Пайка твердыми припоями: расскажите технологию

Процентное содержание серебра

Содержание серебра в серебряном припое влияет также на другие физические характеристики, такие, как теплопроводность и электропроводность.

Низкое содержание

Составы с низким содержанием серебра широко используются в промышленности для пайки металлических заготовок.

Он отличается высокой проводимостью и повышенной жидкотекучестью, что облегчает процесс пайки.

Средний процент серебра

Составы с содержанием от 40 до 60% рекомендованы для швов, работающих при невысоких температурах.

Швы, паяные с применением ПСр40, отличаются не только высокой прочностью, и пластичностью, но и способностью выдерживать высокие динамические и периодические нагрузки.

Припой ПСр40

Припой ПСр45

ПСр45 применяется при работе со стыками толщиной до 3 мм. Также стоек к вибрации и агрессивным средам.

Высокий процент серебра

Припой ПСр65, в который добавлено 2% меди и 14% Zn, специально разработан для пайки лезвий ленточных пил. Он имеет повышенную прочность на разрыв и на изгиб.

Состав ПСр70 обеспечивает отличную проводимость, используется для пайки ответственных соединений электрокомпонентов и проводов

Минимальное сопротивление соединения важно как в микроэлектронике, так и в мощных электроустановках промышленного назначения и на генерирующих станциях. Высокая цена сдерживает его широкое применение

Припой ПСр60

Припой ПСр70

Экономические соображения препятствуют также более широкому использованию составов с высоким содержанием серебра за пределами научных исследований, военного и ювелирного дела.

Приготовление флюса: особенности

Конструкция паяльника.

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.

Высокий процент серебра

Припой ПСр-65, содержащий помимо обозначенного в маркировке количества серебра, 20% меди и около 15% цинка, имеет узконаправленное применение. Им спаивают полотна ленточных пил.

Серебряный сплав ПСр-70 имеет большую цену. Концентрация благородного металла в нем составляет 70%. Помимо этого в состав входит около 26% меди, приблизительно 3% цинка 0,1% железа, по 0,005 % свинца и висмута.

Этот серебряный припой имеет хорошую электропроводность, применяется при спаивании электрических узлов. Место соединения проводов, полученное данным методом, существенно не уменьшает способность всей системы проводить ток.

Близки по элементному составу сплавы ПСр-71 и ПСр 72. Они содержат 71% и 72%, соответственно, серебра. Чуть более 0,1% составляют железо, свинец и висмут. В припое ПСр-71 имеется 1% фосфора.

Состав с концентрацией серебра 70-80% применяются для ремонта ювелирных украшений. Другие направления использования ограничивает высокая стоимость припойных материалов с большим количеством благородного металла.

Способы подбора

Существуют некоторые критерии выбора флюса для домашней сварки. Здесь мало знать подходящие типы для нержавеющей стали, нужно учесть применимость в самостоятельной пайке.

Также нужно ознакомиться с составом материала. Ведь если флюс называется «бура», это не значит, что он создан из чистой натриевой соли борной кислоты. Этот элемент занимает около семидесяти процентов состава.

Кроме него туда входят борная кислота, а также фтористый кальций. Они занимают оставшиеся тридцать процентов, однако пропорции у них не одинаковы. Включение борной кислоты должно превышать процентную часть фтористого кальция.

Для деталей маленьких размеров, которые часто приходится паять дома, можно создать флюс самостоятельно. Для этого смешивается бура и борная кислота в соотношении 50х50. Фтористый кальций в смесь включать не обязательно.

Подготовленные компоненты смешиваются на сухую. Только после этого добавляется вода. Получившийся материал наносится на сварочную зону детали.

Старинный рецепт варки серебряного припоя

Попробуем выяснить, как сделать серебряный припой в домашних условиях. Есть несколько вариантов его изготовления, у каждого свои нюансы. Чтобы получить сплав, потребуется монета (полтинник) 1924 года, а также пять копеек 1962 года. Для работы нужны: ингус, серебро, газовая горелка, ложка.

