Методические указания для выполнения практической работы «Пайка мягкими и твердыми припоями»

Инструменты и приспособления для твёрдого паяния:

Суть твердого паяния заключается в использовании тугоплавких припоев и более высокой температуры.

Паяльник уже не годится для твердого паяния, так как он дает слишком мало жара. Для мелких вещей его конечно можно применить – но он должен быть самым мощным. Крупные предметы паяются на раскаленном угле, жар которого поддерживается раздувальным мехом; при паянии не очень крупных предметов мех с успехом может быть заменен опахалом из гусиных перьев.

Каменный уголь дешевле, но содержание в нем серы делает его непригодным для железа и стали; да и вообще он должен быть употребляем осторожно и только опытным паяльщиком, да ив домашних условиях не очень то удобно. По той же причине не пригоден для железа и стали светильный газ.

Древесный уголь (из плотного дерева), следовательно, предпочтительнее всякого другого топлива, особенно для любителей. Для паяния используются обыкновенные кузнечные горны; очень удобны для этой цели переносные горны, один из образчиков которых.

Преимущества мягких и полутвердых припоев

Преимущественными областями применения припоев мягких и полутвердых являются следующие:

1. ПОС63 – для спаивания коллекторов, секционных якорей, обмоток с изоляцией Н электрической машины.
2. ПОС61; ПОССу61-0,5 и ПОС61М – необходимы для того, чтобы паять медные элементы и ее сплавы, а также серебряные и никелевые детали и токопроводящие части электрической машины, с температурой эксплуатации до ста шестидесяти градусов Цельсия.
3. ПОС40 и ПОССу40-0,5 – предназначены для того, чтобы паять медные элементы и ее сплавы, а также сталь и металлы с оловянным, серебряным или никелевым покрытием, коллекторные бандажи и секционные якоря машин, которые контактируют с соленой жидкостью (например, морская вода).
4. ПОССуЗО-0,5 – для того чтобы паять медные элементы и ее сплавы, а также элементы из железа и нержавеющей стали, а также спаивание кабелей, бандажей, частей приборов, которые будут работать при температуре до ста шестидесяти градусов Цельсия.
5. ПОСК50-18 – для того чтобы спаивать медные элементы и ее сплавы, воспринимающие перегрев, а также спаивание деталей из алюминия и меди, керамических, стеклянных и пластиковых деталей с добавлением в них оловянных, серебряных, никелевых составляющий.
6. ПОС10 и ПОССу18-0,5 – для спаивания контактных поверхностей электрических приборов, реле и иных составляющих машин.
7. П0ССу95-5 и ПСрЗКд – для спаивания коллекторов, секционных якорей, бандажей и токопроводящих соединений трубопроводов и электрооборудования.
8. ПОСИЗО и ПСрЗИ – предназначены для того, чтобы спаивать медные элементы и ее сплавы, детали из неметаллических материалов и стекла. Они имеют большую жидкотекучесть и дают надежное соединение частей во время спаивания.

Припои из сурьмы не предназначены для использования спаивания деталей, содержащих цинк или оцинковку.

Припои:

Твердых припоев множество, но между ними следует выбирать подходящие к данным металлам — по цвету, температуры плавления и сродству.

Температура плавления припоя должна быть, возможно, ближе к температуре плавления спаиваемых металлов, НО! на несколько градусов ниже! иначе при паянии могут расплавиться и спаиваемые металлы.

Вот несколько припоев для меди, железа латуни, стали и бронзы в нисходящем порядке их плавкости:

А) 2 ч. меди и 1 ч. цинка;

Б) 5 ч. хорошей латуни и 1 ч. цинка;

В) 1 ч. меди и 1 ч. цинка (этот припой известен под названием медного или крепкого); все три — для паяния меди или железа;

Г) 16 ч. меди, 1 ч. цинка и 1,5 ч. олова;

Д) 13 ч. меди и 11 ч. чистого серебра;

Е) 1 ч.меди, 1 ч. латуни и 19 ч. чистого серебра;

Ж) 5 ч. латуни, 5 ч. цинка и 5 ч. чистого серебра; последние четыре припоя — для латуни, но припой «Е» очень хорошо спаивает и сталь.

Для меди (красной) и железа хорошим припоем может служить латунь, а железо, кроме того, прекрасно паяется чистой красной медью.

