Медно-цинковый, медно-фосфорный припой и другие типы соединений для пайки меди

Физико-химические свойства

Свойства зависят от химического состава сплава. Так, низкотемпературные обладают меньшей прочностью, но не снижают прочностных и упругих характеристик материала деталей.

Высокотемпературные, наоборот, создают соединения высокой прочности, способные противостоять статическим и динамическим нагрузкам

Но при их использовании требуется большая осторожность, чтобы не пережечь и не ослабить основной материал

Технические характеристики

Температура плавления высокотемпературных составов лежит в пределах 645-815оС. Шов выдерживает нагрузки на разрыв до 250Мпа. Температура эксплуатации соединения, в зависимости от состава, составляет 150-250оС. Кроме собственно меди, такие припои позволяют соединять латуни, красную бронзу, чугуны, стальные и никелевые славы. Паяют ими и алюминий. Кроме того, их используют для соединения деталей из меди и нержавейки.

Пайка медных труб

По причине того, что медь слабо подвержена коррозийным процессам, она легко поддается пайке. С нею в процессе стыковки лучше всего контактируют олово, серебро, другие сплавы и металлы.

Для соединения медных изделий задействуют капиллярную пайку. Она основана на способности жидкости за счет адгезии перемещаться по узким каналам, в том числе и против направления действия силы тяжести. Благодаря явлению капиллярности, припой способен равномерно заполнить зазоры вне зависимости от того, каким образом располагаются трубы.

Процесс пайки при этом может происходить с использованием легко-, средне – и высокоплавких припоев. За счет первого вида выполняют низкотемпературную пайку, а двух других – высокотемпературную. В основе выбора припоя лежат условия, в которых будет эксплуатироваться готовый трубопровод.

К легкоплавкому виду, еще называемому мягким припоем для пайки медных труб, принадлежит олово и сплавы с ним: оловянно-медные, оловянно — серебряные, оловянно-медно-серебряные. К такому же типу принадлежат припои, главным компонентом в которых является свинец, но они токсичны и по этой причине их нельзя использовать при прокладке трубопроводов для подачи питьевой воды.

Материалы для соединения меди

Весь технологический процесс пайки медных трубок газовой горелкой можно осуществить с помощью флюса и припоя для меди, а также как с применением фитингов, так и без них.

Флюс и паяльная паста

Флюс для пайки медных труб имеет огромное значение для образования качественного соединительного шва. Он может быть низкотемпературным с активностью до 450 ℃, и высокотемпературным — более 450 ℃.

Применение флюса необходимо в случае:

• качественной очистки поверхности соединяемых труб от окислов;
• защиты места соединения от кислорода, который содержится в воздухе;
• повышения сцепления припоя с поверхностью металла;
• улучшения процесса растекания припоя.

На сегодняшнее время существуют следующие разновидности флюсов:

• активированные;
• кислотные;
• некислотные;
• антикоррозийные.

Виды припоев

Соединение меди и её сплавов можно производить как низкотемпературной, так и высокотемпературной пайкой. Имеется множество мягких и твёрдых материалов, которые способны обеспечить идеальное крепление деталей из металла.

Применение припоев с низкой температурой плавления позволяет спаять детали в условиях, мало влияющих на прочность меди, но при этом соединительный шов имеет худшие механические параметры. Припои для высокотемпературного соединения увеличивают прочность места стыковки металлов, но требует определённых навыков, чтобы исключить пережог меди.

Существует большое количество бессвинцовых припоев, которые способны обеспечить довольно высокое качество стыковочных работ. В основном это сплавы олова (95—97%) с медью, сурьмой, висмутом, серебром, селеном. Лучшими свойствами обладают серебросодержащие припои. Широкое применение получили и трёхкомпонентные виды, в состав которых входит олово, медь и серебро. Использование оловянно-свинцовых припоев ограничено из-за вредности свинца.

Изготавливают твёрдые припои в виде профильных стержней, а мягкие — в виде проволоки диаметром 2—3 мм.