Изготовление серебряного припоя начинается с расплавления драгоценного металла. Затем добавляют пятикопеечную монету. Для полного перемешивания смесь покатывают по ложке. От длительности этого процесса зависит конечный результат перемешивания. Недостатком данной технологии является выгорание химических компонентов, которые нужны для припоя. Далее мастер, создающий своими руками сплав, выливает его в ингус, без обжига раскатывает. Полученный припой имеет 900 пробу. При пайке необходимо приготовить свежий флюс, чтобы гарантировать качество работы. Мастер следит за пламенем в газовой горелке, чтобы шов получался ровным и прочным.

Использование газовой горелки

При использовании газовой горелки нужно найти хороший вентилятор для проветривания помещения

Для уменьшения объемов дыма, который образуется в результате пайки, важно не только запустить вентиляцию, но и открыть все окна. Осуществляя пайку, следует направлять сильные струи максимально дальше от места работы

Перед использованием газовой горелки необходимо подготовить емкость с водой. При этом обрабатываемая деталь должна разместиться в ней полностью. При пайке украшений таким методом лучше использовать плоский наконечник, так как заостренные модели слишком интенсивно отводят тепло.

Процесс соединения металлических вставок состоит из таких этапов:

Необходимо расположить элементы на огнеупорной поверхности, обеспечив максимально жесткую фиксацию деталей в отношении одна к одной. Для лучшей реализации такой задачи рекомендуется применить нихромовую проволоку и зажимы.
Далее, следует очистить поверхность изделия от окисей и нанести тонкий слой колофония. На следующем этапе можно переходить непосредственно к пайке. На выбранном участке, который будет поддаваться воздействию сварки, следует разместить небольшое количество припоя, а горелку удерживать возле боковой части детали

После этого можно начинать прогревать изделие, соблюдая осторожность. Для заполнения образованных трещин нужен припой с минимальным количеством частей серебра

Если нужно достичь максимально прочного соединения, нужно выбирать составы с максимальным их количеством. Остается провести финишную обработку, тщательно очистив изделие от флюса. Оставшийся припой устранить надфилем или наждачной бумагой. Поверхность изделия дополнительно покрывается кислотой для его осветления и избавления от дефектов.

Как осуществить пайку?

Информация о том, что начиная с раннего средневековья и появления первых производственных мастерских, человек использовал для соединения (сплава) двух частей одного и того же драгоценного металла пайку, пришла к нам с сохранившимися ювелирными украшениями, на которых четко заметен грубоватый шов.

Золотые украшения средневековья были массивными и, поэтому некоторая неравномерность шва не бросалась в глаза.

Как раньше, там и сейчас соединение двух металлических поверхностей осуществляют с помощью третьей, которая плавится при значительно меньшей температуре.

Нагревая все три поверхности (используется горелка или лазер) добиваются расплавления легкоплавкой поверхности и растекания ее по деталям, которые нужно соединить.

Застынув, пайка образует твердый соединяющий слой сплава, который потом шлифуют, чтобы сделать незаметным.

Для каждого металла нужен свой припой и даже несколько.

Когда края спаиваемых поверхностей разогреваются, на них проступает окислительная плетка – окисл, которая мешает крепкому сцеплению наплавляемого слоя с основой.

Причем не просто ухудшает соединение, а может привести к моментальному излому после остывания.

Чтобы предотвратить это, используют флюс – вещество, которое при нагреве нейтрализует кислую пленку.

Флюс не только подбирается для каждого металла или сплава, но и в зависимости от дальнейшего использования предмета, нагрузок на спаечный шов, припоя и ряда других деталей, флюс должен быть свой.

Если припой для плавки золота можно приобретать или изготовить самостоятельно (например, из серебра, меди, латуни и зубных коронок 880 пробы), то флюс нужно только покупать.

В припоях, которым пользовались еще в Киевской Руси, содержалась ртуть или кадмий.

Сейчас крайне редко можно встретить такие припои и, наверное, лишним будет говорить о том, что они очень токсичны и ими лучше не пользоваться.

По способу создания соединительного слоя выделятся лазерная пайка сплава и пайка, в которой используется газовая горелка в домашних условиях.