Методические указания для выполнения практической работы «Пайка мягкими и твердыми припоями»

Цель работы:

познакомиться с технологическими процессами пайки деталей мягкими и твердыми припоями. Приобрести навыки условного изображения и условного обозначения на сборочных чертежах швов в соединениях деталей пайкой. Ознакомиться с техническими требованиями и указать марки припоя.

Методические рекомендации

:

1. Изучить технологию пайки мягкими и твердыми припоями

2. Изучить разновидности припоев и паяных швов.

3. Изучить приемы выполнения паянных швов.

Теоретический материал

Пайка

— соединение деталей в твердом нагретом состоянии посредством расплавленного промежуточного присадочного материала, называемого припоем. Паять можно углеродистые, легированные и нержавеющие стали, цветные металлы и их сплавы.
Преимущества пайки:
незначительный нагрев соединяемых частей, что сохраняет структуру и механические свойства металла; сохранение размеров и форм детали; прочность соединения.

Пайку применяют при изготовлении лопаток и дисков турбин, трубопроводов, радиаторов, ребер двигателей воздушного охлаждения, рам велосипедов, сосудов промышленного назначения, газовой аппаратуры, метод соединение деталей в электро-, радио-, теле- и др. промышленности.

Различают два вида пайки:

1) пайку мягкими припоями, если температура плавления припоя не превышает 400 0С;

2) пайку твердыми припоями, если температура плавления припоя выше 400 0С.

Механическая прочность паянных швов при пайке мягкими припоями составляет 50-70 МПа, а при пайке твердыми припоями — около 400 МПа. Нагрев при пайке может осуществляться паяльниками, горелками, в печах, ТВЧ, контактным способом, а также способом окунания деталей в расплавленный припой.

Припои

должны обладать следующими свойствами: Тпл притояпл материалов; в расплавленном состоянии припой должен смачивать паяемый материал и растекаться по его поверхности; обеспечивать высокие сцепляемость, прочность, пластичность и герметичность паяного соединения; иметь коэффициент термического расширения, близкий к коэффициенту паяемого материала.

Пайку легкоплавкими припоями применяют в тех случаях, когда нельзя нагревать металл до высокой температуры, а также при невысокой требовательности к прочности паяного соединения. Соединения, паянные легкоплавкими припоями, достаточно герметичны.

В зависимости от температуры плавления различают особо легкоплавкие (до145 °С), мягкие или легкоплавкие (до 400 °С), и твердые или тугоплавкие (свыше 1850 °С) припои. По основному компоненту припои разделяют на оловянные (ПО), оловянно-свинцовые (ПОС), цинковые (ПЦ), медно-цинковые (латунные, ПМЦ), серебряные (ПСр) и другие.

Выпускают припои в виде проволоки (Прв), прутков (Пт), лент (Л) и др

При слесарных работах чаще применяют припой ПОС 40.

При пайке твердыми припоями используются:

1) чистая электролитичекая медь марок М1 и М2, Тпл=1083 0С для сталей и твердых сплавов:

2) медноцинковые припои Тпл=845-900 0С для пайки черных и цветных металлов:

• ПМЦ-36 для паяния латуни с содержанием 60 — 68% меди,
• ПМЦ- 48 — для паяния медных сплавов, содержащих меди свыше 68% ;
• ПМЦ-54 — для паяния бронзы, меди, томпака и стали.

3) серебряные припои (ПСр-72, ПСр-52, ПСр-25 и др.), Тпл=635-870 0С для пайки черных и цветных металлов, обеспечивают получение высококачественных швов и другие припои.

Припои стандартизованные (выборочный вариант)

Флюсы для пайки вещества органического и неорганического происхождения, предназначенные для:

• удаления оксидов с поверхности под пайку,
• улучшают условия смачивания поверхности паяемого металла расплавленным припоем, снижением поверхностного натяжения,
• улучшения растекания жидкого припоя

защиты от действия окружающей среды.

