Пайка металлов своими руками

Пайка металлов своими руками

Пайкой называется процесс соединения металлов посредством введенного между ними расплавленного связующего материала — припоя. Последний заполняет зазор между соединяемыми деталями и, застывая, прочно соединяется с ними, образуя неразъемное соединение.

При пайке припой нагревают до температуры, превышающей температуру его плавления, но не достигающей точки плавления металла соединяемых деталей. Становясь жидким, припой смачивает поверхности и заполняет все зазоры за счет действия капиллярных сил. Происходит растворение основного материала в припое и их взаимная диффузия. Застывая, припой прочно сцепляется с паяемыми деталями.

При пайке должно выполняться следующее температурное условие: Т1234, где:

  • Т1 — температура, при которой паяное соединение работает;
  • Т2 — температура плавления припоя;
  • Т3 — температура нагрева при пайке;
  • Т4 — температура плавления соединимых деталей.

Отличия пайки от сварки

Отсутствие расплавления основного металла делает возможным соединение пайкой деталей самых маленьких размеров, а также многократное разъединение и соединение спаянных деталей без нарушения их целостности.

Из-за того, что основной металл не расплавляется, его структура и механические свойства остаются неизменными, отсутствует деформация паяемых деталей, выдерживаются формы и размеры получаемого изделия.

Пайка позволяет соединять металлы (и даже неметаллы) в любом сочетании друг с другом.

При всех своих достоинствах пайка все же уступает сварке по прочности и надежности соединения. Из-за низкой механической прочности мягкого припоя, низкотемпературная пайка встык является непрочной, поэтому для достижения необходимой прочности детали необходимо соединять с перекрытием.

Применение пайки

Применение пайки широко и многообразно. Ею соединяют медные трубы в теплообменниках, холодильных установках и всевозможных системах, транспортирующих жидкие и газообразные среды. Пайка является основным способом крепления твердосплавных пластин к металлорежущему инструменту. При кузовных работах с ее помощью крепят тонкостенные детали к тонкому листу. В виде лужения используют для защиты некоторых конструкций от коррозии.

Широко используется пайка и в домашних условиях. Ею можно соединять между собой детали из различных металлов, уплотнять резьбовые соединения, устранять пористость поверхностей, обеспечивать плотную посадку втулки разболтавшегося подшипника. Везде, где использование сварки, болтов, заклепок или обычного клея по каким-либо причинам невозможно, затруднительно или нецелесообразно, пайка, сделанная даже своими руками, оказывается спасительным выходом из ситуации.

Виды пайки

Одной из основных является классификация пайки по температуре плавления используемого припоя. В зависимости от этого параметра пайку подразделяют на низкотемпературную (используются припои с температурой плавления до 450°C) и высокотемпературную (температура плавления припоев выше 450°C).

Низкотемпературная пайка более экономична и проста в исполнении, чем высокотемпературная. Ее преимуществом является возможность применения на миниатюрных деталях и тонких пленках. Хорошая тепло- и электропроводность припоев, простота выполнения процесса пайки, возможность соединения разнородных материалов обеспечивают низкотемпературной пайке ведущую роль при создании изделий в электронике и микроэлектронике.

К преимуществам высокотемпературной пайки относится возможность изготовления соединений, выдерживающих большую нагрузку, в том числе и ударную, а также получение вакуумно-плотных и герметичных соединений, работающих в условиях высоких давлений. Основными способами нагрева при высокотемпературной пайке, в единичном и мелкосерийном производстве, является нагрев газовыми горелками, индукционными токами средней и высокой частоты.

Композиционная пайка применяется при пайке изделий, имеющих некапиллярные или неравномерные зазоры. Она осуществляется с использованием композиционных припоев, состоящих из наполнителя и легкоплавкой составляющей. Наполнитель имеет температуру плавления выше температуры пайки, поэтому он не расплавляется, а лишь заполняет собой зазоры между паяемыми изделиями, служа средой распространения легкоплавкой составляющей.

По характеру получения припоя различают следующие виды пайки.

Пайка готовым припоем — самый распространенный вид пайки. Готовый припой расплавляется нагревом, заполняет зазор между соединяемыми деталями и удерживается в нем благодаря капиллярным силам. Последние играют очень важную роль в технологии пайки. Они заставляют расплавленный припой проникать в самые узкие щели соединения, обеспечивая его прочность.

Реакционно-флюсовая пайка, характеризующаяся протеканием реакции вытеснения между основным металлом и флюсом, в результате которой образуется припой. Наиболее известная реакция при реакционно-флюсовой пайке: 3ZnCl2 (флюс) + 2Al (соединяемый металл) = 2AlCl3 + Zn (припой).

Чтобы паять металл, кроме подготовленных соответствующим образом паяемых изделий необходимо иметь источник тепла, припой и флюс.

Источники тепла

Нагрев паяльником осуществляют при низкотемпературной пайке. Паяльник нагревает металл и припой за счет тепловой энергии, аккумулированной в массе его металлического наконечника. Кончик паяльника прижимается к металлу, в результате чего происходит нагрев последнего и расплавление припоя. Паяльник может быть не только электрическим, но и газовым.

Газовые горелки — наиболее универсальный вид нагревательного оборудования. К этой категории можно отнести и паяльные лампы, заправляемые бензином или керосином (в зависимости от типа паяльной лампы). В качестве горючих газов и жидкостей в горелках может использоваться ацетилен, пропан-бутановая смесь, метан, бензин, керосин и пр. Газовая пайка может быть как низкотемпературной (при паянии массивных деталей), так и высокотемпературной.

Существуют и другие способы нагрева при пайке:

  • Пайка индукционными нагревателями, которая активно используется для припаивания твердосплавных резцов режущего инструмента. При индукционной пайке паяемые детали или их части нагреваются в катушке-индукторе, через которую пропускается ток. Преимуществом индукционной пайки является возможность быстрого нагрева толстостенных деталей.
  • Пайка в различных печах.
  • Пайка электросопротивлением, при которой детали нагреваются теплотой, выделяющейся вследствие прохождения электротока через паяемые изделия, являющиеся частью электрической цепи.
  • Пайка погружением, выполняющаяся в расплавленных припоях и солях.
  • Прочие виды пайки: дуговая, лучами, электролитная, экзотермическая, штампами и нагревательными матами.

