Как паять металл


Как правильно паять металл

Многие могут спаивать провода и радиодетали, но не каждый паял металл. В этой статье я максимально коротко и с примерами изложу принцип пайки металла.

Введение

Начнём с общих представлений о пайке. Пайка это физико — химический процесс получения соединения в результате взаимодействия припоя и спаиваемого металла. Она имеет сходство со сваркой плавлением, но всё же между ними имеются различия. При сварке в месте шва свариваемые детали плавятся, а при пайке паяемый материал не плавится. Так же в отличие от сварки пайка осуществляется при температурах ниже плавления спаиваемого металла. Формирование шва при пайке происходит путём заполнения припоем зазора между соединяемыми деталями, т.е. процесс происходит за счёт смачивания и капиллярного эффекта.

Встаёт вопрос, зачем же пользоваться пайкой, если сварка лучше скрепляет детали. На это есть свои плюсы:

Пайка — достаточно прочное соединение, если соблюдать технологию.

Оборудование

Для спаивания металла необходимо следующее основное оборудование:

♦ Паяльник. Мощность зависит от размера спаиваемых деталей. Для пайки небольших деталей (жесть, проволока, болтики) сойдёт паяльник ватт на 60, для более крупных — 100 ватт и выше. Я использую 2 паяльника — на 65 и 100 w, для домашних условий это вполне достаточно.

На том, как залудить паяльник я подробно останавливаться не буду, в интернете есть отдельные статьи про это. Скажу лишь основное:

— При первом включении паяльника ему нужно дать обгореть — выставить включённым его на улицу и подождать когда перестанет вонять и дымиться.

— Далее необходимо напильником зачистить жало до блеска, опустить кончик жала в канифоль, потом расплавить им олово.

— Олово должно равномерно покрыть жало. При нагреве жало будет выгорать, его нужно будет затачивать и заново лудить.

♦ Паяльная кислота и припой. Деревянная палочка используется для нанесения кислоты.

♦ Вспомогательные приспособления. К ним относятся напильник и наждак, необходимые для зачистки паяльника и деталей.

Так же паяльнику нужна подставка. Самое простое что можно использовать в качестве подставки — любой металлический предмет, с которого паяльник не будет скатываться.

Для удержания спаиваемых деталей используются различные инструменты, например тиски и плоскогубцы. Так же детали можно закрепить гвоздиками на доске.

Основы пайки

Давайте теперь разберемся, какие металлы легко поддаются пайке:

  1. Серебро
  2. Медь
  3. Латунь
  4. Цинк
  5. Никель
  6. Железо
  7. Нержавеющая сталь

Остальные металлы паяют при помощи специальных флюсов и другой технологии. В данной статье эта тема затрагиваться не будет.

С металлами разобрались, теперь приступаем к изучению процесса пайки:

Лучше всего обучаться пайке на белой жести. Её не нужно зачищать, но необходимо обезжиривать. При наличии жира кислота не смачивает поверхность жести. Ниже рассмотрены примеры спаивания проволок и жести. Для обучения можно повторить всё это.

Спаивание жести / листового металла

Далее в добавок к фотографиям будут идти схематические изображения. Вот условные обозначения:

Соединение «Впритык»

Качество: Малопрочно

Соединение «Внахлёст»

Качество: Прочно

Соединение «В замок»

Качество: Очень прочно

Спаивание проволоки

Соединение «Впритык»

Качество: Малопрочно

Соединение «Внахлёст»

Качество: Прочно

Соединение «С усилением»

Качество: Очень прочно

Для усиления на левом соединении используется намотанная виток к витку медная проволока, на правом — стержень и резьба обёрнуты полоской жести:

Спаивание проволоки и листового металла

Соединение «Впритык»

Прочность: Малопрочно

Соединение «Внахлёст»

Качество: Прочно

Соединение «Насквозь»

Качество: Очень прочно

Заключение

Пайка — несомненно нужная вещь, использование которой решает многие проблемы с соединением деталей. Напоследок в качестве примера представлю несколько работ, в которых она использовалась:

Продувочный баллон

Рукояти для инструмента

Складной инструмент

Модернизация мультититула

Приспособление «Третья рука»

Жестяная воронка

Ручки для надфилей и напильников

mozgochiny.ru

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…

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:

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.

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:

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:

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….

stroy-block.com.ua

Пайка железа с помощью оловянного припоя

Процесс пайки – это химическое соединение двух металлов с помощью припоя. Причем кристаллическая структура металла не изменяется. То есть, соединяемые части остаются при своих технических характеристиках.

Само соединение получается достаточно надежным, но многое будет зависеть от вида припоя и технологии пайки. К тому же необходимо отметить, что не все металлы могут быть соединены этим процессом. Основные же металлы, особенно стальные (железо), между собой могут быть спаяны.

Три технологии

Существует три технологии пайки железа оловом:

  1. паяльником. Для этого придется использовать мягкие припои с большим содержанием свинца;
  2. паяльной лампой. Здесь потребуются твердые припои с большим содержанием олова;
  3. электрическая пайка железа.

Первый способ применяют в том случае, если железо не будет в процессе эксплуатации подвергаться большим нагрузкам. Второй – это лужение железа оловом, когда оловянный припой наносится на поверхность металлического изделия и растирается по всей его плоскости тонким слоем.

В этой технологии обязательно применяется флюс для пайки. Третий вариант используется в производственных масштабах, для чего применяется специальное оборудование.

Пайка листов жести

Пайка жести (тонкого листового железа) является часто встречаемым процессом в изготовлении металлической тары. Но нередко и в домашних условиях приходится скреплять листы железа между собой, собирая герметичные конструкции. Поэтому перед тем как припаять один лист к другому, необходимо подготовить все нужное.

Для процесса пайки железа с помощью олова понадобится припой с небольшой концентрацией олова, к примеру, ПОС-40, флюс, паяльник и шило.

Флюс в процессе пайки железа выполняет функции растворителя и окислителя одновременно. То есть, сразу происходит смачивание металла и защита от окислительных процессов. В качестве флюсов используют канифоль и соляную кислоту или хлористый цинк и борную кислоту.

Что касается паяльника, то для проведения качественной пайки оловом лучше выбрать электрический инструмент мощностью более 40 Вт. Старый паяльный инструмент, который нагревается от пламени огня, сегодня практически не используют даже в домашних условиях.

Последовательность действий

Вот основные этапы данного процесса:

Очистку проводят механическим способом наждачной бумагой. Если загрязнения большие, то придется провести обработку растворителем. Если не удается очистить и таким методом, тогда проводят травление серной кислотой.

Два куска листового железа подносят друг к другу на расстояние 0,3 мм. Их края обрабатывают пастообразным флюсом при помощи кисточки. Жало паяльника очищается наждачкой, и сам инструмент включается в электрическую сеть через розетку. Чтобы проверить, хорошо ли он нагрелся, надо помести его жало в нашатырную смесь, которая должна закипеть.

Теперь проводится этап лужения железа. То есть, с помощью припоя из олова или его сплава обрабатываются края двух листов жести, чтобы покрыть их оловянным слоем, который будет выполнять защитные функции от коррозии металла.

Все готово, остается только запаять два конца листов. Жало паяльника подносится к месту стыка вместе с припоем из олова, и они оба продвигаются плавно по границе соединения.

При этом жало необходимо прижимать не острым концом, а плоской гранью, за счет чего будет прогреваться одновременно и соединяемые детали, что скажется на высоком качестве проведенной пайки железа.

Особенности работы с оцинкованными изделиями

Пайка оцинковки оловом по чисто технологическому процессу от предыдущей ничем не отличается. Но есть в технологии свои тонкие нюансы, которые сказываются на качестве конечного результата.

Нельзя паять оцинковку припоями, в состав которых входит большое количество сурьмы. Это вещество при контакте с цинковым покрытием создает непрочный шов.

В качестве флюса лучше использовать борную кислоту и хлористый цинк. Если сами изделия уже были залужены оловом в процессе производства, тогда в качестве флюса можно применять канифоль.

Когда производится соединение оцинкованного железа (листового) и проволоки, то последнюю надо согнуть под прямым углом, чтобы увеличить площадь контакта двух изделий.

В остальном процесс проводится точно также. Кстати, неважно, проволока была изготовлена из оцинковки или обычной стали.

Есть еще несколько важных позиций, которые надо учитывать в процессе пайки оцинкованных изделий. Если для пайки железа используются припойные стержни на основе олова и свинца, то для них лучше добавлять флюс на основе хлористого цинка и хлористого аммония. Соотношение 5:1 соответственно.

Припой на основе олова и кадмия требует едкого натра в качестве флюсовой добавки.

Если между собой соединяются оцинкованные изделия из железа, в состав защитного слоя которых входит более 2% алюминия, то применяется припой на основе олова и цинка. А в качестве флюса используют соляную кислоту и вазелин (стеарин).

В независимости от того, какие детали или узлы соединяются пайкой, необходимо после окончания процесса и остывания шва промыть место стыка водой, чтобы удалить остатки флюса.

Техника безопасности

Пайка железа оловом – процесс небезопасный. Поэтому надо строго соблюдать меры предосторожности. На руки надеваются защитные перчатки, под паяльник обязательно устанавливается подставка, чтобы разогретое жало не касалось стола и подручных материалов. И сама процедура должна проводиться аккуратно.

При кажущейся простоте паячной операции, на самом деле это серьезная процедура. И относиться к ней надо с большим вниманием. Что-то упустили, неправильно даже приложили, и можно считать, что качество стыка резко упало. Поэтому важно к каждому этапу подходить ответственно, особенно это касается очистки двух стыкуемых изделий из железа.

svaring.com

Как правильно лудить металл

> Советы электрика > Как правильно паять паяльником с кислотой

Чаще всего для пайки печатных плат в радиотехнических изделиях и бытовой технике предпочитают использовать обычную канифоль из сосновой смолы, но ее можно заменить другими компонентами. В расплавленном виде она способствует растеканию оловянного припоя по медным дорожкам платы.

Это позволяет надежно припаять ножки радиодеталей и концы соединительных проводов. Канифоль позволяет эффективно паять медные, жестяные и серебряные изделия.

Для того чтобы паять оцинкованное, нержавеющее железо, радиатор, ведра, кастрюли, различные сплавы, латунь и другие металлы можно использовать кислотные растворы.

Флакон с кислотным раствором для пайки металлов

Кислотные растворы

Важно правильно выбрать кислотный раствор. Зависит это от вида металла, из которого сделаны детали. Это может быть алюминиевый или медный радиатор, чайник, который надо спаять, медь, латунь или кровельное железо:

  1. Оцинкованное железо. Места, где необходимо паять, обрабатывают кислотным раствором, правильно его называют (хлоратом цинка). Такой состав можно купить в специализированных магазинах, проще всего приготовить его самостоятельно.

Для этого достаточно в 100 мл соляной кислоты бросить кусочки цинка, который можно снять с корпуса пальчиковых батареек. После окончания химической реакции цинк растворится, выделяя при этом большое количество водорода.

Правильно будет осуществлять процесс в хорошо проветриваемом помещении, при отсутствии открытого огня.