Флюсы должны удовлетворять следующим основным требованиям:

• температура плавления флюса и его удельный вес должны быть ниже температуры плавления и удельного веса припоя,
• полностью расплавляться и иметь хорошую жидкотекучесть при температуре пайки, но не должен быть слишком текучим, чтобы не «уходить» от места пайки,
• должен полностью и быстро растворять окислы основного металла и не должен образовывать соединений с основным металлом и припоем, а также поглощаться ими,
• должен равномерным слоем покрывать поверхность основного металла у места пайки, предохраняя его от окисления
• силы сцепления между флюсом и основным металлом должна быть слабее, чем силы сцепления между припоем и основным металлом,
• не должен испаряться и выгорать при температуре пайки, а продукты его разложения и окислы должны вытесняться припоем, легко удаляться после пайки и не вызывать коррозии.

В качестве флюсов при пайке мягкими припоями применяют следующие материалы:

1) хлористый цинк (30% раствор хлористого цинка в воде) для пайки черных и цветных металлов кроме цинковых и алюминия и его сплавов;

2) канифоль натуральную для пайки монтажных соединений меди и ее сплавов;

3) пасту, состоящую из канифоли, хлористого цинка и вазелина, для пайки черных и цветных металлов, для нержавеющих и жаропрочных сталей, серого чугуна.

В качестве флюсов при пайке твердыми припоями применяют следующие составы:

1) для сталей и медных сплавов используют буру в виде порошка, пасты или смеси буры и борной кислоты (при использовании медных припоев);

2) для пластин твердого сплава серебряными припоями применяют флюс, состоящий из 43% фтористого калия и 57% борной кислоты;

3) для пластин алюминия алюминиевыми припоями применяется флюс, состоящий из 25-35% хлористого лития, 12-18% фтористого калия, 18-15% хлористого цинка и 59% хлористого калия.

Пайка мягкими и твердыми припоями выполняется почти в одинаковой последовательности:

• паяемые поверхности очищают от загрязнений, коррозионных корок и т.п.;
• зачищают до блеска, т.е. до отсутствия видимых следов окислов;
• покрывают флюсом – веществом, удаляющим остатки окисла и не допускающим окисления поверхностей в дальнейшем процессе;
• затем поверхности лудят – наносят на них расплавленный припой (специально предназначенный для пайки сплав), он при этом растекается тонкой пленкой и химически соединяется с основным металлом;
• детали предварительно соединяют механически: скруткой, сжатием пинцетом, пассатижами, в тисках, струбциной и пр.;
• наносят еще флюс, чтобы не допустить окисления припоя под нагревом;
• наносят с прогревом еще припой (возможно, уже другой) до получения спая заданного качества.

Лужение —

покрытие поверхности металлических изделий тонким слоем сплава металла (олова, сплава олова со свинцом и др.). Наносимый слой называют полудой и применяют лужение при подготовка деталей к пайке, а также для предохранения изделий от коррозии, окисления.

У

словные изображения и обозначения соединений деталей пайкой устанавливает ГОСТ2.313–82.

Паяные швы на видах и разрезах изображают сплошной толстой линией толщиной примерно в два раза больше, чем линии видимого контура, используемые на чертеже. На линии-выноске помещают условный знак пайки — полуокружность, выполненную сплошной основной линией. Для видимого шва линия-выноска начинается двусторонней с

трелкой, упирающейся в изображение шва. Если шов невидимый (закрыт изображением припаиваемой детали), то линия-выноска не имеет стрелки и указывает на поверхность припаиваемой детали. Для обозначения шва, выполняемого по замкнутой линии используется знак — окружность диаметром 3…5мм, наносимая сплошной тонкой линией на конце линии-выноски. На изображении паяного соединения при необходимости следует указать размеры шва и обозначение шероховатости поверхности.

Э лектрический паяльник

1 — рукоятка, 2 — стальная пробка, 3 — хомутики, 4 — нагревательный элемент, 5 — накладные боковины, 6 — шнур, 7 — штепсельная вилка, 8 — медный стержень

Выполнение работы

1. Д

   
   ать определение «ПАЙКА» — это …

2. Дать определение «ЛУЖЕНИЕ» — это …
3. Указать название паяных швов
4. В задании приведен чертеж сборочной единицы. Изделия, изображенные на сборочных чертежах, состоят из отдельных деталей. Указать название паяного шва. Выбрать марку припоя, если материал деталей …. Условно изобразить паяные швы на чертеже сборочной единицы согласно ГОСТ2.313–82

