки эти сплавы делят на:

  • деформируемые, из них производят болты, гайки, детали автомобилей, латунные ленты, листы, проволоку, патрубки, трубы;
  • литейные (арматура, втулки, детали приборов, подшипники, штуцера гидросистемы автомобилей).

По процентному содержания цинка латуни разделяют на:

  1. Красную (томпак), имеющую в составе 5-10% этого компонента. Такие сплавы идеальны для ювелирных украшений, статуэток и подобных художественных изделий.
  2. Желтую, здесь процент цинка составляет 21-36%.

Причина популярности латуни — ее долговечность, надежность, устойчивость к перепадам температур, к механическим воздействиям. Поэтому детали, изготовленные из этого сплава, широко используют в системах водоснабжения, обустройстве канализации, в машино- и приборостроении. Латунные изделия имеют длительный срок службы, однако это справедливо лишь в том случае, если не нарушаются их правила эксплуатации.

Эффективность и препятствия

Есть несколько технологий, позволяющих без труда сваривать детали или изделия из латуни, однако они не отличаются простотой, обещают ощутимые затраты, требуют от мастера определенных навыков работы. Пайка — альтернатива, которая проще технологически, а значит, этот вариант подходит и для домашнего мастера, так как нет необходимости в высокой квалификации исполнителя.

Если содержание цинка в сплаве не слишком высоко, то на пути к цели не возникает непреодолимых препятствий: справиться с поставленной задачей позволяет простая пайка с использованием обычной канифоли. Когда процентное содержание данного металла в латуни превышает цифру 15, необходимы специальные флюсы.

Причина — сильное испарение во время пайки меди и цинка, оно приводит к образованию на материале крепкой оксидной пленки, а ее удалить довольно сложно. Поэтому без специальных припоев и нейтрализующих флюсов идеального результата добиться не получится.

Выбор оптимальных материалов

Прежде чем искать оптимальный вариант для пайки латуни, необходимо установить ее марку. Только в этом случае можно гарантировать приемлемый результат операции.

Выбор подходящего припоя

Это материал, обычно сплав, которым спаивают элементы. Главная его особенность — температура плавления, обязанная быть ниже, чем у соединяемых металлов. Типичные примеры сплава — олово со свинцом, чистое олово. Однако качество, механическая прочность такого сцепления и внешний вид очень далеки от идеала. Причины низкого качества — поры, появляющиеся в результате испарения цинка. Чтобы обеспечить надежный контакт, температура плавления материала обязана быть значительно ниже латунной, а припой должен обладать отличной адгезией с этим сплавом.

  1. Для пайки латуни, содержащей большое количество меди, лучше брать составы, относящиеся к медно-цинковым припоям, так как в результате присадки цинка снижается температура плавления данных сплавов. Например, припои ПМЦ54 и ПМЦ-48 плавятся при температуре 880°, ПМЦ-36 — при 800-825°.
  2. Для таких же сплавов можно пользоваться серебряными припоями — марки от ПСр12 до ПСр72. Если в латуни большее содержание цинка, то рекомендованы аналогичные припои, однако не ниже ПСр40.
  3. Относительно недороги медно-фосфорные припои — МФ-1, МФ-2, МФ-3. Они пластичны, но обладают хорошей электропроводностью. Если механические и вибрационные нагрузки будут велики, то лучше приобрести припои с серебром.
  4. Если необходимо гарантировать особую прочность, то выбирают твердые медные сплавы: например, универсальный L-CuP6.

Последняя марка припоя имеет диапазон температур — 710-880. Она предназначена для работы с бронзой, красной бронзой, латунью, а также медью, при монтаже труб, радиаторов, системы отопления. При использовании серебряных или фосфорных припоев надо учитывать, что латунь интенсивно растворяется, поэтому время обработки (нагрева и пайки) необходимо сократить.

