Латунь – это сплав, обязательными компонентами которого являются медь и олово. Обладая высокой прочностью, пластичностью и коррозионной стойкостью, она хорошо подходит для изготовления как тяжелонагруженных деталей различных механизмов, так и элементов конструкций, работающих в агрессивных средах. Её основной недостаток – высокая стоимость. Но есть и другие проблемы, связанные с применением этого материала.
На сегодняшний день разработаны различные технологии, позволяющие сваривать изделия из латуни. Но все они довольно сложны, затратны, и требуют, чтобы выполняющий работу специалист обладал определёнными навыками. Альтернативой сварке часто становится пайка латуни. Она несколько проще технологически и предъявляет иные требования к квалификации исполнителя.
Возникающие препятствия
Если содержание цинка в сплаве невысоко, то особых проблем не возникает. Справиться с задачей удаётся с помощью обычной канифоли. Но в случае, когда количество цинка превышает 15%, в обязательном порядке требуется использование специальных флюсов. Это связано с тем, что испаряясь при нагреве, цинк и медь образуют на поверхности детали прочную оксидную плёнку, удалить которую очень непросто.
Выбрать готовый или изготовить самому?
Простейший флюс для пайки латуни несложно изготовить самостоятельно. Для этого потребуется смешать в соотношении один к одному порошок буры и борной кислоты, залить получившееся количество водой из расчета 5 мл на каждый грамм смеси порошка, осторожно помешивая прокипятить, а затем остудить. Но лучшими характеристиками обладают поступающие в продажу уже готовые составы.
- Одним из наиболее распространённых является флюс «Бура». Придуманный очень давно, этот рецепт получил одобрение многих ювелиров, занимающихся пайкой разных металлов, в том числе и латуни. Он относится к разряду высокотемпературных смесей, активизирующихся при достижении 700 – 900 градусов Цельсия. Несмотря на солидный возраст, свою работу он выполняет качественно.
- Хорошо справляются со своей задачей флюсы марки ПВ-209 и ПВ-209Х. В основе первого – фторосоли, а второй изготовлен с использованием плавиковой кислоты. И тот и другой также работают при температурах, приближающихся к тысяче градусов.
- Несколько меньшего нагрева потребуют выпускаемые в Германии составы Chemet FLISIL-NS-Pulver (порошкообразный) и Chemet FLISIL-NS-Paste (паста). Для них будет достаточно 550 – 800 градусов Цельсия. Лучше всего они действуют при использовании серебросодержащих припоев.
Перечисленные марки приведены лишь в качестве примера. На рынке представлено множество вариантов этой необходимой для пайки латуни продукции.
Какой взять припой
Не менее важным, чем выбор флюса, является определение нужного состава припоя.
- Для пайки латуни с содержанием меди хорошо подходит припой ПМЦ-48, плавление которого происходит при 870 – 880 градусах. Несколько меньшая температура плавления у ПМЦ-36. Оба состава относятся к группе медно-цинковых припоев.
- Марки МФ-1, МФ-2 и МФ-3 относятся к группе медно-фосфористых припоев. Они относительно недороги, пластичны, однако обладают высокой электропроводностью и сопротивляются ударным и вибрационным нагрузкам хуже, чем составы с содержанием серебра.
- Наилучшими механическими качествами обладают серебряные припои. Среди них – ПСр-10, ПСр-12м, ПСр-25 и далее, вплоть до ПСр-72. Все они имеют некоторые отличия, заключающиеся в химическом составе и температуре плавления. По-разному они реагируют и на процентное соотношение меди и олова в соединяемом металле.
Из вышесказанного ясно, насколько важно прежде, чем приступать к выбору флюса и припоя, определиться с маркой латуни. Только тогда удастся добиться приемлемого результата пайки.
Подготовка
Приступая к работе, необходимо как следует очистить место соединения от загрязнений. Для этого можно использовать самые разные инструменты – металлические щётки, специальные насадки, напильники или наждачную бумагу. После этого обработанный металл необходимо обезжирить. Не сделав этого, вы затрудните свою работу, а пайка, если её и удастся выполнить, не будет обладать достаточной прочностью.
Спаиваемые детали необходимо уложить на термоизолирующую подкладку. Странно, но многие источники до сих пор рекомендуют для этих целей признанный канцерогеном листовой асбест. Несомненно, что стоит подыскать ему не наносящую вред здоровью замену. Например, на основе стекловолокна или углепластика.
Паяльник или горелка?
Использование электрического паяльника допустимо, когда используются флюс и припой с температурой плавления порядка 500 градусов Цельсия. Но даже в этих случаях мощность прибора должна быть не менее 100 Ватт. Лучше, если этот показатель будет составлять 0,5 кВт и выше. Ведь место пайки должно быть предварительно хорошо прогрето.