После того, как раствор остынет и отстоится, верхнюю прозрачно-желтую часть переливают в чистую стеклянную посуду. Осадок сливают в грунт, в канализацию с металлическими трубами не рекомендуется. Кислотой можно повредить трубы и герметичные прокладки. Оставшаяся часть раствора готова для обработки кровельного оцинкованного железа.

Как запаять листы кровельного железа

  1. Нержавеющая сталь. Прежде чем паять, поверхность зачищается и обрабатывается ортофосфорной кислотой, в состав которой входят следующие элементы:

Ортофосфорная кислота применяется для пайки в качестве флюса и для очищения металла от ржавчины

Раствор бывает прозрачным светло-желтого цвета или бесцветным, при нагреве до 213ºС преобразуется в h5P2О7 (пирофосфорную кислоту), которая обезжиривает поверхность металлов. Состав растворяет оксидную пленку на различных металлах и сплавах:

Применение кислот

Чтобы паять металлические изделия (трубы, радиатор, ведра, кастрюли), поверхность элементов тщательно зачищается, можно напильником или наждачной бумагой. На очищенные участки кисточкой наносят кислотный раствор, после чего на поверхности паяльником расплавляют до жидкого состояния припой.

Как правильно паять паяльником

Жидкий припой облуживает зачищенные места, при кипении кислотный флюс выходит на поверхность. Когда  припой застывает, спаиваемые элементы надежно и герметично фиксируются.

Паять можно мощным паяльником или открытым огнем от газовой горелки. Можно использовать различные источники тепла в зависимости от площади разогреваемой поверхности и температуры плавления припоя.

Остатки кислотного флюса смываются водой, лучше мыльным, щелочным раствором, это исключит дальнейшую коррозию металла.

Обработанные и спаянные элементы нержавеющей стали

Кислотой можно повредить кожу и мышечную ткань, при вдыхании паров поражаются дыхательные органы. Контактируя с воздухом, соляная кислота вступает в химическую реакцию, над открытой емкостью заметен дымок. Работать правильно в этих условиях в защитных очках, резиновых перчатках, противогазе, можно в респираторе.

При попадании раствора на кожу промыть этот участок тела 6%-ным щелочным раствором или простым мылом. Не рекомендуется флюсами с кислотой паять радиотехнические платы. Кислотные составляющие с них трудно смываются и способствуют распаду медных дорожек. Их лучше заменить, для этого есть специальная паста.

Хранить растворы с кислотой для пайки правильно будет в емкостях из следующих материалов:

Такая посуда не вступает в реакцию с кислотой, в ней длительное время можно сохранить приготовленный состав.

Пайка без паяльника

В бытовых условиях при отсутствии паяльника можно паять медные провода диаметром до 2 мм. Для пайки радиаторов, посуды используют специальный припой, паяльные лампы, газовые горелки, так как медь стержня паяльника не в состоянии разогреть большую площадь поверхности. Существует несколько способов:

  1. Лужение и пайка проводов в расплавленном припое. Предварительно провод нагревают, прикладывают к кусочку канифоли, она плавится и равномерно растекается по поверхности соединения. Провод скруткой опускается в расплавленный припой в жестяной банке на костре, можно греть на паяльной лампе. Для того чтобы запаять скрутку, желательно ее подержать в кипящем олове до 1 минуты. Медные провода прогреются, и сплав заполнит все промежутки между скрученными проводами. Таким способом можно паять мелкие детали из меди, латуни и других сплавов.

Залуженный и спаянный медный провод

  1. Пайка проводов в желобе. Зачищенные и скрученные провода укладываются в отрезок трубки 2-3 см из алюминия, диаметром 0,5-1см, распиленной вдоль. Сверху засыпается смесью мелкой стружки припоя и канифольной пыли, снизу эта конструкция разогревается зажигалкой, свечкой или малой паяльной лампой.

Разогрев припоя паяльной лампой (горелкой)

Смесь плавится и тщательно обволакивает все места соединения проводов. После застывания алюминиевый желоб убирают, место соединения изолируют.

Стружку припоя можно наточить крупнозернистым напильником.

  1. Тонкий медный провод до 0,75 мм можно уложить на фольгу из алюминия, насыпать смесь из канифоли и стружки олова, герметично завернуть и разогреть 3-4 минуты. Припой равномерно заполнит все элементы на месте спайки, после остывания фольгу можно снять и выбросить.

Как готовится паяльная паста

Паста для пайки продается в магазинах радиодеталей, но можно приготовить самостоятельно. В 32 мл соляной кислоты добавляют 12 мл обычной воды, потом кусочки цинка – 8,1 г. Для этого используется эмалированная посуда.

Как залудить паяльник: подготовка и уход за паяльником

После окончания реакции растворения, в состав вносят олово – 8.7 г. Когда закончится вторая реакция растворения, выпаривают воду до пастообразной консистенции раствора. Паста перемещается в фарфоровую емкость, куда засыпают порошок, в составе которого:

Эта паста замешивается на 10 мл глицерина, подогревается и перемешивается.

Как правильно паять, последовательность действий:

Паста очень эффективна, когда необходимо паять медный провод, мелкие детали из сплавов, основой которых является медь, латунь, например радиатор, самовары и другие изделия.

Пайка посуды

Как установить розетку своими руками правильно

Ведра и кастрюли, с отверстиями не более 5-7 мм в диаметре, рекомендуется паять, не используя паяльник, припоем ПОС-60. Дырявые места на посуде можно надежно запаять. Для этого дырки тщательно зачищаются наждачной бумагой изнутри емкости. Отверстию по краям придается конусная форма, очищенные места кисточкой обрабатываются раствором паяльной кислоты.

Для того чтобы исключить утечку припоя с наружной стороны, все донышко или отдельные места, где требуется запаять отверстия, закрывают тонкими жестяными пластинами. С внутренней стороны в зачищенные отверстия насыпают порошкообразный припой с канифолью. Места пайки разогревают на открытом огне до плавления припоя и заполнения им всех щелей.

Для радиаторов зачистка и пайка осуществляются с наружной стороны. Чтобы исключить протекание припоя внутрь, отверстие закрывают пластиной жести, оцинкованного железа, можно заменить на медь или латунь. Выбор зависит от материала, из которого сделан радиатор. Однородные металлы и сплавы, схожие по своему составу, легче запаять.

После окончания процесса пайки радиаторов внутренняя и внешняя поверхности тщательно промываются щелочным, мыльным раствором для того, чтобы исключить воздействие кислотных составляющих на металл.

Флакон с флюсом для пайки алюминия

Когда надо запаять детали из алюминия, используются специальные припои:

Последовательность обработки поверхности аналогичная, как и для подготовки железной посуды. Для того чтобы качественно запаять алюминий, в порошок добавляют канифоль, но температура плавления должна быть выше 500ºС. Припой в отверстии рекомендуется помешивать, можно тонким медным жалом паяльника.

Паста для пайки печатных плат

Состав не сильно отличается от пасты, которую используют, чтобы припаять без паяльника, в порошок входят следующие компоненты:

Для пастообразной консистенции добавляют диэтиловый эфир – 10 мл, его можно заменить, использовать глицерин – 14 мл.

Последовательность пайки:

Уроки пайки.

Научиться правильно паять можно, просмотрев это видео.

Из вышеизложенной информации следует, что при желании и наличии определенных материалов в бытовых условиях можно паять различными способами, достигая качественного крепления деталей и герметичности емкостей.

Пайка медных труб с помощью горелки

Можно спаять паяльником или без паяльника практически все металлы, сплавы, алюминий, латунь, медь, провода электрических цепей различного назначения, металлическую посуду, корпуса радиаторов и другие элементы оборудования.

Читайте также  Каким клеем приклеить резину к металлу

Источник: https://elquanta.ru/sovety/kak-payat-kislotojj.html

Понятие лужение это: 4 практических применения

При лужении следует соблюдать правила техники безопасности Вы, наверное, замечали, что когда два соединенных между собой проводника, при долгой работе начинают греться. Особенно это заметно при увеличении мощности проходящего тока. Данное явление происходит при образовании оксидной пленки между проводниками, которая нарушает контакт. Недостаточный контакт между проводами, приводит к их нагреву. Для обеспечения долгого и надежного контакта, используют процесс лужения проводов.

Лудить, это значит покрывать металлические изделия тонким слоем олова, которое в свою очередь предотвращает процесс окисления металлических поверхностей. Но если брать во внимание облуживание паяльника, то тут процесс немного отличается.

Залуживание паяльника пошагово:

Перед тем как облудить паяльник, необходимо подготовить рабочую поверхность. В первую очередь, если паяльник совершенно новый, нужно заточить жало устройства. Для того чтобы сделать это правильно, следует учитывать процессы в которых будет использоваться паяльник.

Залудить паяльник можно на деревянной поверхности

Жалу паяльника можно придать форму клина. Для этого жало вынимается из устройства, и при помощи напильника или электростанка, жало с двух сторон затачивается под углом до 400. Если паяльник используется для работы с мелкими радиодеталями, то ему придают форму конуса, которая обеспечивает более удобную работу.

Обратите внимание! Ширина острия клина должна быть не менее одного миллиметра. Если жало в виде конуса, то рабочая площадь составляет около двух миллиметров.

Если заводская форма жала устраивает, то важно понимать, что все изделия на заводе изготовителе, покрывают патиной – оксид кислорода и меди, которая имеет зеленоватый оттенок. Перед лужением жала устройства, необходимо используя наждачную бумагу с мелким зерном, удалить данное покрытие.

После этого, жало устанавливается в устройство, и подключается к электросети. Необходимо дождаться равномерного прогрева свей поверхности жала, после которого и производиться лужение.

При нагревании до оптимальной температуры, жало устройства обрабатывают смолой или куском канифоли. Покрывается вся поверхность.

Лужение проводов: технология

Медь и ее сплавы со временем окисляются под воздействием кислорода. Для того чтобы соединения медных проводников в процессе работы не окислялись, необходимо их залудить оловом.

Для работы потребуется:

Правильно залудить медный провод, получится только хорошо разогретым паяльником. Поэтому пред началом работ, включаем его в сеть и оставляем разогреваться.

Далее, производим очистку проводников от изоляции. В зависимости от назначения и способа применения, изоляция снимается на необходимую длину. Если проводник многожильный, его обязательно нужно скрутить .

После этого, в зависимости от материала обработки, выполняется следующее. Если медная жила покрывается канифолью, то ее помещают в емкость с данным материалом и нагревают паяльником. Если используется флюс, то провод покрывается жидким флюсом и прогревается паяльником.

Обратите внимание! Чем лучше прогрев металла, тем качественнее лужение медного проводника.

Затем, на разогретое жало паяльника берется необходимое количество олова и используя данное устройство, распределяется по всей поверхности обработанного провода.

Перед тем как выполнять лужение проводов, стоит предварительно посмотреть видео с мастер-классом

Для того чтобы залудить медный кабель большого сечения, используют тигель (емкость для плавления). В этом случае, в разогретую емкость до температуры плавления олова, помещаются куски металла. Жила кабеля обрабатывается флюсом или канифолью и помещается в тигель. Таки образом, достигается, нормальный нагрев жилы и равномерное распределение олова по ее поверхности.