Флюсы: самодельные или готовые

Флюсы очищают поверхность металлов от жира, а также предотвращают образование оксидной пленки. Их тоже подбирают в зависимости от состава сплавов. Для соединений меди достаточно одной лишь канифоли, однако для латуни уже необходимо более агрессивное средство. Самый простой вариант флюса для пайки латуни — смесь буры с борной кислотой (1:1). Ее заливают водой (5 мм на 1 г), кипятят, помешивая, потом остужают. Однако лучшими характеристиками обладают «профессионалы» — покупные составы.

  1. Флюс Бура. Он известен очень давно, однако с тех пор не растерял своих поклонников. Причина популярности — его качественная работа.
  2. Не менее эффективны другие марки: ПВ-209 (от 700 до 900°), ПВ-209Х (от 650 до 850°).

Популярные импортные марки — немецкие порошки FELDER Cu-Rosil, Chemet FLISIL-NS-Pulver, флюс-паста Chemet FLISIL-NS-Paste. На рынке существует множество флюсов, предназначенных и для пайки латуни — как импортных, так и отечественных, поэтому с выбором проблем не возникнет.

Два метода пайки латуни

Как уже было замечено, самая большая сложность в работе с латунью — образование при нагреве сплава оксидной пленки, с которой канифоль (даже в компании со спиртом) справиться не в состоянии.

Использование паяльника

Для пайки этого сплава необходим мощный аппарат — как минимум 500 Вт, максимум — 1000 Вт. Связано это требование с высокой температурой плавления — как сплава, так и припоев. Однако исключения есть: это латунные сплавы, имеющие более низкую температуру плавления (большой процент меди). Лучший вариант — паяльная станция, дающая возможность регулировать нагрев жала паяльника. Оптимальный параметр — 350°. Это оборудование позволит избежать перегрева зоны паяния.

Читайте также  Технология плавки металла в домашних условиях

Если в сплаве преобладает медь, то в этом случае можно использовать инструмент скромной мощности — 100 Вт. В роли флюса используют ортофосфорную либо паяльную кислоту: перед пайкой поверхности латунных изделий тщательно обрабатывают. В качестве припоя используют ПОС-60 (олово-свинец).

Источник:
http://dom-i-remont.info/posts/obshhie-voprosy/kak-payat-latun-kak-vyibrat-flyus-pripoy-i-podhodyashhiy-instrument/

Пайка латуни

Латунь как материал известна достаточно давно. Хорошие физические и химические свойства позволили ей получить широкое распространение. У латунных деталей тоже периодически возникают дефекты (трещины, отверстия, изломы). Эти проблемы можно решить с помощью пайки. Чтобы результат получился высокого качества необходимо хорошо знать состав латуни, физические и химические характеристики, каким образом проводить пайку, какие припои и флюсы применяют для проведения таких работ.

Основные сведения о латуни

Латунь по своему составу бывает двойной или многокомпонентной. Всегда её основу составляют два металла: медь и цинк. В этом сплаве цинк выполняет функции основного легирующего компонента. Для придания различных свойств в её состав добавляют различные металлы: олово, свинец, марганец. Поэтому очень важно бывает знать, с каким составом латуни приходится работать. Это необходимо, чтобы определить условия и специфику пайки.

Современная латунь классифицируется по следующим показателям:

В зависимости от химического состава:

  • Двухкомпонентные сплавы. В его составе присутствует только два металла цинк и медь. Процент содержания каждого может быть различным. Такой тип маркируется заглавной буквой русского алфавита «Л» и числом. Число указывает, какой процент меди содержится в сплаве. Например, марка Л85 — в этом сплаве 85% меди и остальные 15% приходится на долю цинка.
  • Многокомпонентные. Их ещё называют специальные. Такие сплавы содержат большое количество добавок. Они маркируются двумя заглавными буквами и цифрами. Например, марка ЛА77-2. Она указывает, что состав включает 77% меди, 21% цинк и 2% алюминия. Поэтому очень часто специальные латуни получают своё название в зависимости от названия легирующего элемента с самым высоким процентом (алюминиевые, оловянные, никелевые, марганцевые и так далее).

По степени и качеству обработки:

  • Деформируемые. К ним относится латунь в виде проволоки, круглая трубка, лист и лента.
  • Литейные. Это арматура, готовые изделия, сделанные из латуни.