Смачиваемость. Прежде всего, припой должен обладать хорошей смачиваемостью по отношению к соединяемым деталям. Без этого будет просто отсутствовать контакт между ним и паяемыми деталями.

В физическом смысле смачивание подразумевает явление, при котором прочность связи между частицами твердого вещества и смачивающей его жидкости оказывается выше, чем между частицами самой жидкости. При наличии смачивания жидкость растекается по поверхности твердого вещества и проникает во все его неровности.

Если припой не смачивает основной металл, пайка невозможна. В качестве такого примера можно привести чистый свинец, который плохо смачивает медь и не может поэтому служить припоем для неё.

Температура плавления. Припой должен иметь температуру плавления ниже температуры плавления соединяемых деталей, но выше той, при которой соединение будет работать. Температура плавления характеризуется двумя точками — температурой солидуса (температура, при которой плавится самый легкоплавкий компонент) и температурой ликвидуса (наименьшим значением, при которой припой становится полностью жидким).

Разница между температурами ликвидуса и солидуса называется интервалом кристаллизации. Когда температура соединения находится в интервале кристаллизации, даже незначительные механические воздействия приводят к нарушениям кристаллической структуры припоя, в результате чего может возникнуть его хрупкость и возрасти электрическое сопротивление. Поэтому необходимо соблюдать очень важное правило пайки — не подвергать соединение никакой нагрузке до полного окончания кристаллизации припоя.

Кроме хорошей смачиваемости и необходимой температуры плавления, припой должен обладать еще рядом свойства:

  • Содержание токсичных металлов (свинца, кадмия) не должно превышать установленных значений для определенных изделий.
  • Должна отсутствовать несовместимость припоя с соединяемыми металлами, которая может привести к образованию хрупких интерметаллических соединений.
  • Припой должен обладать термостабильностью (сохранением прочности паяного соединения при изменении температуры), электростабильностью (неизменностью электрических характеристик при токовых, тепловых и механических нагрузках), коррозионной стойкостью.
  • Коэффициент теплового расширения (КТР) не должен сильно отличаться от КТР соединяемых металлов.
  • Коэффициент теплопроводности должен соответствовать характеру эксплуатации паяного изделия.

В зависимости от температуры плавления припои подразделяют на легкоплавкие (мягкие) с температурой плавления до 450°С и тугоплавкие (твердые) с температурой плавления выше 450°С.

Легкоплавкие припои. Наиболее распространенными легкоплавкими припоями являются оловянно-свинцовые, состоящие из олова и свинца в различном соотношении. Для придания определенных свойств в них могут вводиться другие элементы, например, висмут и кадмий для понижения температуры плавления, сурьма для увеличения прочности шва и т.д.

Оловянно-свинцовые припои имеют низкую температуру плавления и относительно невысокую прочность. Их не следует применять для соединения деталей, испытывающих значительную нагрузку или работающих при температуре выше 100°С. Если все же приходится применять пайку мягкими припоями для соединений, работающих под нагрузкой, нужно увеличивать площадь соприкосновения деталей.

К наиболее широко используемым относятся оловянно-свинцовые припои ПОС-18, ПОС-30, ПОС-40, ПОС-61, ПОС-90, имеющие температуру плавления примерно 190-280°С (из них самый тугоплавкий — ПОС-18, самый легкоплавкий — ПОС-61). Цифры означают процентное содержание олова. Кроме основных металлов (Sn и Pb) припои ПОС содержат также небольшое количество примесей. В приборостроении ими паяют электросхемы, соединяют провода. В домашних условиях с их помощью соединяют самые различные детали.

Источник:
http://tool-land.ru/payka-metallov.php

Как и чем паять нержавейку в домашних условиях: советы, видео, фото

Пайка нержавейки является достаточно трудоемкой процедурой, однако не вызовет особых проблем, если знать все особенности ее выполнения. Со значительно меньшим количеством трудозатрат можно паять нержавеющие стальные сплавы, которые содержат не более 25% хрома и никеля. Более того, пайка нержавейки с таким химическим составом позволяет получать надежные соединения изделий из разнородных металлов, исключая сплавы с магнием и алюминием.

Отремонтированная методом пайки велосипедная рама

Пайка нержавеющей стали, содержащей в своем составе значительное количество никеля, может вызывать определенную сложность. Это связано с тем, что в таких сплавах при нагреве до температуры 500–700° появляются карбидные соединения. Интенсивность формирования таких соединений зависит от продолжительности нагрева, поэтому пайку следует выполнять максимально оперативно.

Чтобы минимизировать риск образования карбидных соединений в структуре нержавейки при пайке, в состав сплава добавляют титан, а после формирования соединения изделие подвергают термической обработке. Следует очень аккуратно подходить к пайке наклепанных нержавеющих сталей, поверхность которых под воздействием нагретого припоя может покрываться трещинами. Чтобы избежать таких последствий, необходимо исключить нагрузку соединяемых деталей в процессе пайки. Кроме того, можно выполнить предварительный отжиг соединяемых изделий.

Для отжига используйте газовую горелку

На выбор припоя, при помощи которого можно паять нержавейку, оказывает влияние как химический состав сплава, так и условия технологического процесса. Так, если данный процесс осуществляется при повышенной влажности окружающей среды, то следует использовать серебряные сплавы, в состав которых входит незначительное количество никеля. Пайка в условиях печи, а также в относительной сухой атмосфере выполняется с использованием хромоникелевых и серебряно-марганцевых припоев.

Наиболее распространенным типом флюса, который применяется при пайке нержавейки, является бура, наносимая на место будущего соединения в виде пасты или порошка. Расплавление буры на поверхности соединяемых деталей способствует равномерному и наиболее аккуратному нагреву участка будущего шва до требуемой температуры – 850°. Только после того как требуемая температура нагрева достигнута, что можно определить по изменению цвета места будущего соединения до светло-красного, в стык между деталями вводится припой.