Как работает горелка:

• Готовим или приобретаем припой в зависимости от пробы золота;
• Наносим флюс и ждем, пока флюс растечется по краю поверхности. Выбирайте только подходящий флюс. Флюс распределите за границы области пайки. Это делается для того, чтобы подготовленная область была чуть больше, чем сама пайка – возможно в процессе спаивания придется ее расширить;
• Потребуется февка. Она представляет собой согнутую трубку с отверстием на конце, через которое горелка подает тонкую струю газового пламени. Через внутреннюю поверхность февки подается сжатый воздух;
• Состыкуем две разломанные части, разогреем их паяльной трубой, внесем припой, пока он не перестанет блестеть, и оставим стынуть, после чего зачистим надфилем.

Газовая пайка помогает восстановить золото, если пайка проведена аккуратно, то шва видно не будет. Пайку, в которой используется горелка, реально осуществить самостоятельно.

Она позволит отремонтировать порвавшееся украшение совершенно незаметно, вне зависимости от сложности и места разлома, пробы золота и других условий.

Лазерная пайка производится с помощью лазерного луча, направляемого специальным оборудованием.

Оно достаточно дорогостоящее и приобретать его для разовой пайки золота нет надобности.

Лазерная пайка имеет ряд преимуществ перед газовой:

• Точечный нагрев поверхности;
• Отсутствие необходимости использовать флюс;
• Невозможность перегреть место спаивания частей. Перегрев зачастую является критической ошибкой при пайке золота. В его результате спаечный шов изменит цвет и добиться восстановления исходного цвета химическими методами не получится. Если такое случилось, то все изделие необходимо покрыть дополнительным слоем золота электрохимическим методом;
• Пайка возможна для площадей в несколько сотых долей миллиметра;
• Отсутствует механическое повреждение поверхностей, лазер действует аккуратно, точечно и без контакта с поверхностью;
• Метод позволяет не допускать попадания сторонних частиц в область пайки.

Лазерная пайка производится без смены инструментария, все необходимые настройки регулируются на управляющем аппарате.

Использовать ее обязательно при сложном рисунке украшения, сложном разломе или при отсутствии возможности самостоятельно сделать газовую пайку.

Как выбирать припой для меди?

Один из самых главных критериев – это уровень температуры плавления. Чем выше этот уровень, тем выше риск повреждения детали из основного металла. Многое будет зависеть от толщины стенки медной трубы.

Если эта стенка толстая, прожечь ее трудно и, следовательно, риск повреждений ниже. В этом случае вполне приемлемо использование твердого типа для меди, у которого достаточно высокий уровень температуры плавления.

Если же вы работает с тонкостенными трубами, и для них высокая прочность соединения не критична, выбирайте мягкий тип медно-фосфорного припоя с низкой температурой плавления.

Для пайки пищевой меди существуют специальные сплавы, в которых отсутствуют какие-либо токсичные вещества или ядовитые элементы.

Порядок выполнения работ

На огнеупорное основание помещаются детали, предназначенные для пайки. Все элементы должны быть жестко зафиксированы относительно друг друга. Используются зажимы разных конструкций и тугоплавкая проволока (нихромовая)

Обратите внимание: чем меньше зазоры в зоне сварки, тем более красивое и качественное соединение получится

Читать также: Зу для акб на полевых транзисторах

Подлежащая пайке рабочая поверхность деталей тщательно зачищается, удаляются образовавшиеся за долгое время оксидные пленки

Обратите внимание на полное отсутствие загрязняющих компонентов — только так удастся достигнуть качественного внутреннего соединения. Обезжиренные элементы покрываются тонким слоем флюса

Флюс можно просто насыпать или непосредственно перед пайкой приготовить необходимое количество кашицы с водой. Кашица наносится кисточкой.

Газовая горелка для пайки металлов: 1 — внутренняя трубка, 2 — внешняя трубка, 3 — отверстие, 4 — звездочка, 5 — отросток.

Пайка. На место сварки помещают кусочек припоя. Количество припоя определяется по месту, удобно использовать кусочки размером 2х2 или 2х1 мм. Полоска припоя толщиной приблизительно 0,5 мм делится на части необходимого размера. Применяются кусачки или бокорезы.