Соединение массивных деталей или пайку латуни большой толщины более удобно производить с помощью газовой горелки. В этом случае можно прогреть металл так, чтобы стало возможным использование высокотемпературных компонентов. Зону соединения обрабатывают флюсом, а сверху посыпают измельчённым припоем. Лишь после этого переходят к нагреву металла. Делать это нужно крайне осторожно. Сначала выполняется предварительный нагрев, позволяющий активизироваться флюсу, а припою – схватиться с поверхностью. Постепенно температуру повышают до тех пор, пока латунь не приобретёт характерную красноту. Именно в этот момент припой растекается, заполняя все мелкие поры, чтобы при остывании надёжно соединить детали. Если всё сделано правильно, то после постепенного остывания получиться аккуратный шов, цвет которого будет близок с цветом латуни.
Область применения
Совершенно очевидно, что выполнить пайку латуни проще, чем сварку не только в домашних условиях, но и на производстве. Полученное соединение будет обладать достаточной прочностью. Тем не менее, рассчитывать на то, что оно выдержит очень высокие нагрузки, всё же не стоит. Исходя из этого, определяется и область применения технологии.
- Изготовление электрических и электронных компонентов. Механические нагрузки в этом случае невысоки, а на первый план выходит электропроводность. Не стоит забывать и о том, насколько трудно использовать сварку для соединения деталей малого размера.
- Соединение элементов, подвергающихся малым и средним нагрузкам. Сюда можно отнести детали небольших механизмов вроде часов, или составляющие трубопроводов, работающих при давлении, не превышающем нескольких атмосфер.
- Производство ювелирных изделий. Разумеется, стоимость латуни значительно ниже, чем серебра или золота. И всё же, она довольно часто используется для изготовления недорогих колец, брошек и других украшений, становясь если не главной их частью, то хотя бы компонентом оправ и застёжек.
- Не стоит забывать и реставрационные работы. Иногда пайка латуни – единственный способ восстановить вещь, сделанную много лет назад.
Нашлось применение такой методики и в машиностроении. Изготовить с её помощью новый, или запаять повреждённый латунный радиатор значительно проще, чем применять сварку. Эффективность и долговечность получившейся детали окажется значительно выше, чем у более дешёвых аналогов из алюминия.
Может быть достаточно просто выполнена и в домашних условиях, хотя многие умельцы и не решаются на такую работу, боясь определенных сложностей, которые могут возникнуть в процессе ее выполнения.
Между тем, техника выполнения пайки латуни достаточно простая и не требует какой-то специальной подготовки.
Наиболее часто пайку латуни выполняют обыкновенной газовой горелкой и для этих целей в качестве припоя можно воспользоваться оловом, бурой либо иным аналогичным материалом, который может заменить традиционный флюс.
Следует отметить, что данную работу можно также выполнить специальным графитовым электродом или паяльником, используя соответствующий припой.
По своей сути пайка данного материала чем-то напоминает пайку стали, меди или чугуна, однако имеет некоторые особенности и тонкости, которые необходимо в обязательном порядке учитывать.
Следует отметить, что детали из латуни более просто обрабатывать, чем заготовки из стали, меди или чугуна.
Особенностью пайки в домашних условиях латуни, чугуна или меди, в отличие от стали, является то, что на их поверхности образуется оксидная пленка, которая влияет на качество производимого соединения.
Несмотря на это в домашних условиях при правильном подходе к делу, выполнить пайку латунных заготовок бурой, а также деталей из меди можно не только газовой горелкой, но и паяльником, в отличие от чугуна или стали, сварка которых осуществляется исключительно электродом.
Пайка по своей сути является наиболее оптимальным способом получить достаточно прочное и неразъемное соединение, как деталей выполненных из латуни, так и заготовок из других материалов, в том числе и из чугуна. Сварка графитовым электродом, в свою очередь, требует определенных навыков и подготовки.
При осуществлении соединения между элементами обязательно вводится расплавленный припой, и для этого можно воспользоваться оловом или бурой.
Припой должен иметь температуру плавления несколько ниже температуры плавления основного материала.
При помощи пайки между собой можно прочно соединять самые разные материалы, в том числе детали, выполненные из чугуна или меди.
Очень часто это бывает единственным способом осуществить скрепление металлических поверхностей различных типов.
Конечно, пайку в некотором роде можно определенным образом сравнить с выполнением сварки, когда соединение поверхностей производится электродом, однако в этом случае общим является только конечный результат.
Суть самого процесса выполнения пайки совершенно иная.
Основное различие между сваркой и пайкой заключается в том, что при соединении поверхностей электродом плавится основной материал, а при работе с паяльником плавится только металл-связка.
Кроме этого, в пайке обязательно должен присутствовать флюс, в качестве которого может выступать бура.
Конечно, пайка обеспечивает менее прочное соединение поверхностей алюминия, меди или чугуна, чем например сварка, однако позволяет работать даже с мелкими заготовками.