Соединительные фитинги

При отсутствии специального инструмента для качественной резки и расширения места соединения, применяются технологические медные переходники (фитинги), которые имеют строго регламентированный диаметр раструба.

При всём разнообразии видов таких деталей чаще используются три основных формы: углы — способствуют изменению направления трубопровода на 90 градусов, тройники — обеспечивают ответвление от трубы и муфты — служат для соединения двух труб.

Фитинги имеют довольно высокую стоимость, поэтому многие специалисты стараются обойтись без них, обрабатывая место стыковки специальными приспособлениями.

Существуют специальные фитинги с готовым припоем, который в виде валика размещён по краям детали. Запаять трубы таким фитингом очень просто нужно только соединить поверхности и нагреть их до температуры плавления припоя.

Свойства оловянно-свинцовых припоев

Наиболее важное свойство припоев — сопротивление срезу, так как большинство паяных соединений работает на срез. Оловянно-свинцовые припои марок ПОС 18, ПОС 30, ПОС 40 имеют более высокое сопротивление срезу, чем чистые олово и свинец, и потому применение их для получения прочного шва дает более хорошие результаты

Оловянно-свинцовые припои марок ПОС 18, ПОС 30, ПОС 40 имеют более высокое сопротивление срезу, чем чистые олово и свинец, и потому применение их для получения прочного шва дает более хорошие результаты.

Припои должны обладать как высоким сопротивлением разрыву, так и максимальной вязкостью. По данным таблицы можно установить взаимозаменяемость высокооловянных и малооловянных припоев. Например, припой ПОС 18 в отношении вязкости несколько лучше припоя ПОС 40, причем незначительно отличается от последнего по прочности. Припой ПОС 50 вполне может быть заменен припоем ПОС 40 и ПОС 30. Знания твердости важны в том отношении, что более твердые припои лучше сопротивляются истиранию, чем мягкие.

Поэтому все преимущества в этом отношении будут за припоем ПОСС 4-6. Остальные припои (ПОС 18, ПОС 30 и ПОС 40) имеют несколько меньшую твердость. Ударная вязкость (сопротивление удару) имеет наибольшее значение для чистого олова, но припой ПОС 40 и ПОС 30 немногим отличается в этом отношении от олова. Поэтому припой ПОС 40 может быть применен в особых случаях, где места спайки подвергаются сильной вибрации. Для обычных условий работы, при небольших вибрациях, применяют припой ПОС 18.

Температура плавления припоя имеет тоже большое значение: от нее зависит выбор метода паяния. Наиболее низкой температурой плавления обладает припой ПОС 62, содержащий 62 % олова. Этот припой применяют в случаях, когда при паянии нельзя перегревать детали, например при соединении очень тонких проводов. Возможность применения в таких случаях тройных легкоплавких сплавов, в которых низкая точка плавления достигается добавкой третьего компонента (например, висмута), исключается, в связи с тем, что тройные сплавы не обладают такой высокой вязкостью, как двойные сплавы.

Таблица 9

Свойства оловяино-свинцовых припоев

Марка припоя	Температура плавления, °С	Температура начала расплавления, °С	Интервал затвердения, °С	Предел прочности при растяжении, кгс\мм2	Относительное удлинение
0,1	232	232	1,9	43
ПОС 90	222	183	39	4,3	25
ПОС 50	209	183	26	3,6	32
ПОС 40	235	183	52	3,2	63
ПОС-30	256	183	73	3,3	58
ПОС 25	265	183	82	2,8	52,1
ПОС 18	277	183	94	2,8	67
ПОСС 4-6	265	245	20	5,9	23,7
С1	327	327	1,1	45

Припой ПОС 62 теперь применяют мало, так как перегрева при паянии легко избежать, применив припой ПОС 40 очень тонкого сечения, например в виде проволоки диаметром 1—2 мм. Под действием паяльника расплавление тонкой проволоки происходит быстро, вследствие чего уменьшается до минимума время воздействия высокой температуры.