Флюс наносится равномерным слоем по всей поверхности, которую необходимо предварительно очистить

После окончания пайки на месте соединения присутствуют остатки флюса, которые удаляются путем промывки водой или пескоструйной обработки. Для выполнения такой процедуры нельзя использовать азотную или соляную кислоты, которые, хотя и эффективно очищают оставшийся на поверхности деталей флюс, оказывают негативное влияние как на основной металл, так и на использованный припой.

Читайте также  Что такое чугун: состав чугуна, каково содержание в нем углерода и железа, сфера использование материала

Как выполнить пайку в домашних условиях

С такими задачами, как соединение деталей из нержавейки при помощи пайки и пайка нержавейки с медью, нередко сталкиваются и в домашних условиях. Изделия, изготовленные из нержавеющей стали, активно используются в быту уже на протяжении многих лет, поэтому, когда они по каким-либо причинам приходят в негодность, у любого домашнего мастера возникает естественное желание отремонтировать их самостоятельно. Следует сразу сказать, что спаять детали из нержавейки не так уж и сложно, главное – строго придерживаться технологии, а также запастись соответствующими инструментами и расходными материалами.

Освойте технику пайки на простых соединениях, а затем пробуйте работать с более ответственными деталями

Перед тем как приступать к пайке нержавейки, очень желательно не только изучить теоретический материал по данному вопросу, но и более подробно познакомиться с правилами его выполнения при помощи обучающих видео.

Чтобы паять изделия из нержавейки, вам потребуются следующие инструменты и расходные материалы:

  • паяльник, работающий от электричества, мощность которого составляет не менее 100 Вт;
  • специальная паяльная кислота, которая будет использована в качестве флюса;
  • напильник или наждачная бумага;
  • припой, специально предназначенный для соединения стальных деталей, основу которого составляют олово и свинец;
  • трос, изготовленный из стали;
  • металлическая трубка.

Материалы и инструменты для пайки

Сам процесс пайки деталей из нержавейки выполняется по следующему алгоритму.

  1. В первую очередь необходимо тщательно зачистить место будущего соединения, для чего используется наждачная бумага или напильник.
  2. После подготовки поверхностей соединяемых деталей на них необходимо нанести флюс, в качестве которого, как уже говорилось выше, используется паяльная кислота. Основная задача флюса состоит в том, чтобы обеспечить качественное лужение соединяемых деталей.
  3. После того как поверхности соединяемых деталей обработаны флюсом, необходимо выполнить их лужение, которое заключается в нанесении на них тонкого слоя припоя, состоящего из олова и свинца. Если выполнить лужение с первого раза не удалось, то необходимо повторить такую процедуру, предварительно разогрев соединяемые детали.
  4. Даже после нагрева изделий и их повторной обработки флюсом лужение может не увенчаться успехом – припой будет просто скатываться с поверхности деталей, а не ложиться на них тонкой пленкой. В таком случае необходимо воспользоваться кисточкой с металлическими жилами, которую несложно изготовить из трубки и стального троса. Перед использованием такой щетки на поверхность деталей также необходимо нанести флюс (паяльную кислоту) и только затем, нагревая место будущего соединения паяльником, зачищать его при помощи металлической кисточки. Такая несложная методика позволяет эффективно очистить поверхность нержавейки от окисной пленки, которая, как правило, и является основным препятствием для осуществления качественного лужения.
  5. После того как на соединяемые изделия удалось нанести тонкий слой олова, можно начинать их паять. Выполняется такая процедура при помощи паяльника и припоя, которым заполняют стык между деталями.

Типы припоев

Изделия из нержавеющих сталей можно паять как мягкими припоями, изготовленными на основе олова и свинца, так и твердыми типами присадочного материала, в состав которого входят более тугоплавкие металлы.

Мягкий припой за счет того, что его основу составляет олово, является легкоплавким материалом, отличающимся высокой пластичностью и жидкотекучестью в расплавленном состоянии. Что особенно важно при выполнении пайки изделий из нержавейки, он обладает хорошей раскислительной способностью.

Свойства мягких припоев

Более надежные соединения как в производственных, так и в домашних условиях позволяет получить пайка, выполняемая с использованием твердых припоев. Металлы, из которых их изготавливают, плавятся при более высокой температуре, чем олово, что и позволяет получать с их помощью надежные и долговечные соединения. Очень часто материалы данного типа производят на основе технического серебра, которого в их составе может содержаться до 30%.

Основные марки серебряных припоев

Одним из популярных типов твердого припоя является материал марки HTS-528, который успешно используется для пайки не только нержавейки, но и меди, латуни, бронзы, никеля и других металлов. Удобно, что он выпускается в виде прутка, поверхность которого уже покрыта слоем флюса. Работая с таким припоем в производственных условиях или дома, следует иметь в виду, что температура его плавления составляет 760°.

Припой HTS-528, представляет собой пруток, покрытый флюсом красного цвета. Помимо нержавейки подходит для чугуна и цветных металлов

Приготовление флюса

При пайке нержавейки следует очень внимательно отнестись к вопросу выбора готового флюса или рецептуре его самостоятельного изготовления. Классический состав флюса, который можно приготовить и дома, включает следующие компоненты:

  • буру (70%);
  • борную кислоту (20%);
  • фтористый кальций (10%).

Для пайки изделий, отличающихся небольшими размерами, можно приготовить флюс, который будет состоять только из буры и борной кислоты, смешанных в одинаковой пропорции. Смешав компоненты флюса в сухом виде, его необходимо развести водой и уже полученным раствором обрабатывать место будущего соединения.

Полезные советы

Чтобы выполнить пайку нержавейки качественно, следует воспользоваться рекомендациями опытных специалистов.