5. Вариант 1 ( материал- сталь)	Вариант 2 ( материал- латунь Л62 )
   Вариант 3 ( материал- бронза)	Вариант 4 ( материал- томпак)
   Вариант 5 ( материал- сталь)	Вариант 6 ( материал- латунь Л62)
   Вариант 7 ( материал- бронза)	Вариант 8 ( материал- томпак)
   Вариант 9 ( материал- сталь)	Вариант 10 ( материал- латунь Л62)

6. У казать устройство электрического паяльника и описать основные требования безопасности работы с ним

Контрольные вопросы

1. Что такое пайка? Отличие пайки от сварки.
2. Как подготовить изделие для пайки мягкими припоями?
3. Какие мягкие припои и флюсы применяют для пайки стальных деталей?
4. Как и чем выполняется пайка мягкими припоями?
5. Как выполняется пайка твердыми припоями?
6. Что такое лужение и какими способами его выполняют?
7. Какие требования безопасности труда надо соблюдать при пайке мягкими и твердыми припоями?
8. Что такое припой? Отличие твердых припоев от мягких.
9. Назначение флюсов?
10. Какова последовательность операций при пайке ?

Способы паяния твердыми припоями:

Спаиваемые куски на время паяния должны быть, конечно, связаны между собой неподвижно и, если возможно, расположены на твердой неподвижной подставке, которой может служить кусок твердого угля, огнеупорный кирпич, кусок пемзы и т.п. Некоторые вещи, например кольца, можно держать над огнем за конец связывающей их проволоки. Придерживания спаиваемых предметов клещами лучше избегать, так как клещи отнимают много теплота.

Читать также: Не работает инверторный сварочный аппарат причины

Мелкие вещи очень удобно паять на искусственной подстилке, приготовленной следующим образом: выдолбить в огнеупорном кирпиче выемку в виде показанной, наполнить выемку плотным тестом из 2 частей (по объему) тонкого порошка древесного угля и 1 части мелко истолченной огнеупорной (или фарфоровой) глины, тщательно перемешанных сначала между собой и потом с кашицей, сваренной из 1 столовой ложки рисовой муки

Твердая пайка крупных предметов:

Твердая пайка крупных предметов требует, прежде всего, их соединения возможно более прочным швом. Самый подходящий шов это «шов — в шов», что связывает еще прочнее, но при нем теряется слишком много материала, вследствие чего может очень уменьшится крепость связываемых частей. Есть ещё так называемый зубчатый шов — удобен для спайки труб и вообще цилиндрических деталей. В некоторых случаях могут пригодиться любые другие типы швов.И здесь, как и вообще при пайке, чем точнее и плотнее пригнаны швы, тем прочнее соединение.

Одна или две тонких заклепки могут значительно способствовать связи и скреплению шва, но с ними должно быть осторожным — не делать их больше и толще того, чем допускают толщина и другие параметры спаиваемые изделия.

P.S.: Я постарался наглядно показать и описать не хитрые советы. Надеюсь, что хоть что-то вам пригодятся. Но это далеко не всё что возможно выдумать, так что дерзайте, и штудируйте сайт https://bip-mip.com/

1. Мягкое паяниеМягким, или слабым паянием называют: паяние при помощи мягких, или.
2. Паяние общие правилаПаяние (пайка) есть операция, при помощи которой производит­ся более или.
3. Химическая окраска металлаЧасто необходимо нанести стойкие и несмываемые надписи или рисунки на.
4. Порошок для очистки металловВсе мы знаем о пользе химии в быту, данная.
5. Склеивание оргстеклаСклеивание деталей из оргстекла — достаточно частая операция при работе.

Пайка нержавейки – это довольно трудоемкий процесс, но вместе с тем больших сложностей здесь нет. Сплавы, содержащие до 25 % никеля и хрома, сплавляются друг с другом довольно просто. Более того, эти сплавы могут создавать прочные соединения с остальными металлами, исключение составляют только магниевые и алюминиевые сплавы.

Но нужно обратить внимание на то, что некоторые никелированные сплавы при нагреве до температуры 500-700 градусов. Могут образовывать карбиды, их уровень выделения зависит от продолжительности пайки, поэтому время процедуры нужно сокращать.

Образующиеся карбиды значительно снижают коррозийную устойчивость нержавеющей стали. Для того чтобы минимизировать выделение карбидов добавляют титан или по завершении пайки проводят дополнительную термообработку. Под действием раскаленного припоя (тиноля) наклепанный нержавеющий материал может растрескиваться, поэтому пайка происходит после отжига, без использования нагрузок во время пайки.