Газовая горелка подводится к изделию сбоку

Осторожно прогревается место сварки. Следите, чтобы поток горячего газа не сдувал припой и флюс, также контролируйте равномерность прогрева

После расплавления флюса постепенно увеличивается пламя, пока припой не образует паяный шов. Если припоя не хватает, аккуратно добавляют припой и флюс.

Если требуется заполнить трещину, можно использовать «легкий» серебряный припой с пониженным содержанием серебра, так как он плавится при более низкой температуре. Для соединения двух частей вместе, соответственно, используйте «средний» или «твердый» серебряный припой с большим содержанием серебра, чтобы создать более крепкое соединение.

Финальная обработка. Изделие очищается от флюса. Излишки припоя удаляются наждачной бумагой или надфилем. Поверхность подвергается чернению или осветлению кислотным раствором.

В некоторых случаях спаять серебро пытаются оловянно-свинцовым припоем. Этот способ может быть применен только один раз в критической ситуации, при повторном ремонте изящество вещи может быть утрачено: при таких обстоятельствах изделие попросту сгорит, и мастер не будет в этом виноват.

Какой припой выбрать?

При пайке медных труб используют два основных типа:

• мягкого, с температурой плавления до 425оС;
• твердого, с температурным диапазоном 460-560оС.

В качестве припоев рекомендовано использование содержащих серебро сплавов. Они обеспечивают высокое качество соединений, но дороги. Медно-фосфорные составы более доступны и подходят для пайки менее ответственных соединений.

Медно-фосфорные

Температура плавления медно фосфорного припоя невысока. Медный припой позволяет обходиться без флюсовых составов. Входящий в состав фосфор защитит рабочую область от воздействия кислорода воздуха.

Шовный материала, сформированный на основе меднофосфористого припоя, весьма прочен и стоек к вибрационным воздействиям. Поэтому фосфористые составы широко используют при пайке компонентов теплообменников.

Почему при спаивании стальных деталей пайщики иногда пользуются медным припоем, а медь стальным припоем паять нельзя? Причина заключается в разнице температур плавления стали и меди. Медные заготовки уже расплавятся, а сталь все еще будет нагреваться.

В то же время медно-фосфорный припой чувствителен к перегреву, поэтому приходится принимать меры к охлаждению стыка. Изделие выпускается в виде прутка. Доступна и медная лента для пайки. Используются для пайки и медно-цинковые низкотемпературные припои.

Серебряные

Состав из чистого серебра мало подходит для того, чтобы паять медные изделия. В основном используют серебро с добавками железа, висмута и других элементов.

Припой для меди на основе серебра обладает высокой смачиваемостью по отношению к заготовкам и отлично проникает в самые узкие зазоры между ними. Соединения не корродируют и выдерживают большие статические и периодические динамические нагрузки.

Содержание Ag

Химический состав припоев для пайки заготовок из меди с серебром описан в ГОСТ 19738-74. Они обозначаются литерами ПСр ХХ, где цифры определяют долю серебра в процентах

Практическое применение

Составы с высокой процентной долей серебра (50-72) обладают высокой электропроводностью и теплопроводностью. Их используют в электротехнике и электронике.

Сплавы со средним процентным содержанием стоят дешевле и используются для пайки соединений, не подверженных температурным нагрузкам.

Составы с низкой процентной долей (5-15) применяются в машиностроении.

Особенности тинолей

Характерной особенностью серебросодержащих составов является их низкая рабочая температура. Высокая текучесть позволяет расплаву проникать в зазоры и поры и создавать высококачественные швы.

Пайка твердым

Твердые припои применяются для стыков трубок и трубопроводов большего диаметра. При этом используют пастообразный флюс, газовую горелку для разогрева и необходимое вспомогательное оборудование и инструменты.

Низкотемпературные

Низкотемпературные припои плавятся при температуре до 450оС. Невысокая температура позволяет избежать отжига основного материала трубы и сохранить его физико-химические свойства. Припои готовятся на основе оловянных или цинковых сплавов. Применяется в качестве компонента и свинец.

Высокотемпературные

Высокотемпературный припой для пайки меди готовят на основе серебра или меди, обладающих высокой температурой плавления. При температурах свыше 450оС происходит отжиг заготовок, ведущий к снижению их прочности.