Объяснить это можно тем, что используемый при пайке флюс, в качестве которого может выступать бура, под воздействием относительно высоких температур выделяет определенные химические элементы, которые и уменьшают прочность основного соединения, кроме этого, сам шов получается пористым.
Пайку алюминия, как и, например, сварку чугуна, лучше всего производить внахлест, а не встык.
Несмотря на то, что по прочности соединения пайка несколько уступает сварке электродом, она в настоящее время активно используется в самых разных отраслях промышленности.
При помощи нее осуществляют необходимое скрепление не только латунных заготовок, но и изделий из меди и даже из чугуна.
Чаще всего пайку различных типов металлов производят паяльником, однако при необходимости для этих целей можно воспользоваться и газовой горелкой.
Для выполнения пайки, в том числе и латунных заготовок, в обязательном порядке требуется припой или флюс, в качестве которого очень часто выступает бура.
Следует отметить и то, что сварка может быть как высокотемпературной, так и низкотемпературной. В домашних условиях используется первый вариант пайки.
На видео выше можно увидеть, как выполняется пайка латунных заготовок.
Характеристики материалов
Вообще латунь представляет собой сплав меди и цинка. Особенно часто он используется для производства различной домашней утвари, труб, радиаторов и многих других приспособлений.
Домашнему мастеру очень часто приходится сталкиваться с необходимостью провести соответствующую обработку поверхностей из латуни, а поэтому необходимо знать все особенности этого специфического металла.
Для выполнения пайки латунной поверхности очень важно правильно подобрать соответствующий флюс и в этом случае лучше всего подходит бура, которая способна эффективно убрать с поверхности образуемую оксидную пленку.
Приобрести данный флюс, роль которого исполняет бура, можно практически в любом строительном магазине по вполне доступной стоимости. Флюс на основе буры позволяет обеспечить более качественное затекание основного связывающего компонента в образуемые зазоры.
Также с особой тщательностью следует подбирать и припой для латуни.
Так, если данная работа будет выполняться в газовой среде, то в этом случае лучше всего воспользоваться серебряными или медно-фосфорными припоями.
Такой припой отлично подходит и для работы с латунью, которая имеет высокое содержание меди. В этом случае можно использовать припой на основе самой латуни с более низкой температурой плавления.
С особой тщательностью и осторожностью припой и флюс следует подбирать в том случае, когда необходимо соединить между собой детали из совершенно разных материалов.
Так, например, качество пайки латуни и непосредственно меди во многом зависит от того, кокой будет использоваться припой, а также флюс (бура).
Именно эти компоненты, главным образом, влияют на качество шва и его пористость.
Выполняя в условиях дома пайку латуни в среде газов, рекомендуется использовать определенный флюс, который в некоторых случаях можно заменить тонким слоем таких материалов, как никель или медь.
Это позволит избежать выделения из латунной поверхности содержащегося там цинка, соответственно, и само соединение получится более прочным и качественным.
В настоящее время можно приобрести припои, которые в своем составе содержат элементы, заменяющие обыкновенный флюс.
Это дает возможность значительно упростить работу, сделать ее более качественной и быстрой.
В качестве такого универсального припоя может выступать меднофосфорный состав.
Порядок работы
После того как будут подробно разобраны и изучены все свойства используемых в процессе пайки латуни материалов, можно переходить непосредственно к самому процессу.
Для начала следует подготовить весь требуемый инструмент и материал. Под рукой должна быть газовая горелка или паяльник, а также соответствующий припой и флюс.
Данный материалы следует подбирать максимально внимательно, чтобы в итоге шов получился максимально качественным и плотным.
В некоторых случаях припой для латуни можно приготовить самостоятельно и для этого необходимо будет взять в определенных пропорциях медь и техническое серебро, расплавить их в специальном тигеле и тщательно перемешать.
Когда расплавленная смесь станет полностью однородной, емкость с ней необходимо будет поместить в холодную воду до полного остывания.
При приготовлении припоя своими руками следует особое внимание уделять однородности его структуры, так как от этого во многом будет зависеть качество и прочность будущего соединения.
В этом случае не стоит экономить на расходных материалах и делать выбор в пользу более дешевых и менее качественных компонентов.
В свою очередь флюс для пайки готовится из буры и борной кислоты, которые также можно совершенно свободно приобрести в любом строительном магазине.
Данные компоненты берутся в одинаковых пропорциях и заливаются обыкновенной водой.
После того, как для пайки латуни будут готовы все необходимые компоненты, можно переходить непосредственно к самой работе.
Для этого берется латунная заготовка, предварительно очищенная от грязи и различных масляных пятен и аккуратно посыпается измельченным припоем.
После этого в действие приводится газовая горелка, при помощи которой производится прогрев рабочих поверхностей до определенной температуры.
Здесь главное не перегреть латунную деталь, чтобы она не лопнула и не деформировалась.
Если латунные поверхности имеют большую толщину, то их прогрев следует производить в обязательном порядке постепенно.