Выбор припоя для нержавейки полностью зависит от таких характеристик: состава стали, условий пайки. Нужно заметить, что изделия, которые сделаны в коррозийных условиях, нужно паять с помощью серебряных тинолей, где в составе находится в небольшом количестве никель. Медь, серебряно марганцовые, а также хромоникелевые припои используются во время печной пайки в сухих условиях.

В роли флюса для обработки нержавейки сегодня чаще всего используют буру. Она наносится на соединение в форме порошка или пасты. Когда бура расплавляется, остальной металл постепенно нагревается до образования ярко-красного каления (850 градусов). При достижении этой температуры, в соединение вводится припой.

Удаление прилипшего к нержавеющей поверхности материала по завершении пайки делают с помощью промывки спаянного изделия в воде, или с помощью песочной обдувки. Соляная или азотная кислота, которые можно использовать при чистке, очень нежелательны на этом этапе работы с нержавеющей сталью, так как они вместе с припоем разъедают основной металл.

Пайка нержавейки твердыми припоями — Металлы, оборудование, инструкции

Иногда пайка нержавеющей стали предпочтительнее сварки. Пайку применяют для тонкостенных изделий, на которые нет сильной нагрузки, и в тех случаях, когда не хотят получить коробление от нагрева.

При этом надо учитывать, что некоторые виды нержавейки требуют к себе определенного подхода с учетом их состава и технологии изготовления. К примеру, наклепанные нержавеющие сплавы при высокой температуре растрескиваются, поэтому их пайку проводят без нагрузок, предварительно проведя отжиг металла. Есть и другие тонкости.

Особенности сплавов

Нержавейку не паяют с алюминиевыми и магниевыми сплавами. С другими металлами процесс проходит отлично, при этом само место соединение отличается повышенной прочностью.

Некоторые сплавы нержавейки, особенно это касается тех, в состав которых входит больше 25% никеля, при температуре +500-700 ℃ начинают выделять карбиды. Эти химические соединения снижают коррозионную стойкость металла.

И чем длительнее процесс пайки при таком температурном режиме, тем интенсивнее карбиды выделяются. Поэтому время пайки надо сокращать. Пайку в домашних условиях проводят паяльником или газовой горелкой, причем паяльник применяют чаще.

Выбор припоя

Существует два фактора, влияющие на выбор припоя для нержавейки:

• условия, при которых производится процесс соединения;
• состав нержавейки.

Если приходится работать в обычных условиях (в любом помещении), то пайку лучше проводить серебряным припоем, в который входит небольшое количество никеля.

При печном проведении спаиваемого процесса, то есть, при полном отсутствии влажности, используются медные, серебряно-марганцовые или хромоникелевые припои.

Надо отметить, что твердые припои на основе серебра – лучший вариант для пайки деталей из нержавейки.

Ведь серебро так же не поддается коррозии, имеет такой же светлый цвет, как и нержавеющая сталь. Но необходимо отметить, что в чистом виде серебро в припоях не используют.

В сплав добавляют цинк или медь. Чем больше в процентном соотношении серебра, тем выше качество сплава. Правда, такой материал придется использовать при более высоких температурах. Оловянные припои используют редко, когда не требуется высокой прочности.

Таблица 1. Состав и свойства серебряных припоев

Выбор флюса

Что касается флюса для пайки нержавейки, то оптимальный вариант здесь – бура. Она может быть использована в виде пасты или порошка. Порошок буры насыпают в зону пайки двух заготовок и нагревают до температуры +850 ℃. Это так называемая температура светло-красного каления.

Как только флюс расплавился, в зону вносят припой. Если следовать стандартам, то для работы с серебряными припоями берут флюсы № 209 или 284 согласно ГОСТ, а для припоев с содержанием меди и никеля – №200 или 201.

Остатки флюса после окончания пайки удаляют водой (холодной или горячей) или делают обдувку песком. Использовать для этого соляную или азотную кислоту не рекомендуется. Это сильнодействующий материал, который разъедает припойный слой и саму нержавейку.

Как правильно паять в домашних условиях

Чтобы правильно припаять между собой две заготовки из нержавейки, надо грамотно подготовиться к процессу. Для этого в качестве флюса лучше использовать ортофосфорную кислоту или хлорид цинка, который обычно называют паяльной кислотой. Паяльник нужен мощностью 100 Вт. Что касается припоя, то в домашних условиях проще паять нержавейку оловом.