Практика показала, что припой марки ПОСС 4—6 в отношении прочности спайки равноценен припою марки ПОС 30 для всех материалов, кроме оцинкованного железа и меди. При этом припой марки ПОС 40 в большинстве случаев обладает наибольшей прочностью и в этом отношении превосходит высокооловянный припой марки ПОС 62 и чистое олово. Поэтому для получения наибольшей прочности шва ни в коем случае не следует применять чистое олово.

Припой марки ПОС 18 при паянии встык дает более высокую прочность спайки, чем припой марки ПОС 40. Поэтому припой ПОС 18 применяют, когда температура плавления припоя не имеет решающего значения.

Классификация припоев

Припои

• по химическому составу сплава, к примеру, фосфорный припой;
• по высоте температуры плавления;

Логично будет рассматривать виды припоев с точки зрения физических свойств получаемого паяного состава. Главный фактор – характеристики металла и сплава – компаньона.

По этому критерию виды различаются следующим образом:

Низкотемпературный или мягкий вид припоя

Всего 450°С – вот предельно допустимый уровень для температуры плавления в данном виде. Эта особенность сказывается на прочности шва соединения, но не самым критическим образом: она немного ниже, чем у твердых припоев.

Тем не менее, свойства соединяемых материалов не меняются во время процесса, так что прочность в итоге получается вполне приемлемая.

Внутри этого вида также есть свои подвиды исходя из химического состава:

• свинцовые и без свинца;
• свинцово-оловянные сплавы;
• специального назначения и с легким плавлением.

Припой для пайки меди.

Оловянно-медные припои состоят на 97% из олова и лишь на 3% из меди. Это очень популярная смесь, да и стоит она совсем недорого.

Оловянно-серебряные припои по своим свойствам прочнее предыдущих, это самые популярные смеси при пайке отопительных систем. Их долевой состав почти такой же: 95% — олово и 5% — серебро.

Маркировка составов для пайки простая и понятная. Возьмем, к примеру, марки ПОС-18, ПОС-30 и так далее. Цифры обозначают процентное содержание в смеси олова. Смесь ПОС-61 – самый подходящий вариант для работы с медью и латунью, а ПОС-30 универсальнее: помимо меди и латуни, он годится для пайки стальных сплавов и железа.

Высокотемпературный или твердый вид припоя

Понятно, что здесь уровень температуры плавления много выше, которая достигает иногда 800°С. Это придает больше прочности швам, она выше, чем при использовании «мягких» припоев.

По химическому составу твердые сплавы разделяются:

• медно-цинковые;
• медно-фосфорные припои;
• чисто медные, без примесей.

Одно из главных правил эффективного применения медного припоя – это его максимальное соответствие металлу, с которым он будет соединяться в процессе пайки. При этом должно выполняться еще одно требование, чтобы температура плавления сплава была ниже, чем у основного металла.

Это необходимо из-за риска повредить структуру детали из-за основного металла в медных, к примеру, трубках с тонкими стенками.

Твердые марки используются там, где нужны соединения попрочнее. В их составе – сплавы твердой пайки марок BCuP, Bag и пр. Именно от долевого состава разных элементов зависит качество и надежность соединения.

Припои твердого типа делятся на:

• тугоплавкие
• легкоплавкие

Медно-цинковые сплавы относятся к достаточно редким, они прекрасно заменяются другими смесями, содержащими бронзу, латунь или цинк.

Разновидности медных фитингов.

Медно фосфорный припой обладает теми же свойствами и функциями, как и дорогой вариант смеси из чистого серебра для пайки заготовок из бронзы, латуни и пр.

Маркировки здесь немного другие: ПМЦ-36, где буква «П» обозначает «припой», «МЦ» — слова «медно – цинковый», а цифра 36 – процентную доля меди в этом составе.

По критериям универсальности и экономической доступности на первом месте, конечно, медно фосфорные припои. Они применяются в самых разных типах работ, хотя и обладает определенным недостатком. Это недостаточная прочность соединения в условиях низких температур.

Самые крепкие и долговечные соединения получаются при использовании специальных многокомпонентных смесей. Такую же прочность дают и медно-цинковые припои. Самым распространенным составом является такой: 92% — медь, 2% — серебро, 6% — фосфор.