Что нужно и как залудить и припаять провода от наушников

Очень часто, под воздействием механических нагрузок, выходят из строя наушники. Эти приводит к обрыву слаботочных проводников. Данные проводники в устройстве, достаточно тонкие, поэтому технология лужения и пайки немного отличается.

Особенности работы:

Начать работу, следует с разборки старого девайса. В первую очередь отпаиваются оборванные проводники. Далее производится подготовка к пайке нового провода.

Так как, слаботочные проводники для наушников, для изоляции друг от друга покрывают лаком, то это в некоторой степени затрудняет процесс припаивания. Для этого, облегчения работ, необходимо удалить слой лака с проводов, тем самым подготовить металл для лужения.

Делается это при помощи разогретого паяльника с использованием канифоли. Жила провода, помещается в канифоль, и разогревается. Затем она кладется на ровную поверхность, на которой легкими движениями от изоляции к концу провода счищается слой лака.

После этого, используя разогретый паяльник, тонким слоем олова покрываются провода. Стоит отметить, что залуженные провода наушников не только обеспечивают надежный контакт, но и процесс пайки значительно упрощается.

Луженая медь: характеристики и применение

Благодаря своим свойствам, медная проволока, нашла широкое применение, как в бытовых, так и промышленных масштабах. Главной особенностью меди, является устойчивость к различным механическим воздействиям, перепадам температуры и влиянию атмосферных осадков.

Но для улучшения показателей устойчивости меди, используют процесс лужения, при котором она покрывается тонким слоем олова, толщина которого варьируется 1 – 20 микрон.

Процесс лужения медной проволоки:

Приобрести луженую медь можно в строительном магазине

В первую очередь, катушка с проволокой устанавливается на специальный подающий механизм, посредством которого, она проходит все необходимые процессы.

Сначала, проходя через специальные щетки, которые смачиваются раствором хлорида цинка, проволока очищается. Раствор хлорида цинка, получают путем растворения гранулированного цинка в соляной кислоте.

После того, как проволока прошла очистку, она проходит через ванну, наполненную расплавленным оловом. Данный способ, позволяет добиться равномерного распределения олова по всей поверхности металла.

Далее, для придания идеальной равномерности покрытию, проволока проходит через небольшие щетки из резины. Таким образом, устраняются наплывы олова на поверхности проволоки.

Обратите внимание! Самым важным при лужении медной проволоки, является не допустить наплывы олова.

Затем, проволоку охлаждают. Происходит это при прохождении ее через ванну наполненную холодной водой. Данные процесс, выполняет функцию улучшения качества соединения олова с медной поверхностью проволоки.

После этого, проволока проходит вторичную обработку щетками, при которой проволока полностью избавляется от наплывов и при необходимости уменьшается ее диаметр.

На приемном механизме, проволока наматывается на катушку и упаковывается.

Как облудить подшипник оловом (видео)

Не имеет значения, какая конструкция у металлического изделия (провод или подшипник). Достаточно часто, корректная работа данных изделий зависит от качества соединения и материалов, которыми оно обработано.

Источник: http://6watt.ru/elektrooborudovanie/instrumenty/luzhenie-eto

Пайка оцинкованного железа в домашних условиях: советы от мастера

Пайка оцинкованного железа требует определенного под хода к процессу. Для выполнения необходим флюс. Это вещество одновременно является и растворителем, и окислителем. Дополнительно это вещество позволяет металлу смачиваться железом, так можно получить шов высокого качества. Чаще всего в качестве флюса для работы с оцинкованными деталями или изделиями в домашних условиях используют канифоль или соляную кислоту. В отдельных случаях возможно применение борной кислоты или хлористого цинка.        

Когда оцинкованный металл пригоден для паяния

Для правильного решения вопроса, как паять оцинковку, необходимо рассмотреть некоторые свойства цинка. Этот металл начинает плавиться при температуре в +460 оС. А при температуре +960 оС начинает испаряться.

Выше этих температурных значений в материале начинают образовываться поры, трещины и дефекты паяных соединений. Поэтому процедуру можно проводить только при меньших показателях. Альтернативой может служить использование присадочной проволоки.

В промышленных условиях процедура в этом случае проводится в защитной среде газа. Чаще используют проволоку, содержащую медь с кремнием, бронзой и алюминием.

Эти материалы дают такие преимущества:

Припой для проведения домашних работ, его состав и свойства

Припои принято классифицировать на твердые и мягкие. Для пайки оцинковки в домашних условиях используется только вторая группа. Если применять твердые припои, то не только невозможно добиться качественного сварного шва, но и существуют риски коробления самих изделий из оцинкованного железа.

Присадочные материалы должны иметь низкую температуру плавления, точка должна располагаться ниже, чем у основного материала. Чаще всего в домашних условиях используют припой ПОС-30, это вещество на основе олова. Для него в качестве флюса лучше использовать хлористый цинк. Если поверхности были заранее облужены, то возможно использование канифоли.

ПОС 30 характеризуется следующими свойствами:

Соединения получаются ровными и герметичными. Швы представляют собой шары поверх основного материала.

Если спаиваемые элементы велики, то перед пайкой их нужно облудить – покрыть поверхности тонким слоем припоя. Это же действие необходимо при пайке цилиндрических изделий, входящих друг в друга. Если это трубы, то на элемент большего диаметра припой наносится с внутренней стороны, а у детали меньшего диаметра – с внешней.

ПОС 30 состоит из 30% олова и 70% свинца. Материал имеет следующие технические параметры:

Оборудование для проведения работ в домашних условиях

Прежде, чем задаваться вопросом, как паять оцинкованное железо в домашних условиях, нужно подготовить необходимое оборудование. Главным инструментом является обычный паяльник с жалом в форме шила. Но будут нелишними и другие приспособления. Для паяльника необходим специальный держатель или подставка, который удержит инструмент в нагретом состоянии.

Для точного соединения мелких деталей понадобятся штативы с оптическими линзами. Для удаления из помещения дыма – дымопоглотители. Для удаления излишков олова понадобятся оловоотсосы. Существуют различные коммутаторы, термопасты, модули управления и адаптеры.

Это оборудование позволит не только выполнять процесс пайки, но и обеспечит максимально качественный результат.

Источник: http://solidiron.ru/obrabotka-metalla/pajjka-ocinkovannogo-zheleza-v-domashnikh-usloviyakh.html

Пайка проводов паяльником: как сделать правильно

Один из самых надежных способов соединения проводов — пайка. Это процесс при котором пространство между двумя проводниками заполняется расплавленным припоем. При этом температура плавления припоя должна быть ниже температуры плавления соединяемых металлов. В домашних условиях чаще всего используется пайка паяльником — небольшим устройством, работающим от электричества. Для нормальной работы мощность паяльника должна быть не менее 80-100 Вт. 

Читайте также  Как правильно держать болгарку при резке металла

Что нужно для пайки паяльником

Кроме самого паяльника нужны будут припои, канифоль или флюсы, желательно иметь подставку. Еще в процессе работы может потребоваться небольшой напильник и маленькие пассатижи.

Чаще всего приходится паять медные провода, например, на наушниках, при ремонте бытовой техники и т.д.

Канифоль и флюсы

Чтобы получить хорошее соединение проводов, необходимо их очистить от загрязнений, в том числе и от оксидной пленки. Если моно-жилы еще можно очистить вручную, то многожильные проводники нормально зачистить не удастся. Их обычно обрабатывают канифолью или флюсом — активными веществами, которые растворяют загрязнения, в том числе и оксидную пленку.

И канифоль и флюсы работают неплохо, только флюсами пользоваться проще — можно окунуть кисточку в раствор и быстро обработать провода. В канифоль надо проводник положить, затем разогреть его паяльником, чтобы расплавленное вещество обволокло всю поверхность металла. Недостаток использования флюсов — если они остаются на проводах (а они остаются), постепенно разъедают прилегающую оболочку. Чтобы этого не случилось, все места пайки надо обработать — смыть остатки флюса спиртом.

Припои и флюсы для пайки паяльником медных проводов

Канифоль считается универсальным средством, а флюсы можно подбирать в зависимости от металла, который собираетесь паять. В случае с проводами это медь или алюминий.  Для медных и алюминиевых проводов берут флюс ЛТИ-120 или буру.

Очень неплохо работает самодельный флюс из канифоли и денатурированного спирта (1 к 5), кроме того его просто сделать своими руками. В спирт добавить канифоль (лучше пыль или очень мелкие ее кусочки) и встряхивать до растворения.

Потом этим составом можно обрабатывать проводники и скрутки перед пайкой.

Припои для пайки паяльником медных проводов используют ПОС 60, ПОС 50 или ПОС 40 — оловянно-свинцовые. Для алюминия больше подходят составы на основе цинка. Наиболее распространенные — ЦО-12 и П250А(из олова и цинка), марки А (цинк и олово с добавлением меди), ЦА- 15 (цинк с алюминием).

Удобно пользоваться припоем с канифолью

Очень удобно пользоваться припоями, в состав которых входит канифоль (ПОС 61). В этом случае отпадает необходимость в предварительной обработке каждого проводника в канифоли отдельно. Но для качественной пайки паяльник надо иметь мощный — 80-100 Вт, который может быстро разогреть до необходимых температур место пайки.

Вспомогательные материалы

Для того чтобы нормально паять паяльником провода нужны еще:

Для смывки флюса может потребоваться спирт, для изоляции — изолента или термоусадочные трубки различных диаметров. Вот и все материалы и инструменты, без которых пайка паяльником проводов невозможна.

Вся технология пайки паяльником проводов может быть разделена на несколько последовательных этапов. Все они повторяются в определенной последовательности:

Вот, собственно и все. Таким же образом можно спаять два или более провода, можно припаять провод к какой-то контактной площадке (например, при пайке наушников — провод припаять можно к штекеру или к площадке на наушнике) и т.п.

После того, как закончили паять паяльником провода и они остыли, соединение необходимо изолировать. Можно намотать изоленту, можно надеть, а потом разогреть термоусадочную трубку. Если речь идет об электропроводке, обычно советуют сначала навернуть несколько витков изоленты, а сверху надеть термоусадочную трубку, которую прогреть.

Отличия технологии при использовании флюса

Если используется активный флюс, а не канифоль, процесс лужения изменяется. Очищенный проводник смазывается составом, после чего прогревается паяльником с небольшим количеством припоя. Далее все как описано.

Пайка скрутки с флюсом — быстрее и проще

Есть отличия и при пайке скруток с флюсом. В этом случае можно каждый провод не лудить, а скрутить, затем обработать флюсом и сразу начинать паять. Проводники можно даже не зачищать — активные составы разъедают оксидную пленку. Но вместо этого придется места пайки протирать спиртом — чтобы смыть остатки химически агрессивных веществ.

Особенности пайки многожильных проводов

Описанная выше технология пайки подходит для моножил. Если провод многожильный, есть нюансы: перед лужением проводки раскручивают чтобы можно было все окунуть в канифоль. При нанесении припоя  надо следить чтобы каждый проводок был покрыт тонким слоем припоя. После остывания, провода снова скручивают в один жгут, дальше можно паять паяльником как описано выше — окунув жало в припой, прогревая место спайки и нанося олово.

При лужении многожильные провода надо «распушить»

Можно ли паять медный провод с алюминиевым

Соединение алюминия с другими химически активными металлами напрямую делать нельзя. Так как медь — химически активный материал, то медь и алюминий не соединяют и не паяют. Дело в слишком разной теплопроводности и разной токопроводимости.