Применение флюса

Чтобы припой и материал проводов вступили во взаимодействие друг с другом, и соединение получилось качественным, провода необходимо очистить от оксидной пленки и только после этого паять их. Для очистки можно использовать наждачную бумагу, а для последующей обработки взять специальное вещество – флюс.

Флюс не только очистит медные провода, но и создаст тонкую защитную пленку, препятствующую окислению материала.

Допускается применять как твердый флюс – сосновую канифоль, так и жидкий – различные виды паяльных кислот или самодельный состав.

Иногда, чтобы правильно и крепко припаять медные провода друг к другу или к какому-либо металлическому предмету, пользуются только жидким флюсом. Приготовить его можно, растворив обычную сосновую канифоль в этиловом спирте. Паяльную кислоту готовят самостоятельно, растворив гранулы цинка в соляной кислоте в пропорции 412 грамм цинка на 1 литр кислоты. Но лучше все-таки купить готовый флюс, соответствующий всем стандартам качества, поскольку принесение кислотных составов для медных проводов нежелательно.

Оборудование для пайки

С точки зрения техники, спайка проводов — это не самый простой способ подключения токоведущих жил. Для создания контакта необходимы инструменты и расходные материалы. Минимальный комплект для пайки включает:

• паяльник и подставка;
• припой;
• флюс.

Однако для более продвинутого и качественного соединения также могут пригодиться:

• паяльная паста;
• оплетка для удаления припоя.

Инструменты и расходные материалы для пайки

Паяльник электрический

Классический паяльник состоит из 4 конструктивных элементов:

• кабель питания;
• рукоять;
• нагревательный элемент;
• жало.

Питающий кабель предназначен для передачи электроэнергии от розетки к нагревательному элементу. На его конце имеется стандартная штепсельная вилка. Нагревательный элемент выполнен из нихромовой проволоки. Он крепится в рукояти из дерева или пластика обычно при помощи винта. Тепло от нагревателя передается на медное жало паяльника. Выбран именно этот металл, так как он хорошо передает тепло к месту пайки. Медное жало периодически необходимо подтачивать напильником. Это придает ему требуемую форму. В современные паяльники часто устанавливают необгораемые жала. Они не меняют формы от длительной работы и не нуждаются в обработке напильником.

Припой оловянно-свинцовый

Припой представляет собой мягкую проволоку матового серебристого цвета диаметром 0,1-6 мм. Она выполнена из сплава олова и свинца. С советских времен популярностью пользуется припой марки ПОС-60. Он оптимально подходит для пайки медных проводов. В состав ПОС-60 входит 60% олова и 40% свинца.

Существуют и другие марки припоев (ПОС-10, ПОСК, ОЦ). Они отличаются химическим составом и физическими свойствами. Например, припой ПОС-60 плавится при температуре 183°C. Для работы с ним жало паяльника необходимо разогреть до температуры 200-240°C. Припой ПОС-15 плавится при 280°C. Паяльник придется разогреть до более высоких температур.

Флюс для медных проводов

Без флюса не получится выполнить качественное соединение. Он предназначен для подготовки спаиваемых поверхностей к лужению припоем. Флюс растворяет жиры и оксидную пленку, которые всегда присутствуют на медных жилах.

Флюсы бывают 3 видов:

• твердые;
• жидкие;
• пастообразные.

Жидкие флюсы выпускаются в виде баночек с кисточкой. Формат такой же, как у женского лака для ногтей. С помощью кисточки удобно наносить жидкий флюс на электропроводку или иное место пайки.

Пастообразные флюсы представляют смесь жидких и твердых. Нередко в состав входит вазелин и различные жиры. Такой флюс удобно наносить на место пайки при помощи зубочистки или спички. Также практикуется простое окунание зачищенного провода в смесь.

Паяльные пасты

Под паяльными пастами принято называть или пастообразные флюсы или готовый состав для пайки, в котором уже содержится припой. Использование данной смеси упрощает процесс пайки. В составе паяльных паст присутствует флюс и мелкодисперсный припой. Их соотношение подобрано оптимальным образом. Поэтому нет необходимости самостоятельно брать на жало нужное количество припоя и канифоли.