Следует отметить, что даже небольшие отклонения от стандартов технологии могут привести к серьезным ситуациям вплоть до аварий.

Что понадобится в процессе?

Для проведения рассматриваемой работы требуются материалы и инструменты. Среди особенностей отметим следующие моменты:

1. Очистка соединяемой поверхности проводится при помощи флюса. Он удаляет окислительную пленку и снижает поверхностное натяжение.
2. Основным материалом можно назвать припой. Для высокой температуры подходит вариант исполнения, в состав которого не включается свинец. Этот момент указывается на упаковке. Припой изготавливается в виде проволоки различной длины, диаметр поперечного сечения составляет 3 мм.
3. Работа с трубами может проводится при применении трубореза. Он служит для резки заготовки на отдельные части.
4. Удаление заусенец проводится при применении специального фаскоснимателя. Сильные дефекты торцевой поверхности станут причиной, по которой две детали не получится соединить встык.
5. Внутренняя поверхность трубы очищается при помощи щетки или ершика. Это делается для того, чтобы обеспечить требуемую пропускную способность системы.
6. В некоторых случаях пайка может проводиться только при предварительном нагреве заготовки. Для этого используется газовая горелка, которая имеет узконаправленное пламя. Вариант исполнения с баллоном со смесью пропана и бутана может прослужить в течение длительного периода.

Чаще всего используются электрические паяльники, которые изготавливаются для обработки медных заготовок. Устройство может работать с мягким и твердым припоем. Работать с электрическим паяльником достаточно просто, достаточно включить его и выбрать требуемый температурный режим. Для разметки области пайки используется рулетка, маркер, строительный уровень.

Радиолюбительский припой для пайки

   Сейчас для пайки пользуются припойной проволокой сечением от 1 до 5 мм. Наиболее распространены 1,5—2 мм многоканальные припои. Многоканальность означает, что внутри оловянной проволоки расположены несколько каналов флюса, который обеспечивает образование ровной блестящей и надежной пайки. Продается такой припой в мотках — на радиорынках, в колбах — в которых он находится свернутым в спираль, и в бобинах (в них количество припоя такое, что его хватит не на один год). Рекомендуется приобретать в виде проволочки, толщиной со спичку — удобнее паять.

   При пайке монтажных проводов радиоаппаратуры удобно пользоваться оловянно-свинцовыми припоями, отлитыми в виде тонких прутков диаметром 2 — 2,5 мм. Такие прутки можно изготовить самому, выливая расплавленный припой в сосуд, в дне которого заранее проделано отверстие. Сосуд при этом следует держать над листом жести или металлической плитой. После остывания прутки следует разрезать на куски необходимой длины.

   Современные припои, используемые при пайке электронных схем, выпускаются в виде тонких трубочек, заполненных специальной смолой (колофонием), выполняющей функции флюса. Нагретый припой создает внутреннее соединение с такими металлами, как медь, латунь, серебро и т. д., если выполнены следующие условия: поверхности подлежащих пайке деталей должны быть зачищены, то есть с них необходимо удалить образовавшиеся с течением времени пленки окислов, деталь в месте пайки необходимо нагреть до температуры, превышающей температуру плавления припоя. Определенные трудности при этом возникают в случае больших поверхностей с хорошей теплопроводностью, поскольку мощности паяльника может не хватить для ее нагрева.

Характеристики нескольких популярных моделей

Для того чтобы понять примерные технические характеристики медно-фосфорных припоев, можно рассмотреть химический состав и свойства нескольких популярных отечественных моделей.

1.  ПМФ102 – данная модель начинает подвергаться плавлению при достижении температурной отметки в 645 градусов по Цельсию. Вещество начинает хорошо растекаться по рабочей поверхности при температуре в 820 градусов по Цельсию. Процентное соотношение химических элементов в составе выглядит следующим образом:

•   Cu – 91.3;

•   P – 6.7;

•   Ar – 2.