Более подробно о том, как паять латунь без посторонней помощи в домашних условиях, подробно рассказано на видео в нашей статье.
В нашей практике часто приходится иметь дело с латунными деталями. Они хорошо обрабатываются, паяются и затем чернятся. Большинство паяют латунь паяльником обычным оловянным припоем. У этого способа, наряду с его простотой, есть три серьезных недостатка: шов получается белый, заметный и мало у кого получается сходу сделать этот шов тонким; шов получается относительно слабым, при изгибе он может легко разойтись; при чернении олово может повести себя иначе, чем латунь и шов получится совсем другого цвета или оттенка. Данная статья расскажет о способе пайки латуни с помощью газовой горелки специальным припоем и флюсом. Получаемый шов практически не отличим по цвету от основных деталей, очень прочный и химически гораздо ближе к латуни, чем олово.
Для пайки нужно:
- газовая горелка;
- асбестовое основание;
- графитовый тигель (ванна);
- серебро;
- медь;
- бура;
- борная кислота.
Для начала нужно изготовить припой. Он будет состоять из 2 частей серебра и 1 части меди. Нужно сплавить серебро и медь (где взять серебро? - ложки серебрянные знаете? идеально подходят). Делать это можно при помощи той же газовой горелки. Отвешиваем нужное нам количество серебра и меди, помещаем их в тигель из графита и греем горелкой. Тигель можно сделать из троллейбусных контактов, их много валяется на конечных остановках. Размер тигля примерно 20х50мм. Выбирается канавка 5х40мм полукруглая, что бы легче вынуть получившийся штапик припоя, для этого ещё горячий тигель опустить в воду. Когда оба металла расплавятся, перемешиваем их стальной проволочкой – крючком. В принципе, можно сначала расплавить медь (как более тугоплавкий металл), а потом в расплав добавить серебро. Или наоборот – кому как больше нравится.
Стрелкой показана графитовая ванна. Она находится в кирпичной "домне".
Всё, припой готов. Остужаем его, раскатываем в вальцах или расплющиваем на наковальне, затем нарезаем на мелкие части. Можно просто сточить отливку грубым напильником в стружку.
Теперь флюс. Берем около 20 грамм буры (порошок), столько же борной кислоты (порошок), смешиваем и заливаем стаканом воды. Кипятим (для лучшего растворения ингредиентов). Всё, флюс готов. Такого объема флюса хватит на всю оставшуюся жизнь. Не стоит беспокоиться о том, что он может быть химически опасен. Борная кислота довольно пассивная и вашим пальцам и инструментам она не угрожает. В принципе, можно выпарить воду, прокалить уже твердый флюс, растолочь его в порошок и перемешать с припоем. Получится сухая смесь припоя с флюсом. Но это на любителя.
Процесс пайки. Паять надо на чем-то термостойком. Лучше всего для этого подходят пластинки с обшивки «Бурана». Но если «Буран» над вами не летает, то можно обойтись асбестовой пластиной. Помещаем на нее наши спаиваемые детали, смачиваем флюсом, присыпаем стружками припоя (его нужно совсем чуть-чуть) и начинаем потихоньку греть. Сначала чуть-чуть, чтобы припой немножко схватил спаиваемые детали, затем до красна (примерно 700 градусов для данного вида припоя). Припой легко затекает в щели между деталями и крепко их спаивает. На этом этапе есть следующие опасности: поскольку разница в температуре плавления припоя и латунных деталей составляет всего около 50 градусов, то надо следить за тем, чтобы не перегреть их. Иначе вы получите просто один большой слиток. Надо помнить, что маленькие детали (например, латунная проволока) нагреваются гораздо быстрее, чем массивные. Поэтому будьте внимательны. В этом случае надо греть всю конструкцию медленно, чтобы крупная деталь успевала прогреваться.
Детали прогрелись до красна.
Получаемый в результате шов имеет практически один цвет, что и спаиваемые детали. Это происходит из-за того, что в результате пайки происходит диффузия основного металла в припой. Поэтому этот же припой можно использовать при пайке серебра – шов будет белым.
Последний этап - промывка изделия от остатков флюса, который остается на изделии в виде стекловидных капель и наплывов. Чтобы избавиться от них, нужно готовое изделие промыть в горячей 3-х процентной серной кислоте (или 15-ти процентной при пайке золота). Можно это сделать на газовой плите, поставив на нее пробирку из кварцевого стекла с разбавленной кислотой. Изделие просто опускается в нее на короткое время (предварительно его нужно привязать на что-то, что не взаимодействует с кислотой) и затем промывается проточной водой.
Предвижу вопрос: «Почему нельзя использовать паяльник?» Ответ очень прост: температура плавления припоя порядка 700 градусов, а паяльник может дать только 200-250 градусов.
Те, кто не использовал газовую горелку ранее, могут спросить, насколько хватает газового баллона? При обычном использовании расход можно посчитать из расчета 1 литр на год.