Паяльная паста Mechanic XGSP-50

Паяльные пасты используются преимущественно для работы с smd радиодеталями. Обычно с их помощью не паяют проводку, но в теории это вполне возможно.

Подставка для горячего паяльника

Во время работы паяльник не всегда находится в руках. Он может быть отложен в сторону, например, для скручивания проводов в распредкоробке. Паяльник горячий, его нельзя класть на горючие или плавящиеся материалы. Поэтому для безопасной работы необходима жаростойкая подставка.

Иногда она идет в комплекте с паяльником. Хотя ее отсутствие в коробке не критично. Большинство радиолюбителей и электриков изготавливают подставку своими руками. В самодельном варианте можно удобно и под свою руку расположить баночку с канифолью, припоем и некоторыми мелкими инструментами для пайки.

Оплетка для удаления лишнего припоя

Оплетка не является обязательным атрибутом для успешной пайки. Она используется для быстрого и удобного удаления лишнего припоя.

Оплетка выполнена в виде ленты, сплетенной из тонких проволок меди. Ее ширина лежит в пределах от 2 до 10 мм. Оплетка прикладывается к месту, где набежал лишний припой. Затем она прижимается горячим жалом паяльника. Лишний припой начинает плавиться и под действием капиллярного эффекта всасываться в волокна оплетки. Принцип такой же, как если положить губку для мытья посуды в тарелку с водой. Она втянет лишнюю влагу.

Разновидности припоев для меди

Для обработки труб из этого материала подойдут следующие материалы:

• 102. В этом трехкомпонентном припое из меди и фосфора содержится не более 2% серебра. Благодаря пониженной пластичности состав медленно растекается. Подходит для пайки элементов, не испытывающих сильных ударных или вибрационных нагрузок.
• 105. Припой медно-фосфорный с серебром (5%) тоже довольно медленно растекается, но отличается более высокой пластичностью. Полученный с его помощью шов сможет выдержать незначительные нагрузки от вибраций.
• 115. Еще один трехкомпонентный припой, в котором помимо меди и фосфора содержится 15-процентное серебро. Это довольно пластичный материал, с помощью которого можно создавать швы на магистралях, испытывающих довольно сильные нагрузки.

Выбрав все необходимые компоненты, остается приступить к работе.

Суть процесса

Трубопровод, созданный таким образом, за счет использования при его монтаже труб из меди, отличается высокой надежностью и исключительной долговечностью. Конечно, такая система имеет достаточно высокую стоимость, но она полностью оправдана теми уникальными характеристиками, которыми обладает

Что важно, использовать трубы из меди можно как в водопроводных, так и в отопительных системах. И в том, и в другом случае, они демонстрируют высочайшую надежность и долговечность

Наиболее простым и самым надежным способом монтажа таких систем является пайка медных труб. Эта технология соединения применяется уже достаточно давно, она хорошо изучена и не вызывает особых проблем при практической реализации. Суть такого метода заключается в том, что стык между соединяемыми деталями заполняется специальным составом, который называется припоем. Для того чтобы припой для пайки медных труб мог попасть и заполнить собой стык между деталями, его расплавляют под воздействием высокой температуры. После того как нагрев припоя прекращается, и он уже полностью заполнил будущий шов, он застывает, образуя надежное, герметичное и долговечное соединение.

Пайка меди удобна еще и тем, что при необходимости соединенные элементы трубопровода всегда можно легко разъединить. Для этого достаточно нагреть место соединения, чтобы сделать припой мягким и податливым.

Процесс пайки медной трубы

Алюминиевые бронзы

Такие марки отличаются от других медных сплавов высокими механическими свойствами, поэтому они широко применяются в машиностроительной отрасли. Сплавы меди и алюминия делятся на две основные группы:

• простые бронзы (двойные сплавы);
• сложные бронзы, в состав которых кроме меди и алюминия входят добавки марганца, никеля, железа и пр.

На поверхности алюминиевых бронз образуется прочная окисная пленка, которая практически не поддается удалению посредством обычных флюсов. По этой причине перед пайкой приходится обрабатывать поверхности деталей плавиковой или фтористо-водородной кислотами.