  • Мощность паяльника, который должен эффективно прогревать соединяемый металл, находится в интервале 60–100 Вт, но лучше остановить свой выбор именно на стоваттном устройстве. Для пайки габаритных деталей, например труб из нержавейки, потребуется не электрический паяльник, а газовая горелка.
  • Выбирая электрический паяльник, лучше остановить свой выбор на моделях, оснащенных наконечниками, которые не обгорают.
  • Наиболее экономичным и универсальным типом припоя, позволяющим получать качественные соединения изделий из нержавейки, являются оловянно-свинцовые прутки. В том случае, если паять предстоит посуду, которая будет контактировать с пищевыми продуктами или жидкостями, в качестве припоя лучше использовать чистое олово, которое не содержит в своем составе вредных примесей.
  • Помещение, в котором выполняются работы по пайке, должно хорошо проветриваться.
  • Выполняя пайку, следует обязательно использовать индивидуальные средства защиты, чтобы не навредить своему здоровью.

Что еще следует знать о пайке нержавеющей стали

В тех случаях, когда к паяным соединениям изделий из нержавейки предъявляются особые требования, могут использоваться специальные марки припоев, к числу которых относятся материалы, изготовленные на основе никеля и фосфора, а также никеля, хрома и марганца. Припои второй группы используют, в частности, в тех случаях, когда пайка выполняется в среде защитного газа, состоящего из смеси аргона с трехфтористым бором. При выполнении пайки по такой технологии в качестве припоя может использоваться и чистая медь, которая хорошо смачивает металл и формирует надежное соединение.

При использовании медного припоя место пайки будет отличатся от нержавейки характерным желтым цветом

Припои, изготовленные на основе никеля, позволяют получать соединения, отличающиеся высокой прочностью. Между тем есть у таких материалов и недостатки, к которым следует отнести невысокую пластичность. Именно поэтому такой присадочный материал не используют для соединения элементов конструкций из нержавейки, которые будут подвергаться ударным и вибрационным нагрузкам в процессе своей эксплуатации. Кроме того, паяный шов из такого материала очень критично относится к низким температурам. Пайку припоями никелевой группы, которые плавятся при температуре, превышающей 1000°, можно выполнять в среде сухого водорода, аргона и в вакууме.

Таким образом, пайка изделий из нержавейки (габаритных труб, эксплуатируемых под давлением, посуды, предметов мебели или интерьера) имеет свои нюансы, которые обязательно следует учитывать при выборе как режимов пайки, так и расходных материалов. Существует множество справочников, руководствуясь которыми, можно оптимально подобрать все необходимые материалы и получить качественное, надежное и красивое паяное соединение.

Источник:
http://met-all.org/obrabotka/prochie/pajka-nerzhavejki-domashnih-usloviyah-pripoj-flyus-video.html

Как паять с помощью газовой горелки

Газовая горелка, это востребованный инструмент, который может стать действительно незаменимым, когда нужно спаивать и сваривать самые различные детали между собой. Температура плавления материалов не должна превышать 1200 градусов. Именно для таких деталей и материалов используют газовую горелку.

Научиться работать с газовой горелкой совсем не сложно. Этот популярный инструмент представляет собой сопло с регулятором, которое подключается с помощью небольшого шланга к переносному газовому баллону. Конструкция газовой горелки, очень простая и разобраться в ней может любой, кому это потребуется.

Для того чтобы приступить к свариванию деталей газовой горелкой, для начала следует надежно закрепить детали. Предварительно их при необходимости очищают и закрепляют в тисках. Дело в том, что во время пайки руки будут заняты. В одной руке будет находиться сама газовая горелка, а в другой руке — припой в виде прутка. Поэтому детали держать в руках не получится. Их закрепляют надежно и в том положении, в котором они должны будут находиться уже после окончания работы.

Газовую горелку подготавливают. Для начала открывают вентиль на переносном газовом баллоне. На этом этапе газ все еще не будет выходить из сопла, так как на нем есть свой регулятор и переключатель. То есть после того как газ будет открыт в баллоне, нужно открыть его подачу и на самой газовой горелке, только после этого струя газа будет выходить из сопла. Конечно, предварительно лучше зажечь спичку или зажигалку, так и безопаснее, и расход газа меньше.

После этого вспыхнет струя пламени. Обычно, ее следует отрегулировать. Пламя должно быть тонким и “упругим”. Для этого газовая горелка имеет специальный регулятор, который нужно повернуть по часовой стрелке или против, чтобы добиться нужного размера пламени.

Пайка и сваривание деталей при помощи газовой горелки сильно отличается от того, как происходит пайка с помощью обычного электрического паяльника. Здесь не нужно ждать, пока инструмент нагреется. После того как пламя вспыхнуло можно начинать нагревать свариваемые детали. Для того чтобы сделать все максимально качественно детали разогревают равномерно. Конечно, всю деталь разогревать нет никакого смысла, речь идет только о швах, которые будут заливаться припоем.

Кстати, в качестве припоя можно использовать прутки (удачный и более удобный вариант в работе) или порошок. Если используются прутки, то после разогревания деталей пруток устанавливают в месте шва, после чего он начинает сам собой расплавляться под воздействием высокой температуры от нагретых деталей. Припой расплавится и заполнит собой швы. После застывания и охлаждения припоя, детали станут одним целым. Если же применяется порошок, то перед нагреванием его выкладывают в месте пайки и только после этого включают горелку и разогревают шов. Причем нужно стараться наводить пламя горелки рядом с припоем, а не на сам припой, потому что он тогда быстро окислиться и станет плавиться раньше времени, а это приведет к разного рода проблемам.

Как видно, научиться работать с газовой горелкой не так уж и сложно, главное набраться уверенности и быть внимательным. В частности после того как пайка будет завершена, газовую горелку тут же выключают и обязательно перекрывают вентиль на газовом баллоне, чтобы исключить утечку из него природного газа.

Источник:
http://www.stroyportal.su/annonce/show/5646/Kak_payat_s_pomoshchyu_gazovoy_gorelki

Как паять стальные детали

Нередко возникает надобность скрепить стальные детали без сверлений, и без сварки. Выручит пайка стали. Но как это сделать правильно, ведь здесь имеются особенные нюансы. Несколько рекомендаций от специалистов.