При прохождении тока алюминий нагревается больше и больше расширяется. Медь греется и расширяется значительно меньше.

Постоянное расширение/сужение в разной степени приводит к тому, что даже самый хороший контакт нарушается, образуется токонепроводящая пленка, все перестает работать. Потому медь и алюминий не паяют.

Если возникает такая необходимость соединить медный и алюминиевый проводники, делают болтовое соединение. Берут болт с подходящей гайкой и три шайбы. На концах соединяемых проводов формируют кольца по размеру болта. Берут болт, надевают одну шайбу, затем проводник, еще шайбу — следующий проводник, поверх — третью шайбу и все фиксируют гайкой.

Алюминиевый и медный проводники паять нельзя

Есть еще несколько способов соединить алюминиевую и медную линии, но пайка к ним не относится. Прочесть о других способах можно тут, но болтовое — наиболее простое и надежное.

Источник: http://stroychik.ru/elektrika/pajka-provodov-payalnikom

Для чего и как лудят металл

Лужение – это нанесение тонного слоя олова или его сплава на поверхность металлического изделия. Специалисты этот слой называют полудой. Лужение металла используется сегодня во многих отраслях промышленности: в радиотехнике, электротехнике, машиностроении и авиационной промышленности.

Жало паяльника лудят, чтобы он хорошо удерживал припой и не окислялся. Основное требование к процессу – это плотное и тонкое покрытие оловом, которое является защитным слоем для металла в борьбе с коррозией. Существуют две технологии лужения металлов: горячее и гальваническое.

Горячие технологии

Горячее лужение проводится двумя методами: погружением и растиранием. В первом случае изделие из металла погружают в ванну с расплавленным оловом. Во втором сплав наносится на плоскость изделия и паклей растирается по ней тонким слоем.

Эти способы известны давно, технологии отработаны до мелочей. Они просты и не требуют наличия сложного оборудования, приспособлений и инструментов.

Когда говорят о лужении и пайке, то зачастую имеют в виду именно горячий метод. Но есть у этой технологии и свои минусы. Во-первых, это неравномерно распределяемое олово по поверхности изделий из металла.

Особенно это касается способа погружения. Перепады одной плоскости могут оказаться значительными, особенно, если изделие имеет сложную конструкцию. Поэтому их приходится дорабатывать.

Если производится лужение металла с отверстиями небольшого диаметра или с мелкой нарезкой, то горячий вариант здесь не подойдет.

И третий недостаток горячего лужения – это сложность удаления загрязнений, которые образуются внутри сплава и остаются внутри полуды. Эти примеси приходят с припоем, поэтому очень важно использовать оловянный сплав высокой чистоты.

Гальваническая технология

Гальванический вариант облуживания делится также на два способа: в щелочных и кислых электролитах. Название говорит о том, что процесс нанесения олова основан на использовании электрического тока.

Отсюда и затратность процесса. Но именно эта технология гарантирует прочное сцепление наносимого сплава с металлической поверхностью. Есть и другие положительные стороны:

Обычно изделия со сложными формами облуживают с помощью щелочных электролитов, потому что этот вариант лужения обладает большой кроющей и рассеивающей способностью.

К недостаткам гальванической технологии лужения относится то, что этот способ сложный. Проводить его могут работники с высокой квалификацией, а это затраты по зарплате. То есть, залудить металл этим способом в домашних условиях нельзя. К тому же для проведения процесса необходимы специальные ванны.

Читайте также  Молибден металл или неметалл

Если говорить о технологии лужения со щелочными электролитами, то сам раствор является нестабильным, его сложно готовить, и придется все время контролировать концентрацию щелочи и качественное состояние анодов.

Подготовка изделий

Чем чище будет поверхность металла, тем прочнее к ней прикрепится припой. Поэтому в зависимости от требований к самой заготовке используются разные способы подготовки к лужению металла.

Первый способ – это очистка поверхности металла щетками. Обычно таким инструментом снимается окалина и ржавчина. Сначала изделие промывается водой, а затем щеткой вычищается. Нередко на этой стадии применяют известь, песок, пемзу.

Следующий способ подготовки к лужению заключается в шлифовании металла шкурками и дисками. Этот этап является доработкой изделия, то есть, доведение его поверхности до максимальной ровности.

Применяют обезжиривание с помощью натриевых составов: едкий натр – 10-15%, фосфорнокислый натрий – 10-15%, углекислый натрий – 10-15%-ный раствор. Добавим, что химические растворы перед использованием надо нагреть до 50-80С.

Применяют также травление. Для этого используют серную кислоту.

Особенности растирания и погружения

Технология лужения растиранием в своей основе содержит такой процесс, когда припой наносится на металлическое изделие и растирается паклей. При этом используется флюс в виде нашатыря и хлористого цинка. Вот последовательность операций:

  1. хлористый цинк наносится на металл и нагревается паяльной лампой;
  2. когда он закипит, в него вносится припой, который расплавляется;
  3. сверху посыпается нашатырь в виде порошка;
  4. затем паклей жидкое олово растирается по поверхности металлического изделия.

Для способа погружения используют лудильные ванны, в которых олово нагревается до +300 ℃. В расплавленный сплав опускается изделие из металла, которое покрывается слоем припоя.

При этом, чем дольше оно лежит в ванне, тем толще слой олова на нем осядет. Когда проводят лужение паяльника, то вначале нагревают его, затем погружают в канифоль, и только потом расплавляют им маленький кусочек олова, тем самым обеспечивая покрытие.

Раствор при гальванической обработке

В принципе, обе технологии лужения (со щелочными и с кислыми электролитами) отличаются друг от друга присутствием в электролитной ванне щелочного или кислотного раствора. Сам же процесс налипания олова у них одинаковый, и происходит он при помощи электрического тока.

В состав кислотных растворов входит сернокислое олово, серная кислота, вещества кипиллярно-активного типа (это фенол или крезол), коллоидные вещества (клей, никотин, желатин или схожие с ними вещества).

Очень важно точно соблюсти пропорции основных компонентов: сернокислое олово – 65 г/л, серная кислота – 100 г/л.

Что касается щелочных растворов для лужения металлов, то их разнообразие не определяется одной рецептурой. Поэтому состав растворов разный. В одних используется хлористое олово, в других оловянно-кислый натрий, в третьих двухлористое олово.

При этом в каждой обязательно будут свои концентрации веществ. Конечно, под каждую рецептуру подбирается плотность тока и температура нагрева раствора в ванне.

Лужение, как защитный процесс металлов от коррозии, один из самых востребованных. Он не очень дешевый, но эффективный по сравнению со многими технологиями. Поэтому его часто применяют в разных производствах.

Источник: https://svaring.com/soldering/tehnologii/luzhenie-metalla

Пайка деталей из разных видов жести: особенности и технология

Как в производстве, так и в домашних условиях люди сталкиваются с необходимостью пайки деталей из жести, которая имеет свои особенности и подготовку.

По сути, жесть — это холоднокатаная листовая сталь, подвергающаяся впоследствии термической обработке и нанесению гальванического покрытия в виде олова, цинка, хрома и прочих материалов.

Своё применение жесть (белая и луженая) находит в производстве банок для холодных напитков или металлической тары любых размеров. Таким образом достигается облегчение корпуса упаковки. Поэтому корректная пайка данного металла важна.

Материалы для спаивания металла

Классический вариант спаивания жести требует наличия припоя, содержащего олово и другие химические элементы, флюс, а также паяльника с шилом.

Согласно рекомендациям, применять следует припой марок ПОС 40, ПОС 30 и ПОСС 4-6. Это обусловлено химическими свойствами материалов в процессе пайки оловом. Каждый из припоев может содержать несколько элементов, среди которых олово, сурьма, мышьяк, медь и висмут.

Данные припои отличаются от других сопротивлением срезу за счёт содержания примесей. К примеру, ПОС 40 содержит 40 % олова, 2% сурьмы, по 0,05 – 0,1% оставшихся элементов. Также это повышает сопротивление разрыву шва после пайки. При понижении олова в составе повышают сурьму.

Но бывает и так, что пайка предусматривает наличие такого компонента как свинец (ПОС 90). В случае оцинкованного материала ситуация другая.

Спаивание железа предусматривает наличие флюса. По сути, он является растворителем и химическим окислителем. Во время пайки благодаря этому элементу не происходит окисление. Также обеспечивается смачивание металла железом для лучшего качества шва. Популярными флюсами для металла выступают соляная кислота и канифоль. Последняя активно применяется в радиотехнической промышленности. Иногда используется хлористый цинк и борная кислота.

Выделить наиболее подходящий флюс для спаивания деталей из жести не выйдет, так как каждый из них даёт положительный результат. Если необходимо растворить густые жировые вещества, применяют хлористый аммоний. Зачастую для данной процедуры делают смеси из вышеперечисленных компонентов.

Важную роль в процессе пайки с оловом играет применяемый инструмент, которым обычно выступает паяльник. Согласно рекомендациям его мощность должна быть более 40 Вт. Желательно применять электрический паяльник. В этом случае пайка будет удобна, а швы в результате получатся прочными и надёжными.

Сразу следует заметить, что без надобности оставляться инструмент в нагретом виде не стоит во избежание пожара, а также ухудшения свойств ручки.

В промышленности применяются паяльные станции, стоимость которых превышает в несколько раз классическое оборудование, но изделия имеют различные насадки, а также дополнительные элементы (подставка, датчик температуры и т.д).

Процесс пайки металлических деталей

Пайка предусматривает несколько этапов, в процессе которых обеспечивается качественный шов. Для спаивания металла необходимы:

Очистка поверхностей обеспечивается следующим инструментом:

Промежуток между деталями должен составлять 0,3 мм для возникновения капиллярных сил. Данная ситуация позволяет металлу заполнить кромки зазора и обеспечить качественный шов.

Иногда механически детали очистить не получается и используют травление, но в случае жести это редкий вариант. При наличии жировых пятен на поверхности необходимо применять раствор соды (10%).

В домашних условиях обезжиривание делают при помощи ацетона, бензиновой или спирто-бензиновой смеси. Благодаря их свойствам обеспечивается отличная очистка.

Следующим этапом спаивания металла жести выступает нанесение флюса. Как правило, это производится кисточкой или ветошью. Флюс хранят в обычных ёмкостях при комнатной температуре. Пайка предусматривает обильное смачивание данным компонентом места шва.

В процессе подготовки паяльника необходимо обеспечить чистоту поверхности, чтобы в будущем припой свободно распространялся по рабочей плоскости. Для этого крупнозернистой шкуркой, либо обычным напильником заостряется кончик инструмента.

Далее он включается в сеть и разогревается. Периодически наконечник смачивается нашатырной настойкой, чтобы избежать лишних загрязнений. Кстати, именно этой смесью проверяют уровень нагрева инструмента.

При хорошо разогретом паяльнике, нашатырь на поверхности начинает шипеть и покрывается зеленовато-голубым оттенком.