При использовании оловянно-свинцовых припоев, то рекомендуется применять активные флюсы (с повышенным содержанием соляной кислоты). Предварительно рекомендуется выполнить очистку поверхности алюминиевой бронзы смесью хлористых солей металлов с борной кислотой. Марганцевую бронзу, которая относится к группе сложных алюминиевых бронз, паяют с использованием ортофосфорной кислоты.

Следует иметь в виду, что медленный нагрев алюминиевых бронз приводит к окислению и образованию хрупких интерметаллидов в шве. Для качественной пайки приходится применять быстрые методы нагрева сплава. Для повышения прочности и пластичности соединений в припой вводится никель (соединение алюминий-никель защищает поверхность изделия от образования окислов алюминия).

Высокотемпературная пайка медно-цинковыми или серебряными припоями требует доработки флюсов марок ПВ200 и ПВ284: для того, чтобы они могли растворить окисные пленки, в них добавляются один из следующих компонентов:

• натрий кремнефтористый – от 10 до 20 процентов;
• флюс для пайки алюминия – до 50 процентов.

Если в состав бронзы входит марганец, то необходимо использовать флюсы, содержащие фториды металлов щелочных или фторобораты.

Высокотемпературная пайка может привести к красноломкости бронзы

Чтобы исключить этот неприятный момент, надо особое внимание обратить на правильное конструирование приспособлений, фиксирующих положение соединяемых деталей. Они не должны препятствовать расширению сплава при нагреве, в противном случае может произойти растрескивание металла в процессе пайки

Разновидности флюсов

Все флюсы отличаются друг от друга по разным показателям, но чаще всего по элементам, входящим в их состав. Для того, чтобы очистить металл, который предстоит паять, от загрязнений, используются следующие виды флюсов:

• борная кислота;
• хлорид цинка;
• соляная кислота.

А для создания плёнки, которая будет выполнять защитные функции можно применить:

• канифоль;
• воск;
• различные смолы.

При пайке медных труб можно применять различные типы флюсов:

• жидкие;
• порошковые;
• флюс-пасты.

Жидкие составы хранят, как правило, в закрытых тубах и применяют их вместе с припоями, обладающими мягкой консистенцией. Порошковые флюсы являются менее популярными из-за неудобств, связанных с их использованием во время пайки. Пасты для пайки медных труб более дорогостоящие, однако, продаются в готовом виде и их применение возможно сразу. Паста для пайки позволяет упростить процесс и получить невероятно прочное и надёжное сцепление труб.

Готовые пасты удобны в применении, но отличаются более высокой ценой, чем прочие средства

На сегодняшний день существует огромное количество разновидностей этого вещества. Однако выделяют три наиболее популярных вида, которые используются для пайки в том числе и медных труб:

Антикоррозийные составы. Такие вещества не только выполняют функцию очистки поверхности от окисления, но и удаляют воду из места пайки, вытесняя её. Использование такого состава позволяет не удалять остатки после пайки. Изготовить такой раствор в домашних условиях довольно трудно.

Составы на основе салициловой кислоты. В таких флюсах основное активное вещество растворяется в составе, который состоит из различных химических веществ: спирт, вазелин (технический), золотосодержащие вещества. Такие флюсы выпускаются только в промышленных условиях и являются довольно популярными, так как влияют на качество шва. Шов после пайки трубы с использованием такого флюса получается очень ровным.

Классическая канифоль. При сборке трубопроводной коммуникации канифоль не используют в чистом виде. Чаще всего к ней подмешивают натриевую соль, и в результате получается вещество, которое обладает отличными защитными и антикоррозийными характеристиками для работ с трубопроводами. Канифоль обволакивает шов защитной плёнкой, а соли натрия препятствуют окислительным процессам. Такой состав отличается дешевизной и является наиболее популярными на сегодняшний день. Однако у такого флюса есть и недостаток — при перегреве он может обуглиться. Кроме этого, шов при пайке с канифолью получается не настолько эстетичный, как в случае с флюсом на основе салициловой кислоты, но прочный и надёжный.