По содержанию цинка в сплаве:

  • Если содержание цинка находится в пределах от 5 до 20%, то такой сплав именуется красной латунью (томпак).
  • Если это процент колеблется от 21% и достигает 36%, такая латунь называется жёлтой.

Все марки латуни обладают схожими свойствами. Они хорошо поддаются обработке, имеют высокие антикоррозийные характеристики, обладают достаточной прочностью. При значительном понижении температуры сохраняют свою пластичность.

Эти свойства определили обширный круг применения латуни.

Применение латуни

Кроме перечисленных положительных свойств, латунь очень долговечный и надёжный сплав. Латунь применяется в следующих областях:

  • Изготовление трубопроводной арматуры (переходники, вентили, трубы).
  • Сантехнических устройств (краны, смесители умывальники)
  • Мебельной фурнитуры (руки, защёлки, замки, декоративные накладки).
  • Производство электротехнических деталей.
  • Производство сувениров.
  • Производство посуды.
  • Художественное литьё.
  • Производство ювелирных изделий. Ювелиры в основном применяют двухкомпонентные сплавы. Это может быть: желтая, красная, зелёная или золотистая латунь.

Пайка трубы из латуни

Припои и флюсы: классификация и методы выбора

Для получения хороших результатов пайки обязательно применяются добавки в виде флюсов и различных припоев.

Припоем называется определённый металл, который после его расплавления проникает в металлы, подготовленные для пайки.

Чтобы добиться надёжного контакта, марка припоя должна обладать температурой плавления, которая будет значительно ниже температуры плавления самой латуни. В то же время он должен обладать хорошей адгезией с латунью. Поэтому для паяния латуни применяют специальные припои.

Только в крайнем случае, если паяют детали, на которых не лежит большой ответственности за весь агрегат, и нет высоких требований к прочности, применяют обычные сплавы олова со свинцом.

Современные припои классифицируются следующим образом:

  • По температуре плавления. Они бывают мягкие с температурой плавления достигающей 400°C; полутвёрдые с температурой плавления олова и твёрдые. Температура плавления твердых припоев превышает 500 °C.
  • По типу расплавления. Припои, которые расплавляются в процессе пайки полностью или частично.
  • По способу получения припоя. Производятся готовые припои, и припои которые образуются в процессе пайки. Такая пайка называется контактно – реактивная.
  • По перечню химических элементов, добавленных в состав. Таких элементов применяется достаточно большое количество. От распространенных металлов цинка, олова, алюминия, до редкоземельных металлов галлия, индия, палладия.
  • По технологии изготовления припоя. Они бывают: проволочные, штампованные, катанные, литые измельчённые.
  • По виду припоя. Их производят в виде проволоки, готового порошка, в виде ленты и отдельных листов, в форме таблеток и готовых к применению закладных деталей.
  • По способу образования флюса. Припои делятся на две большие категории: флюсуемые и так называемые самофлюсующиеся.

Припои, так же как и латунь, маркируются заглавными буквами и цифрами. По маркировке можно определить для какой латуни предназначен конкретный припой. Например, если необходимо спаять деталь из латуни, в которой большой процент меди, то предлагается использовать припой марки ПСр12 или ПСр72. Этот припой в своём составе содержит большой процент серебра. Если в латуни присутствует большой процент цинка, то целесообразно использовать припой ПСр40. Поэтому, чтобы получить надёжное соединение после пайки, необходимо понимать, какие нагрузки возлагаются на ремонтируемую деталь. Если деталь стационарная и не несёт больших вибрационных нагрузок (например, элементы сантехники) можно смело применить припой мари ПМЦ. Если же необходимо обеспечить прочное соединение применяют специальные твёрдые припои, такие как L-CuP6. Этот припой имеет очень высокую температуру плавления — 730 °С.

