Пайка является одним из способов соединения двух деталей, при котором плавится только соединяющий материал, а поверхности самих элементов полностью сохраняются. С помощью такого способа можно соединять разнородные материалы, довольно мелкие элементы, хрупкие микросхемы, соединять или нарастать провода, крепить пластины из твердых сплавов, осуществлять антикоррозийную обработку.
Чаще всего делать сплавку приходиться по латуни, которая является сплавом цинка и меди. Поэтому перед началом работ паяльником следует изучить особенности применения этого материала.
Пайка латуни – некоторые особенности
Чаще всего пайка латуни выполняется газовой горелкой, а в качестве припоя применяется бура, олово или другие аналогичные материалы. В домашних условиях для такой работы можно использовать паяльник или специальный графитовый электрод .
В принципе пайка латуни напоминает обработку чугуна, меди, стали. Однако она имеет свои тонкости и особенности, которые обязательно необходимо учитывать.
Процесс пайки латуни
Для максимальной эффективности работ необходимо подготовить следующие материалы и инструменты:
В некоторых случаях может понадобиться бронза.
Подготовка припоя
В первую очередь необходимо подготовить тенол, в состав которого будет входить две части серебра и одна часть меди. Для этого с помощью газовой горелки медь и серебро
необходимо будет расплавить и отвесить нужное количество материала. Далее, сплавы помещаются в тигель и греются все той же газовой горелкой.
Расплавленные медь и серебро перемешиваются с помощью проволочки, и тигель ставится в холодную воду. Застывший припой расплющивается и нарезается. Затем крупным напильником из него натирается стружка.
Размеры графитового тигеля должны быть примерно 20х20 миллиметров. Изготовить его можно из графитовых углей (контактные троллейбусные элементы).
Подготовка флюса
Для этого берется 20 грамм порошка буры и 20 грамм порошка борной кислоты. Ингредиенты тщательно перемешиваются и заливаются 250 миллилитрами воды
. Затем полученная смесь подвергается кипячению и остужается.
Для соединения латунных деталей можно применить и готовые составы. Среди отечественных хорошо зарекомендовали себя флюсы:
- ПВ-209Х;
- ПВ-209;
- Бура.
Из импортных можно отметить флюс-пасты немецкого производителя Chemet.
Припой и флюс готовы, теперь можно приступать непосредственно к пайке. Для этого подготовленные детали необходимо аккуратно положить на основание из асбеста и приступать к процессу пайки.
Если сравнивать такой метод пайки с соединением элементов при помощи олова, то простотой он не отличается. Но время будет потрачено не зря, так как соединение будет иметь повышенную надежность и прочность.
Латунь – пайка паяльником
Латунь и медь или латунь и материалы, содержащие медь, можно соединять низкотемпературной пайкой с помощью паяльника мощностью в 100 Вт.
В качестве припоя необходимо использовать оловянно-свинцовый сплав ПОС60 или выше. Флюсом может послужить ортофосфорная или паяльная кислота.
Перед работой с латунью следует удалить окисную пленку и обезжирить поверхность. Пайка должна производиться при хорошем разогреве паяльника.
Кроме этого, перед пайкой необходимо уделять тщательное внимание обработке поверхности флюсом, которая проводится непосредственно перед поднесением разогретого паяльника с припоем.
С помощью паяльника можно соединять латуни с применением припоев из серебра (ПСр40 и выше)
. Однако мощность паяльника должна быть от 0,5 до 1 кВт, а температура разогрева - от 500С. Флюс рекомендуется использовать на основе буры или можно применить концентрированную ортофосфорную кислоту.
Таким способом можно заливать различные образовавшиеся в латунных массивных изделиях (радиаторах) дефекты.
Пайка латунью
Сплавы из латуни в качестве припоя довольно часто применяются в строительстве при работе с большинством металлов. С их помощью можно соединять детали из меди, стали и даже чугуна.
Так, например, чугунные элементы достаточно трудно сварить, так как для этого необходим специальный электрод, флюс и серьезный разогрев . В то же время их достаточно легко можно соединить с помощью латунного припоя.
Очень распространен способ пайки латунью при соединении труб встык, где очень важно, чтобы постоянным оставалось их внутреннее сечение. После применения такого метода внешние габариты остаются практически неизменными, внутреннее сечение сохраняется, а стык надежно герметизируется.
С помощью латунного припоя можно соединять различные детали систем охлаждения в электронных приборах, медные трубки жидкой системы охлаждения в мощных серверах.