Первый этап процесса – очистка кромок двух деталей из нержавейки. Для этого используется наждачная бумага или напильник с мелкими насечками. Затем надо провести облуживание подготовленных кромок.

Для этого соединяемые плоскости обрабатывают флюсом, затем паяльником разогревают припой, который наносят на концы двух заготовок. Припой должен остаться на жале паяльника, а уже от него должен быть перенесен на плоскости, которые предстоит залудить.

Если олово не прилипло к нержавейке, то процедуру надо повторить, предварительно нагрев концы соединяемых деталей.

Как только облуживание произошло, можно переходить к пайке с внесением в зону соединения флюса и припоя. По окончанию процесс кислота смывается водой.

Соединение с другими металлами

К соединению двух разных металлов, к примеру, к пайке меди с нержавейкой, надо подходить с позиции изучения их свойств. Металлы имеют разные температуры плавления, поэтому процесс пайки считается одним из сложных.

Соединение меди и нержавейки в домашних условиях включает обработку заготовок, лужение кромок и непосредственно сам процесс пайки.

При этом необходимо отметить, что паять медь и нержавейку можно паяльником или горелкой. Первый инструмент является маломощным, поэтому с твердыми припоями он работать не может.

Паяльник также не используют для пайки больших площадей соприкосновения из-за длительности процесса. К тому же флюс будет окисляться еще до того, как успеет полностью прогреться.

Горелка – наилучший вариант. С ее помощью можно паять не только нержавейку с медью, но и с латунью.

Кстати, при выборе припоя надо обратить внимание именно на прутки из латуни. Это в первую очередь самый распространенный материал для пайки нержавеющей стали, его можно использовать даже в соединении без флюса.

Надо учитывать, что латунь по многим параметрам уступает серебру. Зато она дешевле. Использовать ее надо только для пайки простых неответственных соединений.

Процесс пайки меди или латуни с нержавейкой ничем от других не отличается. Надо зачистить кромки двух металлов, обезжирить их, провести лужение каждой кромки по отдельности.

Пайка нержавейки в домашних условиях

Пожалуй, все знают, что домашний мастер постоянно сталкивается с бытовыми сложностями, которые ему необходимо устранять самостоятельно. Но нередко случается и так, что нужно сделать работу, связанную с обработкой нержавеющей стали своими руками. Поэтому для этого потребуются определенные навыки, умения и знания. Также нужно будет обзавестись некоторыми материалами и инструментами. Вот перечень всего необходимого:

• Паяльная кислота;
• Электропаяльник на 100 Ватт;
• Оловянный припой для соединения металлов;
• Напильник или наждачная бумага;
• Трубка;
• Металлический трос.

Теперь, когда с инструментом для пайки определились, нужно узнать этапы выполнения действий:

• Для обработки нержавейки, нужно изначально позаботиться о наличии флюса и электропаяльника мощностью 100 Ватт. Нужно знать, что мощней выбирать паяльник для обработки нержавеющей стали нет смысла. Флюсом служит обычная паяльная кислота. Также не забывайте про то, чтобы под рукой всегда был оловянно-свинцовый припой.
• Когда все необходимые инструменты и материалы готовы для пайки, можно начинать работу. Сперва необходимо зачистить место соединения нержавеющей стали: выполнить это можно при помощи наждачки или напильника. По завершении очистки рабочих участков необходимо нанести паяльную кислоту с последующей обработкой. Если обработка не получается (припой не прилипает к поверхности нержавейки), то нужно повторно произвести манипуляции с паяльной кислотой тщательно разогретую поверхность, затем выполнить обработку заново.
• В случае, когда вы сделали вторую попытку, и она не завершилась успехом, и припой опять отстает, то рабочую поверхность нержавейки требуется почистить специальной щеткой, которую можно сделать своими: потребуется кусок трубы сечением 5 мм, куда разместите тонкие жилы, вытянутые из металлического троса. Теперь, нанесите на место пайки кислоту, а после подведите одновременно сюда щетку и паяльник. Затем начните работать двумя инструментами. Нужно отметить, что этот процесс очень хорошо помогает при удалении оксидной пленки с поверхности нержавейки.
• Когда детали получилось отлудить, начинайте пайку нержавеющей стали, используя в работе паяльник и флюс.