Далее производят лужение. Следует заметить, что при спаивании таких деталей из жести, как консервные банки, этот этап пропускается, так как он включен в технологию изготовления. Оно обеспечивает повышенную плотность и прочность шва. Важным аспектом является то, что процесс выполняют тем же материалом, который используют во время пайки. Таким образом, если спаивание металла осуществляется ПОС 30, то и лужение производится данным припоем.

https://www.youtube.com/watch?v=mezhsU5kAGw

Процесс самой пайки металлических изделий предусматривает закрепление элементов для удобства создания шва. Один кусок жести накладывается на другой, либо между ними образовывают небольшой зазор. Придерживать края можно при помощи шила или другого подобного инструмента. Разогретым наконечником паяльника берётся немного припоя ПОС 30 (ПОС 40) и поворотами в сторону данный материал распространяется по всей поверхности (если не заполняется полностью поверхность, значит инструмент зачищен не качественно).

Кончик с припоем подносят к изделиям из железа и проводят по предполагаемому шву плавными движениями. Закрепление при этом играет важную роль, так как при потенциальном сдвиге процесс придётся повторить заново. Таким образом, необходимое количество припоя наносится на поверхность, образовывая качественный шов. Прижимать паяльник следует всей гранью, а не отдельным его концом. В процессе этого происходит также нагрев элементов жести, за счёт чего шов хорошо присоединяется к поверхности.

После окончания пайки следует обработать получившийся слой металла бензиновой смесью или спиртом для снижения концентрации тепла и очистки от остатков припоя и кислоты. Это позволяет избежать появления ржавчины в дальнейшем.

Контроль поверхности выполняют зрительно. В промышленных масштабах применяют микроскопы и лупы. Шов должен быть глянцевым, без пор и трещин, покрывать только необходимую плоскость. Лишь в этом случае пайка считается качественной.

Особенности оцинкованных деталей

Для пайки оцинковки следует применять припои ПОС 30 и ПОС 40. Это связано с тем, что в составе ПОСС 4-6 имеется большое количество сурьмы, которая лишает впоследствии образованный шов прочности и эластичности.

Во время спаивания деталей из оцинковки согласно рекомендациям используют раствор хлористого цинка. В случае, когда поверхность была лужена заранее, можно применять канифольный флюс и не производить промывку изделия после спаивания.

Пайка в остальном обеспечивается тем же технологическим процессом, что описывался выше.

Действия с проволокой

Если вы планируете спаять проволоку с жестью, как оцинковки, так и обычной, следует один из углов первой согнуть под углом в 90 градусов. Это обеспечит прочность и надёжность конструкции. Процесс полностью схож с предыдущим описанием.

Меры предосторожности

Обязательно следует пользоваться предметами собственной защиты. Для паяльника применяйте специальные подставки, чтобы жало не касалось подручных предметов. Это может привести к их повреждению или чрезвычайной ситуации. Ни в коем случае нельзя прикасаться ко шву до полного его остывания, так как возможны ожоги кожи. Желательно работать в специальных перчатках, чтобы на руки не попали элементы в процессе пайки оцинковки. Важным аспектом здесь станет внимательное и осторожное обращение.

Как видите, пайка деталей из оцинковки или без покрытия предусматривает достаточно простые операции, которые с лёгкостью выполняются в домашних условиях. Следует придерживаться рекомендаций для получения качественных швов.

Источник: http://GoodSvarka.ru/pajka/zhesti/

ooo-asteko.ru

Пайка металлов. Способы, материалы, припои, флюсы для пайки металлов

Использование пайки известно с древнейших времен. В гробнице вавилонской царицы (III тыс . лет до н. э.), в засыпанной пеплом Везувия Помпее (79 г. до н.э.), во время других раскопок в Египте, Риме и Греции — всюду археологи находили паяные металлические изделия. Припои древних римлян церарий и аргентарий по своему химическому составу близки к существующим в настоящее время ПОС-30 и ПОС-50.

В истории использования пайки можно выделить три периода, которые связаны с развитием источников нагрева и особенностями применяемой техники. Первый период начался в бронзовом веке, когда человечество начало изготавливать изделия из бронзы и источником нагрева служило твердое топливо. Второй период (конец XIX ст.) характеризуется началом применения для нагрева электрической энергии. Третий период начался в 1930–1940-х годах и связан с созданием техники из новых металлов и их сплавов — циркония, вольфрама, алюминиевых, титановых, высокопрочных и жаропрочных сталей и сплавов. Это привело во второй половине ХХ ст. к разработке принципиально новых способов пайки. В настоящее время технические возможности пайки значительно расширились. Во многих случаях пайка является единственно возможной технологией неразъемного соединения новых материалов.

Пайка — процесс получения неразъемного соединения металлов, находящихся в твердом состоянии, расплавленным припоем. Припоем является материал с температурой плавления ниже температуры плавления паяемых материалов. При пайке (в отличие от сварки) плавится только присадочный сплав — припой, а между паяемым материалом и припоем протекает процесс взаимного растворения компонентов.

Требования, предъявляемые к паяному соединению и характеризующие условия его эксплуатации, определяются служебными свойствами изделия в целом: механическими свойствами, герметичностью, вакуум-плотностью, электросопротивлением, коррозионной стойкостью, стойкостью против термоударов, перегрузок и др.

В процессе пайки расплавленный припой вводится в зазор между нагретыми соединяемыми деталями. Припой смачивает поверхности деталей, растекается и заполняет зазор между ними. Взаимодействие припоя с материалом сопровождается растворением основного металла в жидком припое с образованием эвтектик и твердых растворов, взаимной диффузией компонентов припоя в сторону основного металла и компонентов основного металла в сторону припоя с последующей кристаллизацией жидкой прослойки.

Формирование прочного и надежного соединения зависит от химического состава взаимодействующих металлов, температуры и продолжительности пайки, определяющих физико-химические и диффузионные процессы, протекающие между припоем и основным металлом. Чем выше температура процесса и его длительность, тем больше степень взаимной диффузии между расплавленным припоем и основным металлом и тем выше механическая прочность соединяемых деталей. Кроме того, прочность пайки зависит от величины зазора между паяемыми деталями. Так, при малых зазорах улучшается затекание припоя под действием капиллярных сил, вследствие чего значение временного сопротивления паяного соединения больше значения временного сопротивления самого припоя.

Припой прочно соединяется с поверхностью изделия только тогда, когда хорошо смачивает ее. Для этого поверхность должна быть тщательно очищена от загрязнений. Кроме этого, для удаления пленок оксидов с поверхностей паяемого материала и припоя и для предотвращения их образования при пайке используют паяльные флюсы. Флюсы, кроме того, способствуют лучшему затеканию припоя в зазор между соединяемыми деталями и растеканию по их поверхности. Некоторые припои, содержащие эффективные раскислители (бор, кремний, барий, щелочные металлы

иудтр.) мог ные пленки.

сами выполнять роль флюсов, переводя в шлак оксидКачество паяных соединений зависит от правильного выбора способа пайки, используемых основных и вспомогательных материалов, технологического процесса пайки.

Способы пайки. Современные способы пайки принято классифицировать по следующим признакам: механизмам удаления оксидной пленки с поверхности паяемого материала, видам процессов образования припоя в зазоре, условиям заполнения зазора припоем, температурным и временным режимами кристаллизации паяного шва, температуре пайки и используемым источникам нагрева, наличию или отсутствию давления на паяемые деталив, роедмнеонности и очередности выполнения паяных соединений (рис. 3.76).

По механизмам удаления оксидной пленки способы пайки делятся на флюсовые и бесфлюсовые.

Флюсовая пайка — пайка с применением флюса. При этом флюс может также участвовать в образовании самого припоя путем выделения компонентов, плавящихся при пайке.

Бесфлюсовая пайка — пайка без применения флюса, когда удаление оксидных пленок осуществляется в восстановительной или инертной газовой среде, вакууме, а также за счет применения ультразвука.

В первом случае удаление оксидов происходит при высоких температурах за счет их восстановления или самопроизвольного распада (диссоциации), а при ультразвуковой пайке их разрушение осуществляется за счет ультразвуковых колебаний, создаваемых в расплавленном припое, наносимом на соединяемый металл специальным паяльником.

По видам процессов образования припоя в зазоре способы пайки подразделяются на пайку готовым припоем, контактно-реактивную и реактивно-флюсовую.

Рис. 3.76. Классификация способов пайки

Пайка готовым припоем — способ пайки, при котором используется заранее приготовленный припой. В качестве припоя может использоваться металлический (полностью расплавляемый) или композиционный припой. В композиционном припое помимо металлической основы содержится тугоплавкий наполнитель (порошки, волокна, сетки), который сам не плавится, а при плавлении металла припоя образует разветвленную сеть капилляров, удерживающих под действием капиллярных сил его жидкую часть в зазоре между соединяемыми деталями.

Контактно-реактивная пайка — способ пайки, при котором жидкий припой образуется в результате межфазного взаимодействия и последующего контактного плавления соединяемых материалов или соединяемых материалов и прослойки промежуточного металла. К этому способу пайки относится сваркопайка. Сваркопайка — пайка разнородных материалов, при которой более легкоплавкий материал локально нагревается до температуры, превышающей температуру его плавления, и выполняет роль припоя.

Реактивно-флюсовая пайка — способ пайки, при котором припой образуется в результате химических реакций между основным металлом и флюсом. Например, при пайке алюминия с использованием флюса ZnCl3 в результате химической реакции восстановления

3ZnCl3 + 2Al ↔2AlCl3 + 3Zn

образуется цинк, который служит припоем.

По условиям заполнения зазора припоем пайку можно разделить на капиллярную (ширина зазора < 0,5 мм) и некапиллярную (ширина зазора ≥ 0,5 мм).

При капиллярной пайке припой заполняет зазор между соединяемыми поверхностями и удерживается в нем за счет капиллярных сил. Соединение образуется в результате растворения металла основы в жидком припое и последующей кристаллизации раствора. Некапиллярная пайка — способ пайки, при котором припой заполняет зазор под действием силы тяжести или прилагаемых извне сил (магнитных, электромагнитных и др.). К этому способу пайки относится пайкосварка. При пайкосварке форма кромок соединяемых заготовок подобна форме кромок при сварке плавлением. Соединение деталей осуществляется приемами, характерными для сварки, а в качестве присадочного металла используется припой,

который под действием силы тяжести заполняет зазор.

Способы пайки по температурным и временным режимам кристаллизации паяного шва подразделяются на пайку с кристаллизацией при охлаждении и кристаллизацией при выдержке (диффузионная).

Температурный режим пайки с кристаллизацией при охлаждении состоит из нагрева припоя до температуры на 50...100 °С выше

температуры его плавления и последующего охлаждения соединения. Этот способ из-за относительно быстрого охлаждения характеризуется отсутствием диффузии в объеме взаимодействующих металлов.

Пайка с кристаллизацией при выдержке (диффузионная пайка) — способ пайки с изотермической выдержкой, при которой образование соединения сопровождается взаимной диффузией припоя и паяемого материала. Для диффузионной пайки характерна продолжительная выдержка при температуре образования паяного шва, а после завершения процесса — при температуре ниже солидуса припоя. В результате диффузии в шве образуются твердые растворы, что обеспечивает более однородный состав паяного шва и позволяет повысить его прочность и пластичность.