Однако следует иметь в виду, что латунные швы по прочности уступают сварному соединению, поэтому относиться к ним следует бережно.
В некоторых случаях применяется лужение или пайка латунью стали. Ее используют для нанесения на поверхность деталей из стали антикоррозийного покрытия . Лужение чаще всего подходит для обработки небольших единичных изделий, в промышленных масштабах оно практически не применяется.
При соединении деталей из низколегированных и углеродистых сталей иногда используется твердая пайка, где латунный припой должен иметь температуру плавления выше 450 градусов.
В процессе пайки латунных сплавов следует иметь в виду, что могут выделяться ядовитые для человека пары цинка. Поэтому в помещении, где будут проводиться работы, должна быть хорошая вентиляция.
При наличии всех необходимых материалов и инструментов и строгом соблюдении рекомендаций, результаты пайки латуни будут самыми положительными. Всю работу можно сделать самостоятельно, не прибегая к помощи специалистов, которая стоит весьма недешево.
Латунь широко распространена в быту, и вопрос, чем паять латунь, для некоторых очень важен. Ремонт многих домашних устройств зависит от того, чем паять металл. Этот процесс заметно отличается от соединения других металлов. Он имеет ряд специфических особенностей и вызывает определенные сложности. Однако если выполнить некоторые условия, то пайка окажется по плечу любому человеку.
Латунь широко применяется в быту, и при поломке латунных изделий, возникает вопрос, чем же ее паять.
Особенности пайки медных сплавов
В быту часто используются разные детали, в которых использована латунь и бронза. Эти медные сплавы внешне очень похожи, но имеют разный состав и свои особенности. Латунь представляет собой медно-цинковый сплав с добавлением олова, алюминия и других металлов. Бронза – это сплав меди с оловом, алюминием, свинцом и другими веществами. Латунь, в которую добавлено олово, приближается к составу бронзы, но все-таки основу ее составляет цинк.
Материалы и инструменты для пайки латунных изделий.
Имеет свои характерные сложности. При термическом воздействии из сплава активно испаряется цинк, образуя плотную пленку из оксида цинка и меди. Пленка из оксида цинка разрушается с большими сложностями, а ее образование при содержании цинка в латуни более 15% происходит достаточно быстро. Канифоль, даже в сочетании со спиртом, не справляется с такой пленкой, что требует использования специальных флюсов.
Если использовать при пайке латуни оловянно-свинцовый припой, то соединение имеет низкую механическую прочность. Так, место спайки латуни оловянно-свинцовым припоем имеет прочность в 1,6 раз меньше, чем спайка меди. Это связано с появлением в паяном шве пор за счет испарения цинка.
Способы пайки бронзы зависят от ее состава. Оловянные и никелевые бронзы легко паяются оловянно-свинцовыми припоями. При пайке алюминиевых и бериллиевых бронз возникают трудно растворимые пленки, что вызывает необходимость применения специальных припоев и флюсов.
Вернуться к оглавлению
Флюсы для пайки металлов
Для пайки латуни понадобится бура – специальный флюс.
Флюсы предназначены для удаления пленки с поверхности спаиваемых металлов и защиты от образования новых пленок в зоне пайки. Если для соединения меди вполне достаточно канифоли, то для латуни необходим другой, значительно более агрессивный флюс. Состав флюса для различных латуней нужен разный, что вызвано введением в состав латуни некоторых металлов. Для распространенных латуней типа ЛС59 и Л63 достаточно применение хлористого цинка с небольшим содержанием борной кислоты. При пайке латуни с добавками свинца и кремния, например, латунь типа ЛКС80, рекомендуется флюс на основе соединения калия с фтором и бором или на основе буры.
В домашних условиях можно сделать следующий флюс, который подойдет для большинства латуней. Необходимо приготовить 20 г буры в порошке и 20 г борной кислоты в порошке. Порошки в сухом виде хорошо перемешиваются и заливаются 200 мл воды. Затем смесь подвергается кипячению и остужается.
Из готовых составов в качестве флюсов для латуни можно порекомендовать: отечественные – флюс «Бура»; флюсы ПВ-209 и ПВ-209Х. Из импортных следует отметить флюсы немецкого производства: флюс-паста Chemet FLISIL-NS-Pulver и Chemet FLISIL-NS-Paste.
Пайку бронз возможно осуществить под флюсом из хлористых солей (например, цинка) с добавлением соляной кислоты. Если пайка производится на высоких температурах, то лучше использовать борную кислоту в сочетании с хлоратами и фторидами. Для соединения алюминиевых и марганцевых бронз придется воспользоваться активными флюсами из ортофосфорной или плавиковой кислоты. Из достаточно доступных средств обычно используется ортофосфорная кислота.