2.  ПМФ105 – этот припой можно расплавить при влиянии температуры равной 630 градусам по Цельсию. При достижении 780 градусов вещество начинает отлично растекаться по рабочей поверхности. Соотношение химическим элементов в составе выглядит так:

•   Cu – 88.5;

•   P – 6.5;

•   Ar – 5.

3.  ПМФ115 – присадочный материал для пайки, который начинает плавиться при нагреве свыше 650 градусов по Цельсию. Оптимальная температура растекания равна 800 градусам по Цельсию. Соотношение химических элементов в составе таково:

•   Сu – 80.2;

•   P – 4.8;

•   Ar – 15.

Распределение по химическому составу

Современный материал для пайки может быть мягким, который легко плавится. Существуют также тугоплавкие расходники, обладающие твердой структурой.

Мягкие легкоплавкие

К этой группе относятся:

• Чистый свинец — температура плавления расходного материала составляет 180-230 °C.
• Олово — расплавляется при 220 °C и создает пластичное, но прочное соединение.
• Медь и олово в количестве соответственно 3% и 97%. Это самый популярный материал, позволяющий выполнить прочный шов с высокой стойкостью перед коррозией.
• Медь с серебром — количество этих металлов в припое составляет соответственно 95% и 5%. Такой расходный материал позволяет надежно соединить элементы трубопроводных систем.

Мягкие припои используются при монтаже труб с диаметром 6-108 мм. С их помощью создаются швы, у которых ширина составляет 7-50 мм. Они применяются во время обустройство разных коммуникаций за исключением газовых сетей.

Применение припоя

Твердые тугоплавкие

К этой группе относятся:

• Медно-серебряный с цинком, содержащий металлы в количестве соответственно 30%, 44% и 26%. Соединение получается прочным, коррозионностойким, с хорошей теплопроводностью и высокой степенью пластичности.
• Медно-фосфорный с содержанием металла соответственно 94% и 6%. Во время его применения не нужно использовать флюс. Расходник позволяет получить надежное соединение, способное потерять эластичность, если у воздуха понизится температура.
• Серебряный, не использующийся без флюса. С помощью этого материала создаются пластичные, коррозионностойкие, надежные швы. Он продается по более высокой цене по сравнению с другими.

Твердый припой для меди Расходниками с высокой температурой плавления паяют трубопроводы, включая газопроводы, диаметром 12-159 мм. С их помощью также можно соединить трубы отопления и водопровода. Диаметр таких коммуникаций может составлять не менее 28 мм.

Пайка черных металлов

Качество скрепления стальных изделий зависит от нескольких факторов:

• марки стали;
• пористости заготовок;
• уровня очищенности стыковочного шва.

В качестве припоя выбирают оловянные или латунные сплавы. Их используют в зависимости от поставленной задачи. Более простой способ — использование олова. С ним проще работать, однако, конечный шов не будет обладать высоким уровнем прочности.

Припои на основе латуни намного прочнее, но для работы с ними потребуется особое оборудование.

Рабочий процесс на подготовительном этапе практически не различается. В обоих случаях детали зачищают от грязи и ржавчины. Фиксируют при помощи струбцин или тисков. В качестве флюса используют обычную ортофосфорную кислоту. После этого наступает этап самой пайки.

Пайка стали оловом

При пайке оловом подбирают паяльник мощностью от 100 Вт. Для получения качественного шва обе детали предварительно залуживают, после чего в готовый шов подают оловянный припой и завершают пайку.

Пайка стали латунью

Латунь плавится при температуре свыше 900 ˚С, поэтому для работы с таким припоем потребуется газовая горелка

Важно нагревать оба элемента равномерно. В противном случае латунь быстро расплавится

Она будет хорошо прилипать только на краях стальных заготовок (что может вызвать хрупкость и разрушение под напряжением), что поспособствует образованию трещин в конечном изделии.

Что нужно для пайки

Для выполнения капиллярного соединения медных труб потребуются следующие инструменты и материалы:

• инструменты для предварительной обработки соединяемых элементов;
• флюс и припой;
• специальная фум лента;
• инструмент для нанесения резьбы и обжимные кольца;

Виды припоев

Припои бывают двух типов – твердые и мягкие. Мягкий припой представляет собой проволоку из металлов и сплавов с низкой температурой плавления (олово, свинец, серебро и т.д.). Диаметр такого припоя не более 3 мм.