Разделение пайки на низкотемпературную и высокотемпературную носит, в некоторой степени, условный характер. По своей физической природе пайка твердыми припоями не отличается от пайки мягкими. Как и последняя она представляет собой процесс образования неразъемного соединения двух металлов с помощью третьего (называемого припоем), температура плавления которого ниже температуры плавления соединяемых металлов.
И все же, несмотря на то, что низкотемпературная и высокотемпературная пайки представляют собой явления одной сущности, их технология, используемые материалы и оборудование, характеристики получаемого соединения существенно различаются. Что, собственно, и явилось основанием для разделения этих способов. За граничную температуру, разделяющую их, приняты 450°C.
Отличия высокотемпературной пайки от низкотемпературной
Что отличает высокотемпературную пайку от низкотемпературной, кроме температуры плавления припоев? Прежде всего - значительно более высокая прочность паяного соединения, обусловленная большей прочностью твердых припоев в сравнении с мягкими.
Важным отличием высокотемпературной пайки от низкотемпературной является повышенная термоустойчивость соединения. Поскольку температура плавления твердых припоев значительно выше температуры плавления мягких, соединение, выполненное высокотемпературной пайкой, способно работать при более высоких температурах, сохраняя все свои свойства. Во многих случаях при выборе способа пайки, эта особенность является определяющей.
Но есть и то, в чем пайка твердыми припоями уступает пайке мягкими припоями. Относительно высокая температура может вызывать структурные изменения в некоторых металлах. Такое, в частности, наблюдается в чугуне, в котором при пайке могут возникать закалочные структуры, приводящие к повышенной хрупкости металла в зоне шва.
Высокая температура плавления твердых припоев предъявляет свои требования к источникам нагрева. Они должны обеспечивать расплавление припоев, температура плавления которых достигает иногда 1000°C. Это исключает использование при высокотемпературной пайке удобных паяльников, являющихся основным инструментом при пайке мягкими припоями.
Резюмируя вышесказанное, можно подвести итог сравнения высокотемпературной и низкотемпературной паек. К достоинствам первой относится высокая прочность и термоустойчивость соединения, к недостаткам - сложность технологического процесса, обусловленная необходимостью прогрева паяемых деталей до относительно высоких температур.
Применение пайки твердыми припоями
Область применения пайки твердыми припоями определяется ее промежуточным положением между низкотемпературной пайкой и сваркой. Везде, где требуется получить более прочное соединение, чем это можно сделать с использованием мягких припоев, способное к тому же работать в условиях высоких температур, и в то же время сохранить структуру соединяемых металлов, не допустить их разупрочнения и деформации (как это имеет место при сварке), применяют высокотемпературную пайку.Пайка твердыми припоями является основным способом при изготовлении металлорежущего инструмента с твердосплавными пластинами. Припаивание последних обеспечивает достаточную прочность соединения и не оказывает отрицательного воздействия на твердость и геометрию режущих пластин.
Изготовление всевозможных сосудов из цветных металлов и нержавеющих сталей, соединение стальных и медных трубопроводов, работающих под высоким давлением или повышенной температуре в различных системах - холодильных, теплообменных и пр. - также не может обойтись без пайки твердыми припоями.
Широко используется высокотемпературная пайка при ремонте автомобилей - радиаторов, трубопроводных систем двигателя и трансмиссии, кузовов, различных деталей - везде, где нельзя или нежелательно применять сварку.
Целесообразно использование высокотемпературной пайки для соединения между собой тонкостенных деталей, работающих при значительных нагрузках и упругих деформациях.
Для ремонта медных и латунных бытовых изделий, подвергающихся в процессе эксплуатации высоким температурам, высокотемпературная пайка является способом ремонта не имеющим альтернативы. Таких, например, как старинный самовар, растапливаемый дровами. В этом случае мягкие припои не могут применяться из-за неспособности выдерживать высокую температуру нагрева.
Источники нагрева при высокотемпературной пайке
В качестве источников нагрева при высокотемпературной пайке может использоваться любое оборудование, которое позволяет нагревать паяемые детали несколько выше температуры плавления используемых припоев. Эта температура может колебаться в пределах 450-1200°C. При использовании тугоплавких материалов, таких как латунь или технически чистая медь, требуется нагрев, превышающий 1000°C, при использовании среднеплавких припоев требуется температура нагрева в 700-800°C.Основными источниками нагрева при высокотемпературной пайке являются газовые горелки различных типов, индукторы и печи. Применяется также нагрев электросопротивлением. В быту чаще всего твердыми припоями паяют с помощью горелок.