В зависимости от температуры пайки различают низкои высокотемпературную пайку. При низкотемпературной пайке температура плавления припоя tпл < 450 ° С, а при высокотемпературной — tпл ≥ 450 ° С. Целесообразность такого деления обусловлена тем, что используемые основные и вспомогательные материалы существенно отличаются по своим свойствам в зависимости от температуры процесса.

Способы пайки в зависимости от используемых источников нагрева разделяют на пайку в печах, индукционную, погружением, газопламенную, плазменную и паяльниками.

При пайке в печах соединяемые заготовки нагревают в специальных печах: электросопротивления, с индукционным нагревом, газопламенных и газовых. Припой заранее закладывают в шов собранного узла, на место пайки наносят флюс и затем изделие помещают в печь, где его нагревают до температуры пайки. Этот способ обеспечивает равномерный нагрев соединяемых деталей без заметной их деформации.

При индукционной пайке паяемый участок нагревают в индукторе токами высокой частоты. Для предохранения от окисления изделие нагревают в вакууме или в защитной среде с применением флюсов.

Пайку погружением выполняют в ваннах с расплавленными солями или припоями. Соляная смесь обычно состоит из 55 % K Сl и 45 % НС1. Температура ванны — 700...800 °С. При пайке погружением в ванну с расплавленным припоем покрытые флюсом детали предварительно нагревают до температуры 550 ° С. Пайку погружением в расплавленный припой используют для соединения деталей из стальных, медных и алюминиевых сплавов.

При газопламенной пайке заготовки нагревают и припой расплавляют горелками для газовой сварки. В качестве горючих газов используют ацетилен, природные газы, водород, пары керосина и т. п.

При плазменной пайке плазмотроном, обеспечивающим более высокую температуру нагрева, паяют тугоплавкие металлы — вольфрам, тантал, молибден, ниобий и т. п.

При пайке паяльниками основной металл нагревают, а припой расплавляют за счет теплоты, аккумулированной в массе металла паяльника. Для низкотемпературной пайки применяют паяльники с периодическим и непрерывным нагревом и ультразвуковые. Паяльник с периодическим нагревом в процессе работы периодически подогревают посторонним источником теплоты. Для непрерывного нагрева используют электропаяльники. Паяльники с периодическим и непрерывным нагревом чаще используют для флюсовой пайки черных и цветных металлов легкоплавкими припоями с температурой плавления ниже 300...350 °С. Ультразвуковые паяльники применяют для бесфлюсовой пайки на воздухе и пайки алюминия. В этом случае оксидные пленки разрушаются за счет колебаний ультразвуковой частоты.

По наличию или отсутствию давления на паяемые детали способы пайки подразделяются на пайку без давления и пайку под давлением (прессовая пайка). Прессовая пайка используется в тех случаях, когда необходимо обеспечить четкую фиксацию взаимного положения деталей и требуемую величину зазора. Для сжатия деталей с требуемым усилием применяют специальные приспособления — механические зажимы. При высоких температурах этот способ нередко является единственно возможным.

По одновременности выполнения паяных соединений способы пайки делятся на одновременную пайку и ступенчатую. При одновременной пайке за один цикл нагрева в одном изделии (узле) выполняют несколько паяных соединений, а при ступенчатой — каждое последующее соединение выполняют после предыдущего.

Материалы, применяемые при пайке. Материалы, применяемые при пайке, делятся на основные и вспомогательные. К основным материалам относятся припои, а к вспомогательным — паяльные флюсы, восстановительные, инертные газовые среды и вакуум.

Классификация припоев осуществляется по многим признакам, основными из которых являются химический состав и температура плавления. Классификация по химическому составу осуществляется по основным химическим элементам, входящим в их состав (оловянно-свинцовые, оловянные, свинцовые, медно-цинковые, серебряные, медные, палладиевые и др.).

По температуре плавления все припои подразделяют на припои для низкотемпературной пайки (tпл < 450 °С): особо легкоплавкие (tпл ≤ 145 °С) и легкоплавкие (145 ° С < tпл < 450 °С), и высокотемпературной пайки (tпл ≥ 450 °С): среднеплавкие (450 °С ≤ tпл ≤ 1 100 °С), высокоплавкие (1 100 °С < tпл ≤ 1 850 °С) и тугоплавкие (tпл ≥ 1 850 °С). Припои для низкотемпературной пайки используют в промышленности и в быту для пайки изделий, которые не подвергаются воздействию высоких температур и значительных механических нагрузок. Припои для высокотемпературной пайки применяют тогда, когда требуется высокая прочность и (или) работоспособность при больших температурах.

Припои для низкотемпературной пайки. К особо легкоплавким припоям с температурой плавления 45...145 °С относятся сплавы эвтектического состава, содержащие висмут, свинец, олово, кадмий. К таким сплавам относятся, например, сплавы Гутри (tпл = 45 °С), Вуда (tпл = 60,5 °С), Липовица (tпл = 70 °С), Д'Арсенваля (tпл = 79 °С), Розе (tпл = 93,7 °С), Ньютона (tпл = 96 °С), ПОСВ 33 ( tпл = 130 °С), ПОСК 50-18 (tпл = 145 °С).

Особолегкоплавкие припои находят применение, когда опасен перегрев не только паяемого материала, но и материала деталей изделия, не подвергаемых пайке. Такие припои широко применяются в электронике, электротехнике, в частности, при изготовлении приборов противопожарного назначения. Припой ПОСВ 33 применяется для пайки плавких сигнальных предохранителей, а ПОСК 50-18 — для деталей из меди и ее сплавов, не допускающих местного перегрева, в частности, полупроводниковых приборов.

Наиболее распространенными легкоплавкими припоями являются оловянно-свинцовые.

Маркировка оловянно-свинцовых припоев состоит из букв, обозначающих: П — припой, ОС — оловянно-свинцовый, Су — легированный сурьмой, и цифр, следующих после букв через дефис и обозначающих соответственно содержание олова и сурьмы. Буква М в марке припоя ПОС 61М обозначает легирующий элемент Cu

(1,2...2 %). Содержание свинца в марке не указывается и определяется по разности. Например, ПОССу 10-2: П — припой, ОС — оловянно-свинцовый, 10 % Sn, 2 % Sb, остальное — Pb.

Оловянно-свинцовые припои (ПОС 90, ПОС 61, ПОС 40, ПОС 18, ПОС 10 и др.) обладают высокими технологическими свойствами и весьма пластичны. Пайку этими припоями проводят обычно при нагреве паяльником. Минимальную температуру плавления (tпл = 190 °C) и лучшие технологические свойства имеет припой ПОС 61. Его состав близок к эвтектическому в системе «олово – свинец». Наиболее тугоплавким является припой ПОС 10 (tпл = 299 °C). Такие оловянно-свинцовые припои применяются для пайки электрои радиоаппаратуры (контактные поверхности электрических аппаратов, приборов, реле), точных приборов с высокогерметичными швами, где недопустим перегрев.

Для повышения прочности в оловянно-свинцовые припои вводят сурьму (ПОССу 61-0,5, ПОССу 25-0,5, ПОССу 9-2, ПОССу 10-2,

ПОССу 4-4, ПОССу 4-6 и др.). Малосурьмянистые припои, содержащие 0,2...0,5 % Sb и обладающие повышенной пластичностью, обеспечивают получение герметичных швов и применяются для пайки оцинкованных и цинковых деталей. Такие припои применяются для пайки электроаппаратуры, обмоток электрических машин, оцинкованных радиодеталей при жестких требованиях к температуре, свинцовых кабельных оболочек электротехнических изделий неответственного назначения, радиаторов, теплообменников и др. Сурьмянистые припои, содержащие 2...6 % Sb, широко используются в различных отраслях техники, требующих повышенной прочности паяных соединений. Такие припои применяются для пайки холодильных устройств, деталей автомобилестроения, деталей с клепаными швами из латуни и меди и др.

Для уменьшения склонности меди к химической эрозии при пайке используют оловянно-свинцовый припой ПОС 61М, легированный медью в количестве (1,2...2 %), близком к его предельной растворимости при температуре пайки, но не ухудшающим технологических и специальных свойств припоя и паяных соединений. Припой ПОС 61М применяется для пайки тонких (толщиной менее 0,2 мм) медных проволок, фольги, проводников в кабельной, электрои радиоэлектронной промышленности.

К легкоплавким припоям также относятся серебряные припои

(ПСрО 10-90, ПСрОСу 8, ПСрМО 5, ПСрОС 3,5-95, ПСр 3,

ПСр 3Кд, ПСр 2 и др.), содержащие серебро в незначительных количествах (1…10 %), а также олово, свинец или кадмий. В качестве легирующих элементов легкоплавких серебряных припоев выступают сурьма, медь или цинк. Максимальная температура плавления этих припоев составляет от 183 до 342 °С.

Легкоплавкие серебряные припои применяются для пайки меди, никеля и медных и медно-никелевых сплавов с посеребренной керамикой, проводов, работающих во всех климатических условиях без защиты соединений лакокрасочными покрытиями, стальных и серебряных изделий.

Припои для высокотемпературной пайки. Припои для высокотемпературной пайки обеспечивают более прочные соединения, чем припои для низкотемпературной, т. к. вследствие высокой температуры нагрева более интенсивно происходит взаимная диффузия элементов основного металла и припоя. Однако переходное электросопротивление таких припоев ниже, чем низкотемпературных.

К среднеплавким припоям с температурой до 1 100 °С относятся серебряные и меднок-цоивные припои.

К среднеплавким серебряным припоям относятся припои, в состав которых помимо серебра (10…70 %) в значительных количествах входят медь (ПСр 72, ПСр 50 и др.) или медь и цинк (ПСр 70, ПСр 45 и др.). Широкое применение находит припой ПСр 72, имеющий эвтектический состав с очень хорошими технологическими свойствами. Припои ПСр 45, ПСр 50, ПСр 70, ПСр 72 отличаются высокой пластичностью и технологичны. Такие припои применяются для пайки меди, медных и медно-никелевых сплавов, никеля, ковара, нейзильбера, латуней и бронз, а также железоникелевых сплавов с посеребренными деталями из стали, титана и титановых сплавов с нержавеющей сталью и т. п.

Некоторые припои, помимо этих элементов, содержатикйадм (ПСрКдМ 50-34-16 и др.), олово (ПСр 62 и др.), марганец (ПСр 37,5), фосфор (ПСр 25Ф) и др. Припои с кадмием применяются для пайки цветных металлов и стали, с марганцем — меди и медных сплавов с жаропрочными сплавами и нержавеющими сталями, с фосфором (самофлюсующиеся припои) — меди с бронзой,

меди с медью, бонрозонйзы с бр

и т. п.

Медно-цинковые припои (ПМЦ 36, ПМЦ 48, ПМЦ 54) используются для пайки меди, медных сплавов и сталей. Маркировка медно-цинковых припоев состоит из букв: П — припой, МЦ — медно-цинковый, и цифр, показывающих процентное содержание меди, остальное — цинк.

К высокоплавким припоям с температурой плавления более

1 100 °С относятся припои на основе меди и палладия.

Чистая раскисленная медь М0, M1 весьма широко применяется для пайки углеродистых и легированных сталей, никеля и его сплавов. Она хорошо смачивает сталь и растекается по ней, имеет более высокую прочность, чем среднеплавкие припои, высокую пластичность и менее дефицитна, чем серебро. Температура пайки медью находится в интервале 1 100...1 200 °С.