Твердые припои изготавливаются из тугоплавких металлов и имеют больший диаметр.

Флюс и паста для пайки

Для надежности соединения используется флюс или паста. Это вещество исключает попадание в место стыка инородных элементов, шов получается надежным без пор. Флюс бывает на основе борной или соляной кислоты, хлорида цинка. Для того, чтобы создать защитную пленку на месте соединения используются смолы, канифоль, воск.

Флюсы для пайки разделяются на жидкие, твердые и специальные пасты. Готовая смесь дороже, чем прочие материалы, но и работать с ней гораздо удобнее.

Фитинги

Фитингами называются специальные детали, которые монтируются на месте стыка заготовок разного диаметра, соединения нескольких труб в одной точке или при переходе на другой материал трубопровода.

Если приходится использовать фитинги из другого материала, важно, чтобы коэффициент температурного расширения и другие технические параметры материала труб и фитингов совпадали

3.3. Классификация флюсов и система их обозначений

Паяльные флюсы — вещества и соединения, применяемые для предотвращения образования оксидной пленки на поверхности припоя и паяемого материала, а также удаления продуктов окисления из зоны пайки. Температура плавления флюсов ниже, чем температура плавления припоя. Флюсы применяют в твердом, пастообразном и порошкообразном состоянии, а также в виде водных, спиртовых или глицериновых растворов.

Флюсы, применяемые при пайке, классифицируются по: температурному интервалу активности; природе растворителя; природе активатора определяющего действия; механизму действия; агрегатному состоянию. В зависимости от температурного интервала активности паяльные флюсы подразделяются на: низкотемпературные (≤ 450 °С); высокотемпературные (> 450 °С).

По природе растворителя паяльные флюсы подразделяются на: водные; неводные.

По природе активаторов определяющего действия низкотемпературные паяльные флюсы подразделяются на: канифольные; кислотные; галогенидные; гидразиновые; фторборатные; анилиновые; стеариновые.

По природе активаторов определяющего действия высокотемпературные паяльные флюсы подразделяются на: галогенидные; фторборатные; боридно-углекислые.

Если флюс содержит несколько активаторов, необходимо называть все активаторы. Например, канифольно-галогенидный, фторборатногалогенидный флюс.

По механизму действия паяльные флюсы подразделяются на: защитные; химического действия; электрохимического действия; реактивные. По агрегатному состоянию паяльные флюсы подразделяют на: твердые; жидкие; пастообразные.

Классификация припоев

Встречаются самые различные расходные материалы, которые могут применять для пайки медных изделий. Самыми распространенными можно назвать:

1. 1S считается мягким припоем. В состав этого сплава включается серебро, за счет которого обеспечивается высокая пластичность. Трубы, подвергаемые пайке при использовании 1S, применяются при создании систем холодного и теплого водоснабжения. В этом случае покупаются дополнительные флюсы для меди, так как они не включаются в состав металла.
2. Rosol 3 также относится к группе мягких припоев. Низкотемпературный сплав подходит для работы с тонкими изделиями. Его температура плавления составляет 240°С. Полученное соединение хорошо служит при высоких и низких температурах.
3. Rolot 94 считается твердым сплавом. Пайка медных труб твердым припоем проводится в том случае, когда система будет эксплуатироваться при высоком давлении. Рабочая температура составляет 730°С. Слишком высокий показатель определяет то, что припой не может использоваться для работы с тонкими изделиями. Разогрев жало паяльника до высокой температуры, можно повредить саму заготовку.
4. Rolot 2 является мягким припоем, в состав которого включается небольшое количество серебра. Он подходит для стандартной процедуры пайки, при этом обходится недорого.

В отдельную категорию следует отнести материалы с примесями цинка и свинца. Они включаются в большинство составов для придания особых качеств.