Вернуться к оглавлению
Припой для латуни должен быть медно-фосфористыми. припоями
Припой – это металл, который в расплавленном состоянии внедряется в паяемые металлы и после остывания соединяет их. Следовательно, он должен иметь температуру плавления значительно ниже температуры плавления латуни и при этом иметь хорошую адгезию с ней, находясь в виде расплава. Обычные сплавы олова со свинцом следует применять в латунях лишь при соединении неответственных деталей, где нет требований к механической прочности и внешнему виду.
Состав применяемого припоя зависит от вида латуни. Если в латуни преобладает медная составляющая, то можно воспользоваться серебряными припоями от ПСр12 до ПСр72, припоями с содержанием латуни от ПМЦ36 до ПМЦ54 и медно-фосфористыми припоями. В случае преобладания содержания цинка следует применять серебряный припой не ниже ПСр40. Использование фосфористых составов ведет к заметному снижению механической прочности соединения из-за образования непрочных фосфорных соединений цинка. Более дешевые припои на основе латуни типа ПМЦ можно использовать только в деталях, не ощущающих вибрации и ударные воздействия. При соединении серебряными и фосфористыми припоями латунь достаточно сильно растворяется, что следует учесть, и сокращать время пайки и нагрева металлов.
Для ремонта и соединения стационарно закрепленных деталей (например, радиаторов или труб) часто применяются специальные твердые припои со сложным составом. Хорошие результаты показывает припой типа L-CuP6, имеющий температуру плавления порядка 730°C.
Вернуться к оглавлению
Приготовление припоя своими руками
Серебряные припой тоже годятся для паки латуни.
Для того чтобы решить вопрос пайки латуни, следует приготовить нужный припой своими руками. Наиболее подходящим для всех латуней является серебряный припой; его и следует приготовить. Расплавление металлов нужно проводить в тигле, выдерживающем значительные термические воздействия. Наиболее просто такой тигель делается из контактных угольных элементов для троллейбусов. Сгоревшие элементы вполне доступны и могут пригодиться для тигля. В таком графитовом элементе делается выемка размером примерно 2х2 см, а к выемке протачивается канавка шириной около 5 мм (для облегчения съема припоя).
Для припоя необходимы серебро и медь в соотношении 2:1. Отмеряется нужное количество металлов и опускается в тигель. С помощью газовой горелки добиваются расплавления металлов в тигле. Для упрощения процесса расплавления металлы предварительно следует максимально раскрошить. Расплав перемешивается стальным или керамическим (фарфоровым) стержнем. После остывания такой сплав можно использовать как припой.
Вернуться к оглавлению
Пайка паяльником
Паяльник для пайки латуни должен быть мощностью не менее 100 Вт.
Достаточно высокое качество соединения методом низкотемпературной пайки достигается при пайке латуни и меди или при пайке латуней с преобладанием содержания в них меди. В этом случае достаточно применение паяльника мощностью 100 Вт. В качестве флюса можно использовать паяльную или ортофосфорную кислоту. Перед пайкой необходимо тщательно обработать поверхность латуни для удаления окисной пленки и обезжиривания поверхности. В качестве припоя используется оловянно-свинцовый припой не ниже ПОС60. Пайка производится при хорошем разогреве паяльником зоны пайки металлов.
Паяльником можно паять латуни и с помощью серебряных припоев не ниже ПСр40. Для этого придется вооружиться мощным паяльником (0,5-1 кВт). В качестве флюса необходимо использовать концентрированную ортофосфорную кислоту или флюс на основе буры. Температура разогрева зоны пайки должна составить не ниже 500ºС. Перед пайкой следует уделить особое внимание тщательности обработки поверхности флюсом. Обработку следует проводить непосредственно перед поднесением нагретого паяльника с припоем. Таким способом можно заплавить дефекты в латунных массивных изделиях (например, радиаторы).
Способ прочной пайки изделий из различных металлов осуществляется с помощью нагрева спаиваемых деталей газовой горелкой и применением латуни в качестве припоя. При массовом распространении медных автомобильных радиаторов пайка латунью была единственным надежным способом устранить течь. Такая пайка широко применяется при изготовлении и ремонте бытового и промышленного оборудования, кондиционеров. Кроме того, латунная пайка позволяет надежно закрепить тугоплавкие режущие части на теле резца или буровой колонки. Пайка латунью позволяет собирать небольшие художественные изделия ручной ковки (люстры, решетки каминов и т.п.).