Особенности взаимодействия меди с другими элементами позволяют создавать припои на ее основе с широким диапазоном температур пайки (700...1 200 ° С). Например, легирование меди палладием и никелем вызывает непрерывное повышение температуры плавления медного припоя.

Для пайки деталей, работающих при высоких температурах, особенно подвергающихся трению (вентили и т. п.), используют медные припои, содержащие 2,5…10 % Fe, с температурой ликвидуса 1 180...1 230 °С или содержащие 20…30 % Fe, с температурой ликвидуса 1 200…1 230 ° С. Припой, содержащий 75 % Сu и 25 % Ni (tпл = 1 205 °С), используется для пайки вольфрама и молибдена. Припои с палладием, несмотря на их дороговизну и дефицитность, в последнее время находят широкое применение. Палладий, во-первых, менее дефицитен, чем другие металлы платиновой группы, во-вторых, образует непрерывный ряд твердых растворов

со многими металлами (Ag, Cu, Au, Fe, Co, Ni и др.).

Использование палладия в качестве основы или в качестве легирующего элемента позволяет получать припои с температурой ликвидуса от 810 °С до температуры плавления палладия (1 552 °С).

Припои на основе палладия и никеля, легированные хромом, имеют высокую жаростойкость. Наименьшая температура ликвидуса таких сплавов 1 250 ° С. Припой состава: 24 % Pd, 33 % Сr, 39 % Ni и 4 % Si используется для пайки жаропрочных сплавов.

Палладиевые припои применяют также для пайки керамики и графита со сталью и тугоплавкими металлами. Припой состава:

60 % Pd, 40 % Ni, легированный литием и бором, применяют для пайки графита с графитом или с тугоплавкими металлами — Mo, W или их сплавами. Паяные соединения, полученные с помощью таких припоев, работают в условиях нейтронного облучения в ядерных реакторах.

Припои на основе палладия и титана имеют температуру солидуса 1 440 °С, а соединения, паянные такими припоями, могут работать при температуре до 1 640 °С.

К тугоплавким припоям с температурой плавления более 1 850 °С относятся припои на основе тугоплавких металлов. Так, для диффузионной пайки сплава тантала с содержанием 1 % W в качестве припоя применяют чистый титан. Припой в виде фольги укладывается в места соединений, а пайку производят в вакуумной печи при температуре 1 900 ºС и выдержкой 10 мин. Для капиллярной пайки применяют припой на основе Та с 40 % Hf. Пайку выполняют при температуре 2 205 º С с выдержкой 1 мин . Также для пайки тантала применяется припой, содержащий 20 % Та, 5 % Nb, 3 % W, остальное — Ti.

Для высокотемпературной пайки вольфрама используют припои с температурой плавления до 3 000 °С, в том числе чистые металлы (Ta, Nb, Ni, Cu) и сплавы (Ni–Ti, Ni–Cu, Mn–Ni–Co, Мо–В и др.).

Флюсы. Классификация флюсов осуществляется по нескольким признакам, основными из которых являются температура пайки и природа активатора.

В зависимости от температурного интервала активности паяльные флюсы подразделяются на флюсы для низкотемпературной (< 450 ºС) и высокотемпературной (≥ 450 °С) пайки.

Флюсы для низкотемпературной пайки по природе активатора подразделяются на канифольные, галогенидные, гидразиновые, анилиновые и др.

В качестве флюса применяют чистую канифоль. В ее составе преобладают смоляные кислоты (80...95 %), имеющие общую формулу C19h39COOH. Канифоль удаляет оксиды таких металлов, как медь, серебро, олово, и широко используется для пайки соединений, в том случае когда промыть изделие после пайки нельзя (остатки канифоли не вызывают коррозии). Кроме того, в качестве флюса используют раствор канифоли в спирте, а также с добавками хлоридов (ZnCl2 и др.), анилина С6H5Nh3 и органических веществ,

например, гидразина N2h5, глицерина НОСН2–СНОН–СН2ОН и др. С их помощью можно паять не только медные сплавы, но также стали, оцинкованное железо, никелированное железо, конструкционные и коррозионно-стойкие сплавы.

Галогенидные флюсы используют для низкотемпературной пайки почти всех черных и цветных металлов. Чаще всего применяют хлористый аммоний Nh5Cl и хлористый цинк ZnCl2, а также смеси, содержащие эти и другие хлориды.

Широкое применение находят флюсы на основе солянокислого гидразина N2h5·2HCl и анилина C6H5Nh3, а также других органических веществ. Соли гидразина при нагреве разлагаются с выделением водорода и хлористого водорода HCl, создающими защитную и восстановительную атмосферы. Анилин обладает высокой флюсующей активностью, причем образующийся после пайки остаток защищает шов от коррозии.

Флюсы для высокотемпературной пайки по природе активатора определяющего действия подразделяются на боридно-углекислые, галогенидные, фторборатные и др.

При пайке углеродистых сталей, чугуна и медных сплавов медно-цинковыми и серебряными припоями в качестве флюса используют борную кислоту h4BO3 и буру Na 2B4O7 в различных сочетаниях. При пайке легированных сталей и жаропрочных сплавов флюсующего действия буры и борной кислоты недостаточно, поэтому в состав флюса вводят галогениды. Чаще всего вводят фториды натрия NaF, калия KF, лития LiF и кальция CaF 2, а также фторбораты натрия NaBF4 и калия KBF4.

Флюсы для высокотемпературной пайки алюминиевых, магниевых и титановых сплавов состоят из различных хлоридов (ZnCl 2, Nh5Cl и др.) и фторидов (NaF, KF и др.).

К вспомогательным материалам для пайки также относятся стоп-материалы, используемые при подготовке паяемой поверхности и наносимые на места, где нежелательно смачивание паяемого металла жидким припоем. Такие вещества подразделяют на стоппасты и покрытия, наносимые, например, гальваническим методом или распылением.

Технологический процесс пайки. Технологический процесс пайки изделия состоит из ряда операций и переходов, посредством которых он может быть осуществлен в определенном порядке. Помимо основной операции пайки он включает ряд подготовительных и финишных операций, обеспечивающих требуемые геометрические, механические и коррозионные характеристики паяных соединений и изделий.

К предварительным операциям пайки относится подготовка паяных поверхностей, включающая, во-первых, удаление жиров, масел, грязи, окалины и толстых неметаллических, в том числе оксидных пленок, образовавшихся в процессе химикотермической обработки, которые не могут быть удалены при пайке с помощью флюсов или газовых сред, во-вторых, обеспечение требуемой степени шероховатости паяемых участков и оптимального направления рисок, образующихся при этом, необходимых для лучшего растекания и затекания припоя в зазор, в-третьих, правильное закрепление припоя и соединяемых деталей, внесение флюса.

К финишным операциям относятся удаление остатков флюсов, зачистка соединения от наплывов припоя, обработка изделия резанием, термообработка и контроль качества паяных соединений.

Паяное соединение и его типы. Паяное соединение — элемент паяной конструкции, полученной пайкой. Паяное соединение состоит из паяного шва 1 и диффузионных зон 2 (рис. 3.77). Паяный шов — часть паяного соединения, закристаллизовавшаяся при пайке. Диффузионная зона — часть паяного соединения с измененным химическим составом паяемого материала в результате взаимной диффузии компонентов припоя и паяемого материала.

Рис. 3.77. Паяное соединение: а — схема; б — внешний вид; 1 — паяный шов; 2 — диффузионная зона; 3 — зона термического влияния; 4 — спай; 5 — паяемый материал

К паяному соединению примыкает зона термического влияния 3 — часть паяемого материала 5 с измененными под влиянием нагрева при пайке структурой и свойствами. Пограничный слой между паяным материалом и швом в сечении паяного соединения называется зоной сплавления (спаем) 4.

Тип паяного соединения определяется взаимным расположением и формой паяемых элементов. Основными типами паяных соединений являются нахлесточное, стыковое, угловое, тавровое, соприкасающееся и комбинированное (рис. 3.78).

Рис. 3.77. Типы паяных соединений: а — нахлесточное; б — телескопическое; в — стыковое; г — косостыковое; д — угловое; е — тавровое; ж — соприкасающееся; з — комбинированное

Нахлесточное паяное соединение (рис. 3.78, а) является наиболее удобным для выполнения и обеспечивает наибольшую прочность. Увеличение длины нахлестки в сочетании с пластичными высокотемпературными припоями почти всегда позволяет достичь равнопрочности соединения с основным металлом. Разновидностью нахлесточного является телескопическое паяное соединение — соединение труб или трубы с прутком (рис. 3.78, б). В практике телескопические паяные соединения получили наиболее широкое применение для соединения фланцев или втулок с трубами, втулок со стержнем, труб с заглушками, компенсаторов и т. д.

Стыковые соединения (рис. 3.78, в) при пайке используют реже, т. к. они не обеспечивают равнопрочность всего соединения. Для повышения прочности стыкового соединения его выполняют косостыковым (рис. 3.78, г). При таком соединении прочность стыка повышается и нередко достигается равнопрочность с основным металлом.

Угловое и тавровое паяные соединения (рис. 3.78, д, е) применяют сравнительно редко, т. к. их прочность в значительной степени зависит от пластичности паяного шва, модуля упругости паяемого металла и формы поверхности шва.

Соприкасающееся паяное соединение — соединение, в котором паяемые элементы различной геометрической формы соединены по линии или в точках (рис. 3.78, ж). Такие соединения допустимы при конструировании изделий, швы которых работают на сжатие или при небольших нагрузках.

Комбинированное паяное соединение — соединение, представляющее собой различные комбинации паяных соединений: нахлесточного, стыкового, косостыкового, таврового, телескопического, соприкасающегося (рис. 3.78, з).

Пайка по сравнению со сваркой имеет следующие преимущества:

1) она позволяет соединять всевозможные сплавы, в том числе плохо сваривающиеся, однородные и разнородные, а также соединять металл со стеклом, керамикой, графитом, полупроводниками;

2) за один прием можно получить протяженное соединение или сварить узел из множества заготовок. Последнее важно при массовом производстве и, кроме того, позволяет изготавливать сложные по конструкции узлы, которые невозможно сделать другими способами;

3) кромки деталей не оплавляются, поэтому при пайке можно сохранить размеры и форму деталей и паяного узла в целом;

4) многие паяные соединения можно распаивать, что важно при монтаже и ремонте в приборостроении.

Процесс пайки дешев, легко поддается механизации и автоматизации, особенно при массовом производстве. Все это обеспечило широкое применение пайки для изготовления сложных, тяжело нагруженных деталей в разных областях машиностроения (при производстве радиаторов автомобилей и тракторов, камер сгорания жидкостных реактивных двигателей, лопаток турбин, топливных и масляных трубопроводов и др.). В ремонтном производстве пайку используют для соединения или закрепления тонкостенных деталей и деталей из разнородных металлов, уплотнения резьбовых соединений, устранения пористости сварных швов чугунных и бронзовых отливок, заделки свищей, трещин и т. д.

www.eti.su

Сущность и применение пайки металлов

Процесс соединения заготовок, в результате которого их материал не расплавляется, называется пайкой. То есть, материал не изменяет своих технических характеристик и качеств.