Какая сталь паяется хорошо

Отдельные марки стали хорошо поддаются пайке, другие паяются с большим трудом, ни с каким припоем соединяться не желают, ни под каким флюсом. Как правило, мягкие стали «для гвоздей» легко паяются. На бытовом уровне это можно объяснить и тем, что материал усеян микроскопическими кратерами и неровностями. Но также имеются электротехнические марки, особо твердые и упругие, и применяемые для валов, точной механики. Здесь уже как повезет…

Читайте также  Штамповочное производство

Вопрос в том, что определить марку на глазок домашнему мастеру невозможно. Узнать насколько хорошо паяется данная деталь из стали, или близкого к ней сплава, можно только экспериментальным путем.

Как выполняется соединение оловом – порядок действий

Все зависит от того, насколько удачно можно залудить данную деталь, насколько прочным окажется контакт оловянного припоя со сталью. Чтобы контакт оказался удовлетворительными, если это возможно вообще, нужно выполнить следующее:

    зачистку стали, химическую зачистка под припоем;

  • разогрев детали до температуры плавления припоя, нахождение припоя на детали под флюсом некоторое время в текучем состоянии.
  • Зачистка стали выполняется сперва механически, — наждачной бумагой, убираются слои ржавчины и загрязнений. Затем в качестве флюса применяется состав, который хорошо реагирует с окислами железа.

    Наиболее безобидной в применении, но эффективной в данном случае, оказывается ортофосфорная кислота, которую легко приобрести в автомагазине, как «очистку ржавчины».

    Требуемая мощность разогревающих устройств полностью зависит от массы деталей.

    Процесс пайки двух стальных деталей

    Если нужно спаять два больших гвоздя, то мощности одного паяльника 100 Вт будет маловато. Для разогрева зажатого в тисках большого гвоздя, или подобной по массе детали из стали, нужно воспользоваться строительным феном. Или газовой горелкой.

    Также понадобится вата на палочке, для подачи флюса в зону разогрева, и паяльник от 50 Вт.

      Зачищенная наждачкой сталь разогревается горелкой.

  • На горячую деталь наносится ортофосфорная кислота и тут же подается паяльником расплавленный оловянный припой.
  • Как правило, у стальных деталей, которые поддаются пайке, возникает весьма прочная связь с оловом, т.е. происходи покрытие металла, — залуживание.

    Это же повторяется с другой деталью. Затем разогреваются две детали, находящиеся вместе, и в зону контакта подается дополнительный припой паяльником.

    Насколько прочна пайка стали, можно ли сделать прочнее

    Прочность такого соединение будет обуславливаться многими факторами:

      прочностью связи припоя с металлом,

  • направлением нагрузки по отношению к спаянным плоскостям.
  • Но в любом случае прочность пайки оловом не идет ни в какое сравнение с тем, что привыкли понимать под прочностью характерной для стали или «сварка металла».

    Упрочить можно применив другой припой, — специальные прочные составы и более тугоплавкие с включением серебра, цинка, меди и др.

    Другое направление увеличения прочности – покрытие припоем не только плоскости, но и боковин детали, — охват детали припоем. Тогда сопротивление на отрыв при разнонаправленных нагрузках будет больше.

    Особопрочная пайка, особые припои

    Чтобы применить составы дающие прочное соединение со сталью, с собственной температурой плавления порядка 800 — 900 град, нужно использовать графитовый тигель.

    Работу должны вести только специалисты по плавке металлов. Необходимо знать основы плавления металлов, порядок обращение с расплавами и технику безопасности. В общем, пайка стали сверхпрочными припоями выполняется на специализированных предприятиях.

    Возможный состав припоя:

    • 55% цинка, 45% меди, немного кремния для увеличения текучести.

    Состав расплавляется под слоем угля в графитовом тигеле.
    Стальные детали, подлежащие пайке, разогреваются газовой горелкой.
    В качестве флюса используется ортофосфорная кислота.
    Расплав подается на детали. Как правило, залуживание и пайка производятся за один разогрев и деталей и припоя.
    Но подобная пайка стали по сложности превосходит простую сварку….

    Но в быту, где нужно «залатать», «прикрепить», «состыковать» две стальные детали, нужно пользоваться припоями с низкой температурой плавления, типа свинцово-оловянных.

    Источник:
    http://stroy-block.com.ua/material/623-kak-payat-stalnye-detali.html

    Пайка нержавеющей стали

    Пайка нержавейки — удобный и доступный способ соединения металла, используемый при мелком бытовом ремонте, в проведении монтажных работ, при скреплении деталей из разных сплавов. Несмотря на распространенность материала, мало кто знает, как правильно работать с ним в домашних условиях, в мастерской, используя твердый или мягкий припой. О том, как должна происходить пайка нержавеющей стали с латунью, медью и другими цветными или черными металлами, стоит поговорить более подробно.

    Особенности процесса

    Нержавеющая сталь — это сплав железа с углеродом, содержащий специальные легирующие компоненты для повышения коррозионной стойкости материала. Обычно в качестве добавок выступают такие металлы, как молибден, никель, хром. Многокомпонентность состава и создает основные сложности в работе с ним.

    Пайка нержавейки — процесс, при котором соединение металла производится путем наплавления на его поверхность присадок. Чаще всего используется обычный оловянный или твердый серебряный припой, безопасный даже для посуды. Сплавы нержавеющей стали довольно хорошо поддаются соединению с другими металлами, кроме тех, что содержат алюминий и магний.

    Чем выше объемы легирования никелем и хромом, тем легче выполняется пайка, но таким изделиям противопоказан длительный нагрев до температуры свыше 500 градусов Цельсия.

    Несмотря на то что нержавейка считается сложным в работе материалом, она высоко ценится за свои превосходные антикоррозионные свойства. Посуда для приготовления пищи, медицинские приборы, предметы интерьера — все это широко применяется в быту. Пайка как способ ремонта в домашних условиях в этом случае применяется довольно часто, осуществляется с использованием паяльника или газовой горелки. В промышленности эти процессы протекают в условиях защищенной газовой атмосферы с использованием чистой, беспримесной меди.