Материалы и инструменты
Пайка латунью осуществляется с помощью трех главных компонентов: газовой горелки, дающей температуру не менее 1000 градусов.
Латунного припоя (в виде проволоки или ленты).
И флюса – тетрабората натрия или буры, в смеси с порошком борной кислоты.
Современные бытовые газовые горелки используют очищенный пропан, продающийся в мини баллонах, либо специальные смеси газов. Более сложные горелки с раздельной подачей газа и кислорода ускоряют нагрев и весь процесс пайки.
Необходимость данного флюса обусловлена содержанием цинка в латуни. Цинк, при плавлении латунной проволоки без буры, вызывает закипание припоя, что влияет на качество шва и его прочностные свойства.
Кроме основных компонентов, нам потребуются вспомогательные инструменты:
- наждачная бумага и напильники для зачистки деталей;
- различные тиски и зажимы;
- удерживающий ручной инструмент (плоскогубцы, длинногубцы и т.п.);
- жидкости для обезжиривания и промывки и удаления окалины с готовых швов (растворы кислот);
- огнеупорные перчатки и другие индивидуальные средства защиты, применяемые при сварочных работах.
Процесс пайки латунью
Необходимо подготовить спаиваемые детали. Допустим, нам нужно изготовить небольшую рамную конструкцию из тонкостенных стальных трубок диаметром примерно 5 мм. При пайке двух трубок малого диаметра встык, нужно сделать выемку в торце припаиваемой трубки. Это повысит прочность соединения. Детали необходимо поместить в зажимные устройства и прижать вместе соединения. Это необходимое условие выполнения качественной пайки латунным припоем, так как руки будут заняты горелкой и подачей припоя.
Зажигаем газовую горелку и начинаем разогревать место пайки до появления красного цвета.
Латунную проволоку (припой) также нагреваем и опускаем нагретый конец припоя в буру. Бура налипает на проволоку-припой.
Ненадолго отодвигаем пламя горелки и наносим флюс прямо в место стыка стальных трубок. Бура быстро плавится и охватывает всю зону пайки. Если не убрать пламя, то буру просто сдует с латунной проволоки.
После этого начинается пайка – медленное расплавление латунного припоя, ручная подача его и заполнение им стыка между деталями.
При проведении работ осуществляется визуальный контроль над качеством шва. Если в нижней части обнаружен свищ или зона не охваченная припоем. Деталь лучше перевернуть и пропаять это место заново.
После набивки руки можно паять и «потолочные» стыки. Спаянные детали должны остыть на воздухе.
Затем нужно удалить окалину, помещая деталь в раствор пищевой лимонной кислоты.
Для проверки качества шва согнем изделие.
Очень прочно!
Меры предосторожности
Пайка латунью относится к открытым огневым работам. Необходимо строгое соблюдение всех мер пожарной защиты. Кроме того, работа с парами цинка может вызвать тяжелое отравление организма. Необходимо принять меры защиты. Мини баллоны с газом могут иметь протечки в клапане, что приводит к взрывам и пожарам. Необходим постоянный контроль за работой газовой горелки.Латунные детали, в отличие от стали, легко обрабатывать, и именно благодаря этому полезному качеству сплава становится возможной пайка латуни в домашних условиях, без обращения к промышленным методам. Для создания самых разнообразных вещей необходима пайка – соединение проводов и металлических деталей. Для правильной необходимо наличие газовой горелки, графитового тигля, асбестового основания, а также серебра, меди и борной кислоты.
Пайка латуни значительно легче пайки стали, что позволяет осуществлять ее в домашних условиях.
Подготовка к спайке латунных изделий
Чтобы очистить сплав, можно использовать щавелевую кислоту. Если ее не оказалось под рукой, можно посмотреть различные бытовые средства. Они наносятся на изделия из латуни, после чего она довольно быстро начнет темнеть. Затем можно избавиться от налета, взяв тонкую щетку и почистив детали в обычной воде. Вслед за этим понадобится сода, которой засыпается латунное изделие. По истечении нескольких минут сода смывается. При наличии щавелевой кислоты она разводится в пропорциях 20 грамм на литр горячей или холодной воды. Над раствором не рекомендуется дышать, а также следует защитить руки перчатками. Емкость должна быть пластиковая во избежание воздействия на другие металлы. Как только латунная деталь обработана, ее следует протереть и высушить.
Щавелевая кислота используется для очистки сплава.