Пайка металлов происходит за счет смачивания поверхностей заготовок жидким припоем, которым заполняется зазор между двумя металлическими изделиями. При этом припой – это металл или сплав нескольких металлов, обычно олова и свинца.

Соединение с помощью пайки, без расплавления, дает возможность в будущем разъединить детали (распаять или перепаять заново), не нарушая их свойств. Качество пайки зависит от типов соединяемых металлов, от припоя и флюса, нагрева и вида соединения.

Преимущества и недостатки

К преимуществам процесса пайки можно отнести:

Что касается недостатков пайки, основной – это невысокая прочность паяного соединения на отрыв и сдвиг за счет мягкости припойного металла. Сложно проводить операции, которые касаются высокотемпературной технологии.

Где применяется

После сварки пайка находится на втором месте по применению в категории стыковки металлов. А в некоторых областях производства она занимает главенствующую позицию.

К примеру, в производстве компьютеров, сотовых телефонов и другой IT-ной техники. Ведь мельчайшие детали этой техники требуют компактного контакта между собой.

Кроме этого пайка применяется для соединения медных трубок в производстве холодильников, теплообменников, при соединении твердосплавных деталей между собой, к примеру, режущие пластины к резцам.

При проведении кузовных работах проводится соединение деталей к тонким металлическим листам. Лужение тоже является частью процесса пайки, а эту операцию применяют для защиты различных конструкций от коррозии металлов.

В общем, можно сказать, что если в каких-то ситуациях нельзя соединить две металлические заготовки между собой сваркой, болтовым соединением, шпильками, клепками, клеем или другими способами, то на помощь приходит именно пайка металла.

Разновидности

Классификация пайки металлов достаточно сложна, потому что в каждой категории приходится учитывать большое количество различных параметров. Имеет значения тип припоя, способ нагрева, присутствует ли в зазоре давление или нет, как кристаллизуется паяный шов.

Но чаще всего разделение проводится по температуре расплавленного припоя. Это низкотемпературный процесс (до 450 ℃) и высокотемпературный (свыше 450 ℃).

Низкотемпературную пайку чаще всего используют именно в электронике, потому что сама технология достаточно проста и экономична. При этом появляется возможность паять мелкие детали, что актуально для этой промышленности. К тому же этим способом можно проводить соединение разнородных металлов и материалов.

Что касается высокотемпературной технологии, то она обозначается высокими прочностными характеристиками места стыка, такое соединение может выдержать даже ударные нагрузки и высокое давление.

В мелкосерийном производстве высокую температуру обеспечивают газовыми горелками или токами индукционного типа средней или высокой частоты.

В классификации процесса пайки есть еще одно разделение, в основе которого лежит тип припоя. Самый распространенный способ – использовать готовый припой.

Кстати, это не обязательно стержни из сплавов, это может быть специальная паста. Припой просто расплавляется и затекает в зазор между деталями. Здесь проявляется капиллярное явление. Силы поверхностного натяжения заставляют расплавленный металл проникать во все поры и трещины деталей.

Вторая позиция в этом разделении – реакционно-флюсовая операция, для чего используется цинкосодержащий флюс. По сути, между нагретыми кромками заготовок из металла и флюсовым материалом происходит химическая реакция, конечный результат которой и есть припой.

Способы нагревания

Паяльные материалы можно нагревать разными способами. Если говорить о домашнем применении процесса пайки металлов, то самый распространенный вариант – паяльник или горелка.

Первый инструмент используется, если необходимо провести низкотемпературный процесс, второй – если высокотемпературный. Разнообразие современных паяльников велико. Среди них есть устройства с автоматической регулировкой температуры и другими полезными функциями.

В производстве используются в основном другие технологии: печная пайка, с помощью индукционных нагревателей, с погружением в специальные ванны с металлом или солями.

Применяется нагрев электросопротивлением, когда припой и соединяемые заготовки нагреваются за счет протекания по ним электрического тока, и прочие.

Припои

В реализации пайки элементов важны припои. Изготавливают их из чистых металлов или их сплавов. При выборе обращают внимание на две основные их характеристики: смачиваемость и температура плавления. Первое свойство – это сцепление припоя с заготовками, где прочность соединения между ними становится выше, чем между молекулами самого припойного материала.

Что касается температуры, то тут есть одно требование – температура плавления припойного металла должна быть ниже, чем тот же показатель у заготовок. Поэтому припойный материал делится на две категории: легкоплавкие и тугоплавкие.

Первые – материалы на основе олова и свинца в чистом виде или с добавлением различных компонентов. Вторые – материалы на основе серебра или меди. Это медно-цинковые припои, которыми можно паять медные, бронзовые и стальные заготовки.

Серебряные марки считаются лучшими, у них высокие прочностные характеристики, поэтому их применяют для стыка деталей, работающих под вибрацией или ударами.

Кроме основных видов в промышленности используются и другие разновидности. К примеру, никелевые применяют для деталей, работающих при высоких температурах.

Золотые – для соединения золотых украшений или пайки трубок, работающих под вакуумом. Магниевые – для стыковки магниевых заготовок или деталей из сплавов этого металла.

Сам припой может быть изготовлен в виде стержней, пасты, порошка, таблеток, тонкой фольги, гранул различного размера.

Флюсы

Основное требование к качеству соединения – это физический контакт припоя с металлом двух деталей. Поэтому очень важно, чтобы на кромках заготовок не образовалась оксидная пленка.

Именно для этого в процессе пайки и применяют флюсы. Их основная задача – удалить старую пленку и не дать возможности образоваться новой.

Классификация флюсов основана на ряде различий по составу и свойствам. Они бывают:

Из всех разновидностей, что сегодня используются для пайки металлов, самыми распространенными являются борная кислота и ее натриевая соль (бура), хлористый цинк, канифоль и ортофосфорная кислота.

Особенности паяния

Так как в промышленности реализуются разные проекты, то в процессе пайки могут участвовать разные металлы. Поэтому технологии пайки могут отличаться, а некоторых случаях ее применение крайне затруднено.

Сталь

Сразу надо оговориться, что стальные заготовки можно паять только припоями на основе олова. Цинкосодержащие материалы для этой операции не подходят за счет низкого смачивания. Вот технологическая карта проводимых этапов.

Кромки заготовок из металла очищают от грязи. Затем обрабатывают их наждачной бумагой или железной щеткой, удаляя тем самым оксидную пленку.

Проводится процесс обезжиривания с помощью любого растворителя. Заготовки стыкуются с зазором 2-3 мм. Производится нагрев паяльной лампой или другим нагревательным инструментом.

В зону нагрева добавляется флюс, а затем и припой. Обратите внимание, что последний должен нагреваться больше не от пламени огня, а от разогретых кромок заготовок. После окончания процесса с участка стыка удаляются остатки флюса и припоя.

Чугун

Соединять пайкой можно только серый чугун или ковкий, белый паять нельзя. Правила пайки чугуна основаны на решении двух проблем. Первая – плохая смачиваемость металла за счет большого в нем содержания графита.

Решается проблема просто. Надо перед пайкой обработать поверхности соединения борной кислотой. Вторая проблема – в процессе нагрева в металле происходят изменения его структуры, поэтому пайку чугуна рекомендуют проводить при температуре не выше +750 ℃.

Титан

Пайка титана одна из самых сложных. На поверхности этого металла расположен альфированный слой, который насыщен атмосферными газами. Его и придется удалить или с помощью травления, или пескоструйкой. И даже после этого на поверхности останется оксидная пленка.

Чтобы соединение стало качественным, пайку проводят или в вакууме, или аргоном, или специальными флюсами. Последний вариант не гарантирует высокое качество конечного результата. При этом необходимо строго соблюдать температурный режим, который варьируется для данного металла в диапазоне 800-900 ℃.

Что касается припоев, то здесь используют или серебряные, или алюминиевые. Оловянные и свинцовые припои применяют редко, потому что с самим титаном они соединяются плохо. Хотя если нанести оловянный слой или свинцовый на поверхность титановой заготовки, то можно гарантировать неплохое качество пайки.

Нихром

Пайка нихрома – самый простой процесс, потому что сам сплав (а это симбиоз хрома и никеля) является жаростойким и пластичным.

Температура его плавления в зависимости от добавок варьируется в пределах 1100-1400 ℃. То есть, для пайки можно использовать даже тугоплавкий припойный материал.

Пайка деталей из нихрома проводится при низкотемпературном режиме. Соединение сплава со сталью требует наличия высокотемпературного паяния. Многие мастера дома делают припои своими руками, смешивая вазелин (100 г), глицерин (5 г) и хлористый порошковый цинк (7 г).

Область применения пайки дает возможность соединять между собой детали из разных цветных металлов. Конечно, к выбору методов пайки надо подходить с позиции соответствия и технологии соединения, и правильного выбора расходных материалов.

Но, как показывает практика, в основе процесса лежит тип самих соединяемых заготовок, то есть, насколько высока их температура плавления.

Отталкиваясь от этого, и выбирается сам вид паяной операции. Ведь температура плавления припоя должна быть ниже, чем у металла соединяемых деталей. И нарушать этот закон нельзя ни в коем случае. Нарушили – получили некачественное соединение или, вообще, не получили спайки.

svaring.com

Как к стали припаять олово?

Пайка – это процесс при котором создается соединение металлических частей, за счет химической реакции, которая происходит между металлом и расплавленным припоем. При этом не происходит механического повреждения кристаллической структуры материала соединяемых частей.

Что к чему можно паять?

Не получится паять алюминий или ржавый металл, хромированные объекты, так как на поверхности элементов формируется оксидная пленка, которая будет препятствовать процессу соединения. Выполнять пайку подготовленных поверхностей можно из:

Как производится пайка стали?

Процесс любой пайки производится в три этапа: очистка соединяемых поверхностей от оксидных пленок, нагрев до температуры плавления припоя, нанесение припоя (пайка).

Так как к стали припаять олово? Что бы выполнить пайку стали необходимо выполнить следующие шаги:

Типы нагревателей

Выбор типа нагревателя зависит от размеров и толщины запаиваемых стальных элементов. Если необходимо выполнить пайку стальной проволоки или тонких листов, то можно воспользоваться паяльником с хромоникелевым или керамическим нагревателем, подобрав соответствующую мощность, или же паяльником без нагревателя, который можно разогреть горелкой или на обычной газовой плите. Если необходимо выполнить пайку толстых листов стали, то для нагрева придется воспользоваться газовой или бензиновой горелкой. Во время работы паяльника, на жале будет образовываться окисление, которое будет снижать температуру паяльника.

Для очистки можно воспользоваться либо простой наждачной бумагой, либо специальным очистителем, например, ST-40. Если наконечник паяльника покрыть припоем, то это обеспечит более широкий диапазон теплопередачи и повысит эффективность пайки.

Выбор припоя

Припой – это сплав олова и свинца в определенном соотношении. Соотношение пропорций сплава определяет температуру плавления и вязкость получаемого сплава. Припой подбирается согласно требуемым характеристикам соединения и видам соединяемых материалов. При пайке стали следует использовать без флюсовые припои, а флюс наносить отдельно.

olovok.com


Смотрите также