Читать также: Принципиальная схема шагового двигателя

Пайка нержавейки: что нужно знать о процедуре? — Сварка

Выполнение пайки нержавеющей стали относится к весьма трудоемким процессам. Соблюдая технологию спаивания, а также учитывая все особенности, данная процедура значительно облегчается.

Относительно легко поддаются обработке металлы нержавеющего типа из никеля, хрома с долей в металле не более 25 %.

Такие материалы позволяют получать высокое качество спаянных соединений даже из металлических разнородных деталей за исключением сплавов алюминия, а также магния. К наиболее технологически простым процессам относится пайка нержавейки оловом.

Особенности пайки стали нержавеющего типа

Использование оловянных припоев отлично подходит для пайки небольших элементов, а также ремонта в домашних условиях. Без особых проблем можно запаять дома кастрюлю, миску, кружку или же другие бытовые предметы из нержавейки при помощи обычного электропаяльника и олова.

Для особо ответственных паяных соединений применяются сплавы специальных марок на основе фосфора, никеля. Помимо этого, широко используются материалы из хрома, никеля, марганца.

Эта группа хорошо подходит при работе в среде газов, имеющих в составе смесь трехфтористого бора с аргоном.

При таком спаивании припоем может выступать медь в чистом виде, которая отлично проводит смачивание металла с последующим прочным соединением.

Прежде чем паять нержавейку рекомендуется ознакомиться с технологическим процессом, а также особенностями разных методов работы с металлом.

Просмотрев соответствующее видео можно получить подробную информацию обо всех особенностях рабочей процедуры.

Выполнение пайки разнообразных изделий из пищевой и промышленной нержавейки имеет множество нюансов, на которые обращают внимание при выборе способа спаивания, а также необходимых для этого расходных материалов.

Используемое оборудование

Правильная работа с предметами из нержавейки требует теоретической подготовки и ознакомления с самим процессом посредством видеоматериалов. Для паяния нержавеющего металла в домашних условиях используется следующее оборудование и материалы:

• электропаяльник порядка 100 Вт или же газовая горелка;
• флюс для пайки нержавейки в виде особой паяльной кислоты;
• шлифовальная шкурка, металлическая щетка или же напильник;
• растворитель (ацетон);
• припой;
• защитные перчатки и ткань для протирки.

Помимо основных инструментов, материалов могут понадобиться дополнительные принадлежности в зависимости от вида обрабатываемой детали. Припаивание изделий крупных размеров может потребовать использование электропаяльника большей мощности. Это необходимо для хорошего прогрева мест соединения.

Пайка с помощью газовой горелки

Детали нагревают с помощью газовой горелки или облуженного наконечника паяльника. Во время работы с горелкой необходимо следить, чтобы в пламени находилось не сильно много кислорода, потому что это заставляет окисляться нержавейку. Это можно определить по цвету огня (он должен быть синим), если цвет бледный и огонь слабый, то это указывает на переизбыток кислорода. Чтобы прогреть соединение, горелку нужно плавно перемещать.

Касаясь металла периодически припоем, определяют, качество достигнутой температуры. Нагревание является достаточным, когда припой расплавляется не от пламени горелки, а от касания к металлу.

Затем припой тут же накладывается в ту часть, где нужно сделать стык, при этом детали продолжают нагревать, чтобы припой, плавясь, потихоньку заполнил собой полностью стык. В случае, когда на каком-то участке жидкого припоя не хватает, его нагревают сильнее, чем другие места, и припой сам стекает в него. Явным признаком качественной пайки считается вытекание из соединения излишка припоя.

Пайка мягким припоем с помощью пламени

Пайку мягким припоем с использованием пламени целесообразно применять в случаях, когда необходимо соединить относительно толстые или крупные детали. Разогреть пламенем их можно быстрее и равномернее, чем паяльником.

Для пайки мягким припоем пригодны почти все металлы и их сплавы. Нельзя паять легкие металлы, например алюминий. Существуют припои, предназначенные для конкретных материалов или для соединения различных металлов. Прежде чем приобретать припой, поинтересуйтесь у продавца, какой лучше подойдет для выбранного вами материала и способа соединения.