Медно-фосфорный припой

Считается, что медь очень хорошо поддается спаиванию. Это действительно так, если правильно подобрать расходные материалы и соблюдать технологию. Одним из основных таких материалов, которые активно применяются в промышленности и в частной сфере является припой медно-фосфорный. Он специально был разработан для спаивания меди, бронзы и латуни, а также различных их комбинаций. Несмотря на то, что в названии имеется всего два элемента, на самом деле это трехкомпонентный материал. В нем содержится еще серебро, которого здесь имеется целых 15%. Это помогает использовать технику в холодильной промышленности. Материал можно использовать как припой для пайки медных труб. Он обладает относительно низкой температурой плавления.

Меднофосфорный припой обладает повышенной текучестью, что помогает установить хорошие молекулярные связи с основным металлом, а также проникнуть во все глубины и трещины, что улучшит контакт. Благодаря этому, паяный шов отличается достаточно высокой прочностью и при этом отлично сопротивляется образованию коррозии. Припой медно-фосфорный обладает такой особенностью, что для его работы не нужен дополнительный флюс, так как в его составе имеется фосфор, который и выполняет все необходимые функции. Данный материал широко применяется при ремонте и монтаже холодильного оборудования. Также его применяют для изделий, которые подвергаются небольшим вибрационным нагрузкам и легким механическим ударам. Если в определенной марке имеется пониженное содержание серебра, или же оно вовсе отсутствует, то повышается пластичность готового шва.

Когда проводится пайка элементов, в которых имеются не термостойкие детали, к примеру, смотровые стекла, клапаны, ТРВ и прочее, то их следует предварительно охладить, чтобы не допустить критичного перегрева. Когда проводится пайка бронзы и латуни меднофосфористым припоем, то желательно все же применять флюс, чтобы они не покрывались окислительной пленкой, которая будет мешать растеканию и смачиванию расходного материала. В то же время, когда речь идет о меди и ее соединениях, то припой является самофлюсующимся. Не стоит применять данный материал для спаивания стали, так как по границе шва будет образовываться хрупкая пленка из фосфоритов. Ее наличие ставит под угрозу герметичность соединения. Также нежелательно использовать припой медно-фосфорный для тех цветных металлов, в составе которых содержится никель в соотношении выше 10%. Сам процесс может происходить при помощи стандартной горелки, которая бы смогла разогревать рабочие области до требуемой температуры. Материалы производятся согласно ГОСТ 16882.2-71.

Выбор инструмента

Если речь идёт об изделиях значительного размера, отложим электрический паяльник, температура которого достигает максимум 500 градусов Цельсия, в сторону, и приступим к выбору газовой горелки, поскольку паяльные лампы менее удобны для работы. Тут следует учитывать следующие критерии:

Температура пламени. Если для домашней мастерской можно ограничиться покупкой устройства, в котором этот параметр достигает 1000 – 1500 градусов, то профессионалу нужно, чтобы температура доходила до 2000 градусов. Это позволит работать с деталями большого размера и использовать тугоплавкие припои и флюсы.
Форма и размер пламени

Для точечных работ важно, чтобы оно имело карандашную форму, и было как можно компактнее. Но для пайки больших объёмов меди используется широкое вихревое пламя

Удобно, когда газовая горелка имеет несколько сменных сопел и систему регулировки, позволяющие производить точную настройку.
Удобство. Для домашней надобности подойдут и устройства, устанавливаемые на портативные газовые баллоны. Но в производстве лучше применять горелки, присоединяемые к большим газовым баллонам с помощью шланга. Они удобнее в использовании и рассчитаны на долговременную эксплуатацию.

В комплекте с горелкой должен поставляться кронштейн для закрепления сменных жал и сам комплект жал различного размера и сечения. Некоторые пытаются изготовить горелку своими руками. Но это требует специальных знаний и точных расчетов. Гораздо проще купить уже готовый инструмент.

Флюс

Для большинства вида припоев необходима предварительная обработка труб специальным составом, который носит название флюс.

Флюс выпускается:

в жидком виде;

Составы для пайки в жидком виде

в виде пасты.