Припои
Основная заслуга в образовании прочных и термоустойчивых соединений при высокотемпературной пайке принадлежит меди. Она не только входит практически во все твердые припои, но в большинстве из них выполняет главную роль, являясь основой припоев.Иногда используют в качестве припоя и технически чистую медь. Однако гораздо чаще используют пайку медными припоями, представляющими собой соединения меди с другими металлами - цинком, серебром, кремнием, оловом и пр. Каждый из этих элементов вносит свою лепту в технологические свойства припоев. Почти все они снижают температуру плавления (у чистой меди она составляет 1083°C).
При высокотемпературной пайке используются медно-цинковые, медно-фосфорные, серебряные припои и латуни.
Медно-цинковые припои . Существует большое количество медно-цинковых припоев (ПМЦ-35, ПМЦ-39, ПМЦ-50, ПМЦ-54, ПМЦ-57 и пр.). Цифры указывают процентное содержание меди. Их используют для пайки бронзы, меди, стали. Недостатком чисто медно-цинковых материалов является плохая работа в условиях ударных, вибрационных и изгибающих нагрузок. Чтобы убрать или снизить этот недостаток используют легирование их другими металлами (например, латуни можно рассматривать как легированные медно-цинковые припои). Легированные медно-цинковые припои используются, в частности, при пайке твердосплавных резцов.
Медно-фосфорные припои . Медно-фосфорные припои (ПМФ-7, ПМФ-9, ПМФОЦр-6-4-0,03) представляют собой сплав меди с фосфором. Следующая за буквами цифра указывает на процентное содержание фосфора. Припой ПМФОЦр-6-4-0.03, кроме меди и фосфора, содержит олово и цирконий.
Медно-фосфорные припои относятся к среднеплавким (700-850°C), обладают высокой текучестью и хорошей коррозионной устойчивостью к агрессивным средам. Используются для пайки меди и ее сплавов (бронзы, латуни, мельхиора). Можно их использовать и в качестве заменителя серебряных припоев при ремонте ювелирных изделий.
Пайка сталей и чугуна медными припоями, содержащими фосфор, не применяется из-за повышенной хрупкости соединения и его неспособности переносить ударные, вибрационные и изгибающие нагрузки. Это вызвано образованием по границе шва пленки фосфитов.
Отличительную особенность медно-фосфорных припоев является то, что они являются самофлюсующимися. При пайке ими медных изделий, применение флюса не обязательно.
Латуни . Широкое распространение в качестве припоев получили латуни, которые являются сплавом меди с цинком. Латуни Л62 и ЛОК-62-06-04 дают прочные паяные соединения. ЛОК-62-06-04 отличается от Л62 наличием олова и кремния, обеспечивающих более высокие технологические свойства припоя. Олово увеличивает жидкотекучесть и снижает температуру плавления, а соединения кремния предохраняют цинк от окисления и испарения. Латуни применяются при пайке меди, стали, чугуна.
Серебряные припои . Серебро является отличным материалом для пайки. Серебряным припоям, которые представляют собой в основном сплав серебра с медью и цинком, принадлежит первое место по растеканию, смачиваемости, прочности и антикоррозионности. Не будь они такими дорогими, можно было бы отказаться от всех остальных припоев, используя только серебряные. Благо они обладают универсальностью и способны паять практически любой металл.
Припои на основе серебра обозначаются буквами ПСр (ПСр-15, ПСр-25, ПСр-45, ПСр-65, ПСр-70). Марки ПСр-15 и ПСр-25 используются для пайки не очень ответственных деталей. Если требуется получить особо качественное соединение, используют припой ПСр-45, имеющий 45% серебра, 30% меди и 25% цинка. ПСр-45 обладает отличными качествами - вязкостью, ковкостью, жидкотекучестью, устойчивостью против коррозии, способностью выдерживать вибрацию и удары. Припой ПСр-65 не уступает ПСр-45, но слишком дорог.
Серебряными припоями можно паять практически любой металл - медь и ее сплавы, серебро, стали и пр. Однако в силу их дороговизны пайку серебряными припоями применяют только там, где это экономически целесообразно, в частности, для соединения нержавеющих сталей, относящихся к разряду труднопаяемых и требующих припоев, обладающих хорошей смачиваемостью и позволяющих избежать коррозии, которая может возникнуть в спае.
Флюсы
Основным компонентом флюсов для пайки твердыми припоями являются борные соединения - бура (Na 2 B 4 O 7), борная кислота (H 3 BO 3), борный ангидрид (B 2 O 3). Для усиления активности борных флюсов, например при пайке нержавеющих и жаростойких сталей, в них добавляются соединения фтора - фтористый кальций, фтористый калий. Применяются специальные флюсы, регламентированные ГОСТ 23178-78 - под марками ПВ200, ПВ201, ПВ209, ПВ209Х, ПВ284Х. В первые два входят борная кислота, бура и фтористый кальций. Они используются для пайки нержавеющих и конструкционных сталей и жаропрочных сплавов. Флюс ПВ209 состоит из фтористого калия, борного ангидрида, калия тетрафторбората. Флюсы ПВ209Х, ПВ284Х состоят из борной кислоты, гидроксида калия, плавиковой кислоты. Флюсы ПВ209, ПВ209Х, ПВ284Х можно использовать для пайки меди и ее сплавов, нержавеющих и конструкционных сталей.Пайка меди и ее сплавов может производиться с помощью чистой буры, которая является универсальным флюсом для высокотемпературной пайки.