Чтобы паять латунь наиболее эффективно, не стоит использовать обычную оловянную пайку, так как после ее применения остаются довольно заметные следы. Помимо этого, она не может похвастать большой прочностью. Для того чтобы паять латунь, рекомендуется использование другого способа, который обеспечивает повышенную надежность. Эффективная и надежная спайка латунных деталей обеспечивается применением газовой горелки. Чтобы изготовить припой из латуни, следует взять медь и серебро в пропорциях 1:2, тщательно перемешать и сплавить воедино, применяя графитовый тигель и газовую горелку. Производится помещение тигля в емкость с холодной водой, и только после этого возможно извлечение расплавленного и застывшего припоя. Он должен быть расплющен и нарезан либо наточен на стружку, что может быть сделано с помощью крупного напильника. После этого потребуется порошок буры и борная кислота, каждый ингредиент должен весить 20 грамм. На основе этих веществ производится изготовление флюса. Полученную порошковую смесь заливают водой объемом в четверть литра.
Вернуться к оглавлению
Припои для спайки деталей из латуни
Пайка газовой горелкой должна производиться крайне аккуратно, при максимальной температуре в 700 градусов.
Латунные детали, которым требуется спайка, размещаются на асбестовом основании. Соединенные детали посыпаются припоем, нарезанным мелкими кусками и предварительно заточенными. Затем соединение аккуратно нагревается с использованием газовой горелки. Эта работа должна выполняться максимально аккуратно. При спайке деталей температура должна плавно подходить к определенному уровню. Максимально допустимый уровень является 700-градусным, если же его преодолеть, можно столкнуться с безнадежной порчей всех деталей. Когда необходимо спаять крупные и массивные детали, их нагрев должен быть постепенным во избежание негативных последствий. При спайке мелких и тонких деталей процесс нагрева происходит в очень короткие сроки, поэтому важно внимательно относиться к нему.
Конечно, обычная пайка оловом производится гораздо проще, чем подобным методом, однако именно благодаря ему надежность и прочность спайки латунных деталей будет гораздо более высокой. Важно помнить о некоторых особенностях пайки латуни, например, об испарении цинка в очень горячем состоянии. Помимо этого, поверхность сплава покрывается оксидной пленкой. Латунь, в которой цинк содержится менее чем в 15%-ом соотношении, окисляется и покрывается пленкой, в которой присутствуют сцепленные частицы оксида меди и оксида цинка. Медные сплавы, в которых цинк содержится в гораздо больших количествах, окисляясь, образуют пленку, состоящую в основном из оксида цинка. Проблема таких сплавов заключается в том, что окись меди удаляется проще и быстрее, нежели окись цинка.
Готовое изделие промывается горячей 3%-ой серной кислотой.
Если проводится обычная низкотемпературная спайка, при которой применяется припой с содержанием свинца и олова либо другие тиноли, оксидную пленку необходимо удалять с металлических поверхностей. Здесь возможно использование канифольно-спиртовых или более активных флюсов. Чтобы обработать латунь с большим содержанием цинка, например, Л63, необходимо использовать флюс, в состав которого входит хлористый цинк. Важно помнить о том, что у латуни одни из худших качеств плавления с оловянно-свинцовыми припоями. Эта особенность приводит к тому, что при процессе спайки медленно начинают расти интерметаллидные слои. Они положительно влияют на шов, и можно ожидать улучшения механических свойств металлов.
Не стоит надеяться, что пайка, при которой применяются оловянно-свинцовые припои латуни Л63, приведет к качественным соединениям. Их прочность сцепления и качество будут уступать меди, если условия будут одни и те же. Показатель предела прочности по отношению к медным деталям, спаянным при помощи олова, будет достигать 90 МПа, а к латунным – не достигнет и 60 МПа. Спайка латунных деталей, в которых присутствует большое содержание меди, может осуществляться припоями ПСр 72, 45, 25 и 12. Иногда в таких случаях допустимо применение медно-фосфорной латуни либо такого латунного сплава, который плавится при небольшой температуре. Это в основном применимо к спайке в газовой среде.
При высоком уровне цинка возможно использование припоя ПСр 40. Применение фосфористых припоев является совершенно непригодным, потому что существует большая вероятность проявление соединения паяного шва, имеющего низкую пластичность. Это объясняется образованием фосфидов цинка, отличающихся своей хрупкостью. Также очень распространен твердый припой, применяемый при соединении крупных изделий, например, для работы с латунными и медными трубами и отопительными системами в целом. Преимущество твердых припоев заключается в высокой прочности полученных соединений.