Припои для латуни

Чтобы правильно выбрать марку припоя, можно воспользоваться следующим методом:

  • Определить температуру плавления деталей, которые планируется спаять.
  • Уточнить коэффициент температурного расширения. У латуни, которую планируется паять и припоя он должны быть очень близким.
  • После пайки припой не должен снижать механические характеристики отремонтированной детали.
  • Припой должен образовывать с основной латунной деталью гальваническую пару. Если этого не обеспечить будет быстро происходить процесс коррозии.
  • Свойства припоя должны соответствовать всем техническим и эксплуатационным характеристикам.
  • Припой должен обеспечивать в процессе пайки хорошую смачиваемость основной детали.

Флюсом называют специальное вещество, которое позволяет подготовить поверхность металла, то есть, снять с неё образующийся налёт окисла, жирные и водяные пятна. Без применения флюса качественно спаять латунную деталь невозможно. Флюсы подбираются в зависимости от химического состава латуни.

Опыт показывает, чтобы качественно спаять детали из распространенных марок латуни ЛС59 и Л63 достаточно иметь флюс, состоящий из хлористого цинка, растворённого в борной кислоте. Если необходимо спаять латунь, в составе которой имеется свинец и кремний (например, марка ЛКС80), то необходим флюс, имеющий соединения фтора и калия. Их также растворяют в борной кислоте, или буры. Подобный флюс для пайки можно приготовить и в домашних условиях, используя соответствующие элементы в требуемом процентном соотношении.

Флюс-паста для пайки латуни

Сегодня промышленность предлагает готовые флюсы для паяния латуни. К ним относятся: флюс «Бура»; флюсы ПВ-209 и ПВ-209Х.

Способы пайки

Процесс паяния латуни обладает определённой спецификой. Латунь нагревается и происходит испарение элементов горячего цинка. В этот момент образовывается оксидная плёнка, которая достаточно сложно удаляется с поверхности детали и тем самым ухудшается качество пайки. Обычно латунь паяют двумя способами: с помощью паяльника и с помощью специальной горелки

Пайка с помощью паяльника

Чтобы качественно спаять латунь паяльник должен обладать мощностью не ниже 1000 Вт. Такой паяльник обеспечит необходимую температуру нагрева самих деталей и припоя. Она должна равняться 500ºС и выше. Низкотемпературная пайка латуни возможна только в том случае если в ней имеется высокий процент содержания меди.

Пайка латуни паяльником

Наиболее удобным является паяние с помощью паяльной станции, которая имеет регулировку температуры жала паяльника. Такая регулировка позволяет установить оптимальный режим нагрева. Дело в том, что во время паяния необходимо избегать ненужного перегрева зоны паяния. Оптимальной считается температура нагрева жала паяльника до 350°С.

Пайка с применением газовой горелки

Поставленную задачу по паянию латуни можно решить, применяя небольшую горелку. Латунную деталь размещают на любом жаропрочном материале, он должен выдерживать высокие температуры. Для этих целей применяют асбестовые пластины.

Пайка латуни газовой горелкой

Детали, которые необходимо спаять, размещают на этой пластине и совмещают друг с другом. Подготовка к паянию такая же, как и при паянии паяльником. Далее припой нарезают в виде мелкой металлической крошки или стружки и посыпают ею стык деталей. Затем регулируют величину пламени горелки, и подводят его в зону паяния.

Сначала необходимо произвести не сильный разогрев участка паяния, чтобы произошло прихватывание припоя к поверхности латуни. После этого приступают к полному нагреву до тех пор, пока на поверхности латуни не появится характерный красный цвет. При правильно отрегулированной горелке температура в зоне паяния достигает 700 °С. После остывания необходимо удалить наплывы и остатки флюса.

Итак, чтобы получить добротные результаты пайки латунных деталей необходимо правильно подобрать припой. Следить за чистотой стержня паяльника и степенью его прогрева. Ни когда не стоит начинать пайку, если паяльник не нагрелся до требуемой температуры. Тщательно подготовить поверхности латунной детали, которые планируется спаивать (протереть от грязи и пыли и обезжирить). Внимательно следить за степенью нагрева рабочей зоны паяемых деталей.

Источник:
http://stankiexpert.ru/spravochnik/svarka/pajjka-latuni.html