Используются различные формы выпуска флюсов - жидкости, порошок, кусочки (кристаллы буры, например). Чтобы облегчить их дозирование (избыток флюса так же нежелателен, как и недостаток), используют объединение их с припоем. Делается это разными способами - добавлением в виде порошка в сыпучие формы припоев, обмазкой прутков припоя или помещением внутрь трубочки из припоя, совместным прессованием таблетированных форм.
Технология высокотемпературной пайки
В приведенном примере в качестве паяемых деталей выбраны части гаечного ключа. В качестве припоя - материал, представляющий собой пруток, покрытый флюсом. Необходим также высокоактивный флюс, подходящий для нержавеющих сталей. Инструментом нагрева является газовая горелка.
Пайка выполняется в такой последовательности. Механическим путем зачищаются стыковые части деталей. Операция необходима для удаления стойкой окисной пленки, которая покрывает нержавеющие стали.
Детали зажимаются в тисках в требуемом положении.
Зона пайки промазывается флюсом.
Зажигается горелка, и устанавливается необходимый режим горения. Пламя должно быть восстановительным, с небольшой нехваткой кислорода (но не до копоти и желтого огня). Пересыщенное кислородом пламя окисляет поверхность металла.
Производится разогрев паяемой зоны до начала изменения цвета детали (при прикосновении, флюс на прутке должен начать плавиться). Прогревать нужно все соединение, перемещая пламя в разные стороны.
Осуществляется офлюсовывание стыка флюсом с прутка - трением последнего по стыку. Если используется неофлюсованный пруток, после прогрева кончика, его нужно окунуть во флюс, чтобы тот покрыл его.
Латунь – широко применяемый сплав для создания различных изделий, поэтому вопрос, как работать с ним, актуален для многих мастеров. Процесс обладает определенными особенностями и сложностями, может выполняться как в домашних условиях, так и промышленными методами. При соблюдении правил пайка латуни окажется под силу любому человеку.
Нюансы технологии
Латунь представляет собой сплав, в котором основными составляющими являются медь и цинк, а дополнительными элементами – олово и алюминий. Изделиям из металла всегда находят применение в быту. Когда нужно соединить два разных предмета, прибегают к пайке. Метод обладает некоторыми нюансами, о которых следует знать прежде, чем приступать к выполнению работы.
Главной особенностью процесса является активное испарение цинка из-за воздействия очень высокой температуры. В результате быстро образуется плотная пленка, особенно если процентное содержание цинка в сплаве составляет более 15%. Разрушить ее не представляется возможным даже при помощи канифоли со спиртом. Поэтому при пайке латуни важно использовать специальные флюсы.
Также требуется внимательно изучить все этапы процесса, так как это единственно возможный вариант прочно соединить два разных предмета в один. Суть пайки заключается в том, что между двумя соединяемыми деталями вводят расплавленный припой, который и скрепляет их. Главное условие процесса таково – температура разогрева соединяющего элемента должна быть меньше, чем температура плавления соединяемых предметов.
Пайка твердым припоем позволяет получать более прочные и термостойкие швы. Технология осуществляется согласно стандартным правилам. Преимуществом метода является то, что можно соединять предметы из разных материалов. При этом их поверхность, структура и свойства не изменяются, как это бывает при сварке.
Подготовительный процесс
Прежде чем соединить латунные изделия, необходимо их подготовить. Для достижения наиболее эффективного результата требуется использовать специальное оборудование – газовую горелку. Тогда пайка получится надёжной, а место соединения не будет бросаться в глаза.
Для обработки деталей из латуни используют щавелевую кислоту или различные бытовые средства. При работе с кислотой следует надеть перчатки и не дышать над раствором, который получается в следующей пропорции: 20 грамм на литр горячей или холодной воды. Приготавливается раствор в пластиковой емкости, чтобы избежать воздействия на другие металлы. Он нужен для очищения сплава, после обработки изделие вытирают и оставляют сушиться.
Чтобы припаять два разных предмета, понадобятся припой и флюс, которые изготавливаются собственноручно. Например, для получения припоя из латуни требуется запастись по 20 грамм меди и серебра, которые перемешиваются и сплавляются газовой горелкой и графитовым тигелем. После чего вещество помещают в холодную воду и вытаскивают, когда припой остынет.
Флюс создают из буры и борной кислоты, взяв по 20 грамм каждого порошка, и развести их 250 мл воды.