Состав для пайки в виде пасты

Приоритетней и удобней использовать флюс, изготовленный в виде пасты, так как более твердый состав способствует равномерному нанесению и не растекается по поверхности трубы.

Флюс позволяет:

• произвести дополнительную очистку труб от окислов;
• более равномерно распределить припой в процессе пайки;
• защитить место соединения от коррозии и образования окислов.

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.

Технология

После того, как принадлежности и инструменты подготовлены, переходят к самой пайке:

Отрезаем деталь необходимой длины

Для раскроя трубных заготовок используют труборезы с ручным или электрическим приводом. Чтобы рез был ровным, после каждого оборота следует затягивать на треть хода регулирующий прижим маховик. Кромку следует обработать фаскоснимателем и зачистить ершиком. Если соединение стыковое, одну из труб следует расширить. Далее поверхности обезжиривают и проверяют качество их сопряжения.

Наносим флюс на поверхность трубы

Флюсовую пасту наносят на внутреннюю поверхность кисточкой, встроенной в крышку баночки. Она должна быть полностью покрыта флюсом, в то же время на ней не должны скапливаться излишки.

Соединяем

Детали вставляются одна в другую с легким проворотом в обе стороны. Это помогает равномерно распределить флюс.

Излишки флюса необходимо стереть чистой ветошью.При низкотемпературной пайке включенную горелку направляют на стык. Стык необходимо прогреть равномерно, плавно перемещая факел. Катушку с припоем берут в левую руку. Проволокой касаются зазора, припой плавится и заполняет его. В этот момент пламя немного отводят в сторону, давая припою затечь в зазор.

Пропаянный стык должен остывать обычным путем, баз обдува или смачивания жидкостью. Это позволит избежать эффекта отжига.

Для высокотемпературной требуется более горячее пламя. Его получают, сжигая смесь пропана с кислородом либо ацетилена с воздухом. Прогревать стык следует равномерно и быстро, избегая пережога. Нужную температуру заготовки (750оС) можно определить по темно- вишневому цвету. Прогретый, но не расплавленный горелкой паяльный состав подают в зону стыка.

Опытные мастера сразу нагревают стык ровно настолько, сколько требуется для плавления и затекания паяльного состава. Начинающим пайщикам придется потренироваться на учебных заготовках. Избыток расплава удаляют медной лентой, предназначенной для удаления припоя. Пропаянный шов должен остывать естественным путем, без обдува холодным воздухом.

После остывания чистой сухой ветошью следует снять остатки флюсовой пасты.

Что такое серебряный припой?

Современная работа с металлом предусматривает технологию ступенчатой пайки. Она требует специального внимания, так как некоторые серебряные сплавы обладают высокой температурой плавления. Это свойство обеспечивает высокое качество получаемого соединения.

Серебряный припой для пайки в чистом виде встречается крайне редко, что связано с высокой стоимостью цветного сплава. Большей эффективностью в применении обладают составы с другими примесями. В качестве дополнительных компонентов часто применяются:

Чистый сплав серебра применяется только в ювелирном деле. Свойства припоя прежде всего зависят от доли драгоценного металла в составе:

1. При концентрации более 50% металл получается пластичным и устойчивым к повышенным нагрузкам.
2. Другие компоненты могут изменить основные свойства сплава, расширив его область применения.

Все возможные варианты указываются в ГОСТ 19738-74. В технической документации встречается таблица марок с указанием процентного содержания всех элементов. Существенно сэкономить на пайке можно при самостоятельном изготовлении сплава. Достоинствами большинства сплавов можно назвать следующее:

1. Высокая степень текучести. Это упрощает распространение состава по поверхности.
2. Прочность. Получаемые соединения могут выдерживать высокую нагрузку.
3. Коррозионная стойкость. Металл при высокой влажности покрывается коррозией. При включении в состав серебра обеспечивается коррозионная стойкость.
4. Основные свойства позволяют использовать состав для соединения самых различных металлов.
5. Низкое сопротивление электрическому току позволяет использовать припой при создании электрического оборудования.