Канифоль — наиболее доступный и популярный материал для пайки

Пайка твердыми припоями

Низкотемпературная и высокотемпературная пайки представляют собой явления одной сущности. Их технология, используемые материалы и оборудование, характеристики получаемого соединения существенно различаются. Основанием для разделения этих способов принято считать пограничную температуру плавления припоев 450°C.

Отличия высокотемпературной пайки от низкотемпературной

Что отличает высокотемпературную пайку от низкотемпературной, кроме температуры плавления припоев? Прежде всего, значительно более высокая прочность паяного соединения, обусловленная большей прочностью твердых припоев в сравнении с мягкими.

Спаянная рама велосипеда

Важным отличием высокотемпературной пайки от низкотемпературной является повышенная термоустойчивость соединения. Поскольку температура плавления твердых припоев значительно выше температуры плавления мягких, соединение, выполненное высокотемпературной пайкой, способно работать при более высоких температурах, сохраняя все свои свойства. Во многих случаях при выборе способа пайки, эта особенность является определяющей. Но есть и то, в чем пайка твердыми припоями уступает пайке мягкими припоями. Относительно высокая температура может вызывать структурные изменения в некоторых металлах. Такое, в частности, наблюдается в чугуне, в котором при пайке могут возникать закалочные структуры, приводящие к повышенной хрупкости металла в зоне шва. Высокая температура плавления твердых припоев предъявляет свои требования к источникам нагрева. Они должны обеспечивать расплавление припоев, температура плавления которых достигает иногда 1000°C. Это исключает использование при высокотемпературной пайке удобных паяльников, являющихся основным инструментом при пайке мягкими припоями. Резюмируя вышесказанное, можно подвести итог сравнения высокотемпературной и низкотемпературной паек.

К достоинствам первой относится высокая прочность и термоустойчивость соединения, к недостаткам — сложность технологического процесса, обусловленная необходимостью прогрева паяемых деталей до относительно высоких температур.

Физические свойства

Припои с высоким содержанием серебра обладают высокой жидкотекучестью. Они проникают в мелкие поры соединяемых деталей. Легкоплавкие материалы ПСр 62, ПСр 40 рекомендуют для пайки деталей, которые не переносят высокие температуры.

Серебряные припои универсальны и подходят для пайки практически всех сталей и сплавов, включая неметаллические материалы типа керамики. Основное условие прочного соединения, температура плавления проволоки должна быть ниже, чем у соединяемых деталей.

Низкое удельное сопротивление расходного материала позволяет паять микро и электросхемы.

Работа с титаном

Для пайки тугоплавких металлов и сплавов возможностей большинства описанных припоев недостаточно. Нужны совершенно другие высокотемпературные компоненты. Таким химическим элементом является титан, имеющий температуру плавления около 1700 °С.

Он образует прочные швы даже на изделиях с остатками оксидов. Процесс нужно проводить в атмосфере чистого аргона или гелия при значительном понижении давления в рабочей зоне.

Высокотемпературные составы из титана и меди, никеля, кобальта, других металлов проявляют свойства эвтектических систем. Сами по себе они обладают хрупкостью, применяются в виде порошков, паст.

Проволоку, ленты, полосы их этих сплавов изготовить не удается. Работать паяльником с тугоплавкими композитами невозможно.

В некоторых случаях на практике реализуют технологию контактного плавления. В зазор изделия, подлежащего пайке, помещают фольгу из титана или его сплавов.

При достижении температуры 960 ℃ начинается, а при показаниях 1100 ℃ заканчивается образование эвтектического сплава, играющего роль припоя.

Изделия, подлежащие эксплуатации при очень высоких температурах, подлежат спайке при помощи сплавов с добавками кремния, железа. Для реализации таких технологических процессов нужны мощные источники энергии.

Требуемой температуры достигают в вакуумных печах, плазменными горелками. Можно применять с этой целью электроконтактный способ или воздействие электронным лучом.

Высокотемпературное спаивание деталей – трудоемкий процесс, требующий специальных знаний и квалификации. Располагая хорошими вспомогательными средствами, оборудованием можно справиться с производственной задачей любой степени сложности.