Используемые инструменты
Для соединения двух разнородных изделий применяют либо газовую горелку, либо паяльники. В качестве последнего чаще всего используют обычные электрические инструменты. Какой мощности он должен быть, зависит от характера работы. Если соединяются, к примеру, детали толщиной до 1 мм, то подойдет инструмент с мощностью 80-100 Вт.
Когда выполняется пайка латунью, то получается пористый шов из-за испарения цинка. Это ухудшает надёжность и качество соединения. Поэтому изделия рекомендуется соединять внахлест. Используя паяльник, подготовку выполняют в несколько этапов:
Включают в сеть в первый раз и ждут, пока инструмент перестанет дымить. То есть, пока в нем не выгорят все вещества, использованные при прошлом разе использования.
Дождавшись, пока инструмент остынет, затачивают жало.
Если у наконечника нет защитного покрытия, то на кончик наносят тонкий слой олова.
Во время соединения инструмент должен иметь температуру не ниже 500 градусов по Цельсию.
Припои и флюсы
Для качественного скрепления нужно разумно отнестись к выбору флюса и припоя. Это имеет значение, когда работа выполняется или газовой горелкой, или паяльником. Опытные мастера утверждают, что необходимо использовать более активный припой, в состав которого входит хлористый цинк. Именно ему под силу очистить поверхность предметов от появляющихся пленок из оксида цинка во время нагревания.
Поэтому лучше приобретать специальный флюс, в качестве которого может выступать бура. Если предстоит работа со сплавом, содержащим большое количество меди, то лучше использовать серебряные или медно-фосфорные компоненты.
Когда соединяемые предметы различаются по материалу изготовления, то особенно важно знать, какой припой подходит. Припой для пайки латуни должен сочетаться с поверхностями изделий и иметь температуру значительно ниже. Если нет строгих требований к прочности и внешнему виду, соединение возможно оловом.
Как выполнить пайку в домашних условиях
Перейти к непосредственному выполнению спайки, следует после того, как были изучены особенности технологии. Сначала необходимо приготовить следующее оборудование и материалы:
- газовая горелка или паяльник;
- флюс и припой;
- бура.
Задача выполнима и без буры с флюсом, но тогда швы получатся видными, место соединения не будет отличаться особой прочностью.
Скрепление изделий выполняется следующим способом:
- поверхность деталей обрабатывается флюсом и посыпается стружкой припоя;
- затем их подносят к газовой горелке и нагревают до 700 градусов.
Очень крупные изделия необходимо прогревать постепенно.
Пайка с помощью газовой горелки
Когда нужно запаять латунь любой марки, выручит газовая горелка. Сначала детали помещают на асбестовое основание и соединяются. Шов протирается флюсом на основе буры, припой посыпается сверху.
Пламя газовой горелки должно попадать ровно на это место. Когда выполняется пайка меди с латунью, следует заранее приготовить специальное средство для удаления оксидной пленки.
Пайка паяльником
Паяльником также удается добиться прочного соединения двух изделий. В этом случае используют такой флюс, как паяльная или ортофосфорная кислота.
Предварительно обработав поверхность изделий, после чего подносится паяльник с припоем. В спаиваемых изделиях таким образом можно скрыть дефекты. Пайка выполняется при хорошо разогретом инструменте.
В домашних условиях очень часто можно столкнуться с необходимостью соединить латунные изделия. Например, элементы водопроводных и отопительных систем.
Своими руками удастся выполнить требуемое, когда дома есть два паяльника – маломощный – 40-60 Вт и мощный – от 100 Вт.
Ошибки, которых следует избегать
При нехватке опыта работы с паяльником некоторые мастера не прогревают его до необходимой температуры. Чтобы качественно спаять латунь, необходимо очистить инструмент и поверхность соединяемых деталей.
Контроль качества
При пайке латуни в домашних условиях следует ответственно отнестись к делу и заранее подготовить материалы. Если нет газовой горелки, можно обойтись паяльником. Но в обоих случаях важно досконально разобраться с инструкцией по эксплуатации.
Насколько качественно удалось спаять изделия из латуни можно понять по внешнему виду шва, структуре и механической прочности.
Техника безопасности
Горелка и паяльник – опасные инструменты, поэтому во время работы следует следить за углом наклона инструмента или пламени. Не помешает удостовериться в целостности проводки и вилки. Во время пайки не стоит отвлекаться или оставлять горячий паяльник в зоне доступа детей. Некоторые флюсы выделяют вредные вещества в ходе плавления, поэтому нужно либо работать в респираторе, либо чаще проветривать помещение.
Преимущества и недостатки самостоятельного выполнения
Когда нужно соединить изделия из латуни, пайка – лучшее решение. Изучить, как выполняется процесс, нужно, так как каждый раз звать специалиста окажется накладно для семейного бюджета. Но именно мастер может выполнить работу любой сложности качественно и на долгое время. Когда требуется пайка труб в водоснабжении или электрических проводов, то пайку лучше доверить мастеру. Потому по неопытности можно остаться без света или устроить мини-потоп.