    К особенностям бытовой пайки можно отнести тщательную механическую обработку. Иногда применяются специальные приемы для исключения нагрузок на область соединения деталей в процессе работы. В некоторых случаях для упрочнения, особенно при работе с наклепанными сталями, производят предварительный отжиг газовой горелкой.

    В целом процесс не вызывает затруднений, если внимательно подойти к выбору расходных материалов, следовать инструкциям и учитывать состав нержавейки.

    Типы припоев

    Все припои, при помощи которых может осуществляться пайка нержавейки, делятся на две большие группы: мягкие и твердые. Одни из них подходят для посуды пищевого назначения, поскольку не содержат опасных соединений. В эту категорию входят оловянные припои без свинца в составе. Все остальные изделия можно соединять составами марки ПОС. Они довольно эффективно скрепляют детали из нержавейки технического назначения.

    Листовую сталь, сплавы с медью (латунь, бронзу, чугун), другие разнородные металлы соединяют при помощи твердых многокомпонентных или серебряных припоев. Это наиболее простое решение, позволяющее получить прочное крепление элементов между собой. Чтобы лучше разобраться в особенностях каждой группы, стоит обратить внимание на популярные типы и марки составов.

    Чистое олово и оловянно-свинцовые припои обладают определенными преимуществами при пайке нержавеющей стали. Мягкие металлы имеют малую температуру плавления, позволяют не перекаливать сплав. Процесс подготовки к пайке занимает минимум времени. Соединение получается довольно прочным, но для значительных механических нагрузок не годится.

    Среди мягких припоев общего назначения выделяются составы ПОС. Они широко распространены, выпускаются в различных формах и объемах. Наиболее популярными считаются следующие варианты.

    1. ПОС-18. В составе присутствует 18% олова, сурьма в пределах 2,5%, среди других легирующих добавок – висмут, мышьяк, медь. Остальной объем занимает свинец.
    2. ПОС-30. Здесь доля олова достигает 30%, сурьмы – 1,5%.
    3. ПОС-40. Доля свинца не превышает 58%, олово занимает около 40%, 2% объема приходится на сурьму.

    Чистое олово в прутках или проволоке применяют для пайки там, где нужно исключить контакт со свинцовыми соединениями.

    При создании соединений на ответственных, нагружаемых участках, при скреплении листового металла более эффективным решением становится использование твердых припоев. Они изготавливаются из смеси серебра, цинка и меди, в некоторых случаях в качестве добавок здесь используют также палладий, кадмий, фосфор, никель. Объемная доля благородного металла здесь варьируется от 10 до 80%, но наиболее часто применяют варианты с долей от 25 до 45%. Включение кадмия в состав в основном связано с необходимостью понижения температуры, при которой металл способен оплавляться.

    Среди популярных марок таких припоев можно выделить следующие варианты:

    Важно учесть, что цифра в маркировке соответствует объему серебра в составе. Чем она выше, тем ниже будет температура плавления. Например, у ПСр 10 она составляет 850 градусов по Цельсию, а у ПСр 72 – всего 779. Наличие фосфора в составе позволяет, не применяя флюсов, паять омедненные нержавеющие стали. Никель и кадмий помогают повысить текучесть припоя.

    Выбор флюса

    Наиболее простым флюсом для пайки нержавеющей стали является бура. Ее в виде пасты или порошка наносят на соединяемые детали. При нагреве металла бура расплавляется, обеспечивая удаление окислов, препятствующих качественному спаиванию. При пайке в домашней мастерской принято использовать составы в жидком виде. Они наносятся кистью, распределяются равномерно.

    При самостоятельном приготовлении обычно применяют составы с содержанием 50% буры и такого же количества борной кислоты. Компоненты смешивают в сухом виде, разводят водой. Готовые флюсы более сложные по своему составу. Бура здесь занимает до 70% объема, остальная доля приходится на борную кислоту и фтористый кальций.

    При пайке чистым оловом флюс тоже нужен особенный. Если речь идет о лужении посуды, лучшим компонентом для ее предварительной обработки станет ортофосфорная кислота. Она химически безвредна, не влияет на безопасность материалов, соприкасающихся с водой или пищей.

    Как и чем лучше паять?

    Процесс пайки нержавеющей стали во многом зависит от правильности выбора необходимого оборудования. При самостоятельном выполнении работ стоит приготовить:

    • паяльник мощностью от 80 Вт или газовую (пропановую) горелку;
    • флюс для удаления следов окисления;
    • растворитель для обезжиривания;
    • абразивы для зачистки металла (щетку, надфиль, наждачную бумагу);
    • припой на оловянной или серебряной основе;
    • ветошь или х/б ткань;
    • СИЗ.

    Этого комплекта хватит для того, чтобы осуществить пайку нержавеющей стали дома или в мастерской. При работе с массивными деталями прогрев может осуществляться более мощным паяльником. Кроме того, можно совмещать в работе несколько горелок, а также применять инструмент с несколькими соплами.

    Паяльником

    Для работы с нержавеющей сталью понадобится паяльник с тонким необгораемым жалом. Следует также подготовить ПОС или олово в прутках толщиной 2-4 мм. Рассмотрим порядок действий.

    1. Зачистить поверхность металлических деталей. В зависимости от размера элементов может применяться наждачная бумага, напильник или УШМ с соответствующими дисками. Нужно убрать все пятна, следы повреждений, другие возможные дефекты.
    2. Выполнить обезжиривание. Оно осуществляется при помощи органических растворителей. Можно использовать ацетон или уайт-спирит.
    3. Нанести флюс. Его в жидком виде равномерно распределяют по поверхности нержавеющей стали. Слой должен быть тонким. Флюс не понадобится, если он уже входит в состав припоя.
    4. Залудить спаиваемые детали. Металлические поверхности в зоне соединения прогреваются до температуры плавления припоя, затем при помощи паяльника на них наносится припой. Он нагревается, становится текучим, покрывает нержавейку ровным слоем.
    5. Выполнить пайку. После лужения нержавеющая сталь уже полностью готова к пайке оловом. Достаточно просто прогреть область соединения, а затем подать в нее подготовленный припой. Важно, чтобы текучесть он приобретал не от контакта с паяльником, а от тепла заготовок.
    6. Завершить работу. Пайка считается выполненной правильно, если из рабочих зазоров между заготовками начинают выступать капли расплавленного металла.
    Читайте также  Как лудить провода перед пайкой: порядок действий при лужении паяльником и окунание в припой

    По завершении работ важно дать соединению остыть, чтобы шов набрал прочность. Не рекомендуется смещать или проверять скрепленные детали на разрыв. Остатки флюса с нержавеющей стали убирают, смывая его водой. Излишки припоя можно счистить при помощи инструментов для механической обработки.

    Газовой горелкой

    Использование газовой горелки в домашних условиях требует соблюдения норм техники безопасности. Обязательным условием для пайки является использование негорючего экранирующего слоя на рабочей поверхности. Это может быть листовой асбест и другие материалы. Дома нужно обеспечивать тщательное проветривание помещения для пайки.

    Правильно обращаться с пропановой горелкой тоже нужно уметь. В этом случае лучше использовать многокомпонентный припой, не требующий предварительного нанесения флюса. Сначала металл зачищается, обезжиривается. Затем его прогревают до того момента, пока он не станет красным. Важно контролировать цвет пламени – при опасном избытке кислорода пламя станет светло-синим.

    Заготовку из нержавеющей стали прогревают, затем подносят к месту пайки брусок твердого припоя. Нужно исключить прямой контакт пламени с этой областью. Прогрев продолжают до того момента, как припой начнет выходить из стыков в месте формирования шва. После этого пайку завершают, остужают соединение, производят осмотр на наличие дефектов.

    Распространенные ошибки

    Процессу пайки нержавеющей стали могут помешать ошибки самого мастера, выполняющего работу. Можно выделить ряд часто встречающихся проблем.

    1. Низкое качество зачистки. Плохо обработанная перед началом пайки нержавеющая сталь приведет к тому, что припой просто будет скатываться с поверхности, не задерживаясь на ней. При появлении такого эффекта нужно заново выполнить механическую обработку, тщательно удаляя следы окисления с металла.
    2. Плохое обезжиривание. Оно также может негативно повлиять на то, как именно будет ложиться припой любого типа.
    3. Слабый прогрев. Если детали не удается раскалить достаточно интенсивно, паяльные составы останутся в твердой форме, не переходя в текучее состояние. Исправить ситуацию можно, увеличив силу прогрева.
    4. Выбор паяльника с обгораемым жалом. Его поверхность придется очищать — это помешает непрерывному прогреву металлических заготовок.
    5. Выбор канифоли в качестве флюса. При работе с нержавеющей сталью она совершенно бесполезна.
    6. Использование припоя с высоким содержанием свинца. Лучше отдать предпочтение вариантам, где выше процент олова.
    7. Преждевременная проверка соединения. Шов, в котором жидкий припой еще не успел схватиться, может утратить прочность. Пайку придется проводить повторно.
    8. Спаивание разнородных металлов без предварительного лужения. Соединить медь и нержавеющую сталь без дополнительной обработки не получится.
    9. Использование паяльника при соединении деталей с большой площадью соприкосновения. Флюс здесь будет слишком быстро окисляться. Нужно использовать газовую горелку, лучше с несколькими соплами.

    Учитывая все эти моменты, можно произвести работы по пайке нержавеющей стали в домашних условиях без особенных затруднений.

    Источник:
    http://stroy-podskazka.ru/pajka/nerzhaveyushchej-stali/

    Чем паять нержавейку

    Иногда пайка нержавеющей стали предпочтительнее сварки. Пайку применяют для тонкостенных изделий, на которые нет сильной нагрузки, и в тех случаях, когда не хотят получить коробление от нагрева.

    При этом надо учитывать, что некоторые виды нержавейки требуют к себе определенного подхода с учетом их состава и технологии изготовления. К примеру, наклепанные нержавеющие сплавы при высокой температуре растрескиваются, поэтому их пайку проводят без нагрузок, предварительно проведя отжиг металла. Есть и другие тонкости.

    Особенности сплавов

    Нержавейку не паяют с алюминиевыми и магниевыми сплавами. С другими металлами процесс проходит отлично, при этом само место соединение отличается повышенной прочностью.

    Некоторые сплавы нержавейки, особенно это касается тех, в состав которых входит больше 25% никеля, при температуре +500-700 ℃ начинают выделять карбиды. Эти химические соединения снижают коррозионную стойкость металла.

    И чем длительнее процесс пайки при таком температурном режиме, тем интенсивнее карбиды выделяются. Поэтому время пайки надо сокращать. Пайку в домашних условиях проводят паяльником или газовой горелкой, причем паяльник применяют чаще.

    Выбор припоя

    Существует два фактора, влияющие на выбор припоя для нержавейки:

    • условия, при которых производится процесс соединения;
    • состав нержавейки.

    Если приходится работать в обычных условиях (в любом помещении), то пайку лучше проводить серебряным припоем, в который входит небольшое количество никеля.

    При печном проведении спаиваемого процесса, то есть, при полном отсутствии влажности, используются медные, серебряно-марганцовые или хромоникелевые припои.

    Надо отметить, что твердые припои на основе серебра – лучший вариант для пайки деталей из нержавейки.

    Ведь серебро так же не поддается коррозии, имеет такой же светлый цвет, как и нержавеющая сталь. Но необходимо отметить, что в чистом виде серебро в припоях не используют.

    В сплав добавляют цинк или медь. Чем больше в процентном соотношении серебра, тем выше качество сплава. Правда, такой материал придется использовать при более высоких температурах. Оловянные припои используют редко, когда не требуется высокой прочности.

    Таблица 1. Состав и свойства серебряных припоев

    Выбор флюса

    Что касается флюса для пайки нержавейки, то оптимальный вариант здесь – бура. Она может быть использована в виде пасты или порошка. Порошок буры насыпают в зону пайки двух заготовок и нагревают до температуры +850 ℃. Это так называемая температура светло-красного каления.

    Как только флюс расплавился, в зону вносят припой. Если следовать стандартам, то для работы с серебряными припоями берут флюсы № 209 или 284 согласно ГОСТ, а для припоев с содержанием меди и никеля – №200 или 201.

    Остатки флюса после окончания пайки удаляют водой (холодной или горячей) или делают обдувку песком. Использовать для этого соляную или азотную кислоту не рекомендуется. Это сильнодействующий материал, который разъедает припойный слой и саму нержавейку.

    Как правильно паять в домашних условиях

    Чтобы правильно припаять между собой две заготовки из нержавейки, надо грамотно подготовиться к процессу. Для этого в качестве флюса лучше использовать ортофосфорную кислоту или хлорид цинка, который обычно называют паяльной кислотой. Паяльник нужен мощностью 100 Вт. Что касается припоя, то в домашних условиях проще паять нержавейку оловом.

    Первый этап процесса – очистка кромок двух деталей из нержавейки. Для этого используется наждачная бумага или напильник с мелкими насечками. Затем надо провести облуживание подготовленных кромок.

    Для этого соединяемые плоскости обрабатывают флюсом, затем паяльником разогревают припой, который наносят на концы двух заготовок. Припой должен остаться на жале паяльника, а уже от него должен быть перенесен на плоскости, которые предстоит залудить.

    Если олово не прилипло к нержавейке, то процедуру надо повторить, предварительно нагрев концы соединяемых деталей.

    Как только облуживание произошло, можно переходить к пайке с внесением в зону соединения флюса и припоя. По окончанию процесс кислота смывается водой.

    Соединение с другими металлами

    К соединению двух разных металлов, к примеру, к пайке меди с нержавейкой, надо подходить с позиции изучения их свойств. Металлы имеют разные температуры плавления, поэтому процесс пайки считается одним из сложных.

    Соединение меди и нержавейки в домашних условиях включает обработку заготовок, лужение кромок и непосредственно сам процесс пайки.

    При этом необходимо отметить, что паять медь и нержавейку можно паяльником или горелкой. Первый инструмент является маломощным, поэтому с твердыми припоями он работать не может.

    Паяльник также не используют для пайки больших площадей соприкосновения из-за длительности процесса. К тому же флюс будет окисляться еще до того, как успеет полностью прогреться.

    Горелка – наилучший вариант. С ее помощью можно паять не только нержавейку с медью, но и с латунью.

    Кстати, при выборе припоя надо обратить внимание именно на прутки из латуни. Это в первую очередь самый распространенный материал для пайки нержавеющей стали, его можно использовать даже в соединении без флюса.

    Надо учитывать, что латунь по многим параметрам уступает серебру. Зато она дешевле. Использовать ее надо только для пайки простых неответственных соединений.

    Чтобы получить соединения высокой прочности, лучше взять медно-фосфорный припой. Он дороже, но это гарантия высококачественного спаивания. Но лучше всего – серебряные сплавы.

    Процесс пайки меди или латуни с нержавейкой ничем от других не отличается. Надо зачистить кромки двух металлов, обезжирить их, провести лужение каждой кромки по отдельности.

    Далее на рабочем столе надо уложить две заготовки так, чтобы между ними остался зазор не более 3 мм. Наносят флюс, разогревают, а затем в зону пайки подают припой.

    Он должен расплавиться и растечься по границе заготовок. Как только зазор будет полностью заполнен, пайка прекращается. Остывают металлы естественным путем. Остатки флюса смывают водой.

    Пищевые припои

    В технологии пайки пищевыми припоями нет никаких отличий от стандартных операций. Нельзя использовать материалы и сплавы, в состав которых входит свинец, к примеру, марки ПОС (оловянно-свинцовый). Свинец токсичен, и наблюдается тенденция резкого сокращения его применения в паяльных операциях.

    Когда используется ортофосфорная кислота, то надо саму пайку проводить быстрее. Все дело в том, что уже через 10-15 секунд на поверхности соединяемых деталей появится фосфатная пленка.

    Она затруднит пайку, придется заново очищать нержавейку, убирая этот слой. Так что оптимально, если флюс наносить прямо перед самой операцией.

    Полезные советы

    Специалисты, которые не раз имели возможность проводить пайку нержавеющей стали, уверяют, что данный процесс не так сложен. Вот несколько рекомендаций от них в случае использования паяльника:

    • использовать для пайки надо паяльник с необгораемым жалом;
    • мощность инструмента варьируется в диапазоне 60-100 Вт, оптимально 100. Выше использовать не стоит, перегрев заготовок – это перегрев припоя, который начнет закипать. Ниже тоже не желательно, потому что не будут образовываться молекулярные связи между всеми металлами, которые участвую в процессе пайки;
    • после каждой операции жало инструмента рекомендуется очищать. Иногда приходится его затачивать;
    • паять лучше оловянными прутками или оловянно-свинцовыми. Второй вид для стыковки пищевой нержавейки не используются. Чисто оловянный припой придется хорошо разогреть, хотя бы до консистенции размякшего пластилина. Вообще, металл должен быть жидким, именно в таком состоянии он сможет прилипнуть к стали;
    • в качестве флюса используется ортофосфорная кислота. Канифоль, в силу нейтральности, для нержавейки не применяют;

    Обязательно надо придерживаться техники безопасности, тем более, если пайка проводится в домашних условиях. Надо применять средства индивидуальной защиты, а так же организовать проветривание помещения или его вентиляцию.

    Как видите, предостережений немало. Но учитывая их, можно говорить о высоком качестве конечного результата.

    Источник:
    http://svaring.com/soldering/tehnologii/pajka-nerzhavejushhej-stali