Основным условием надежного соединения пайкой является чистота контактных поверхностей. Антикоррозионную смазку или посторонние наслоения, оставшиеся на поверхностях, выжигают пламенем. Однако из-за относительно низкой температуры при пайке мягким припоем (180-400°С) это достигается не всегда. Поэтому встык можно паять только декоративные соединения, так как они не испытывают больших нагрузок. При наличии механических нагрузок следует соединять внахлест.

Меры предосторожности

Проводя паяльные работы, обеспечьте хорошую вентиляцию помещения. Дело в том, что припой, в составе которого есть и тяжелые металлы, при разогревании и плавлении выделяет ядовитые пары. Они, как и испарения разогретого флюса, вредны для здоровья. Вести пайку следует в защитных очках и на безопасном расстоянии от возгорающихся материалов.

Такое угловое соединение встык лучше предварительно закрепить проволочными фиксаторами: это облегчит пайку непрерывного шва.

Работа с твердыми припоями

Пайка нержавейки отлично происходит с помощью текучего, жидкого, флюсованного припоя с пониженной температурой плавления и высокими капиллярными характеристиками. Этот припой довольно эластичен, имеет великолепные раскислительные показатели, которые очень полезны при работе с нержавеющей сталью.

Также сможет справиться с латунью, медью и некоторыми иными материалами. Пайка такими твердыми припоями очень хорошо подходит для нержавейки. Нержавеющая сталь не содержит в себе кадмия, а процентное количество серебра здесь составляет 30 %. Обработка материала твердыми припоями дает хорошие результаты, давая возможность получить долговечное и качественное крепление металлов.

Припой HTS528 сможет справиться с медью, латунью, никелем, бронзой, нержавейкой, а также иными металлами. Наряду с остальными твердыми припоями сегодня, этот тиноль является наиболее востребованным. Выглядит припой, как пруток, обработанный красным флюсом. Размер прутка около 45 см., а масса 20 гр. Температура плавления составляет 760 градусов.

Где применяют

Пайка твердыми припоями примечательна тем, что при ее проведении участок стыковки изделий должен прогреваться до температур порядка 450-ти градусов и более.

Такие припои называются тугоплавкими, а полученное с их помощью соединение сохраняет свои прочностные характеристики даже при сильном термическом нагреве.

В отличие от твердых пайка мягкими припоями предполагает использование низкотемпературных расходных материалов, которые обеспечивают надежное сцепление при значительно меньшем нагреве (порядка 200-300 ℃).

Они, как правило, применяются, при пайке изделий, эксплуатируемых в нормальных температурных условиях, и не гарантируют сохранения контакта при сильном нагреве.

Возможности твердых припоев широко используются в тех сферах, где требуется получать шов, по своим прочностным свойствам занимающие промежуточное положение между сваркой и низкотемпературной пайкой.

При этом особое внимание уделяется сохранению структуры материалов в зоне контакта, которые после обработки не должны терять первоначальных характеристик.

Твердосплавные соединения чаще всего востребованы в следующих ситуациях:

• производство металлорежущего инструмента, резцов с твердосплавными рабочими вставками;
• при изготовлении емкостей и сосудов, производимых на основе цветных металлов и из нержавейки;
• в автомастерских (при ремонте радиаторов и отдельных элементов трансмиссии), а также в тех местах, где применение сварки крайне нежелательно;
• при монтаже и ремонте трубок из твердых медных сплавов, установленных в холодильном и теплообменном оборудовании и работающих в условиях «критических» температур или повышенного давления;
• для надежного и прочного соединения тонкостенных предметов и деталей, испытывающих при эксплуатации повышенные нагрузки и упругие деформации.

Использование технологии твердой пайки обеспечивает необходимую прочность получившегося соединения и его устойчивость к перегреву. Помимо этого твердосплавные методы применяются при ремонте изделий из меди или латуни, которые при работе подвергаются высокотемпературному воздействию.

В отличие от описанных выше твердых припоев сфера применения мягкой пайки ограничена нормальными условиями эксплуатации. К этому способу чаще всего прибегают при необходимости получения надежного соединения изделий и деталей из легкоплавких материалов, не подверженных чрезмерному нагреву и деформациям.

Особой популярностью при «мягком» сочленении деталей пользуются получившие широкое распространение оловянно-свинцовые паяльные составы.

Как выбрать флюс для пайки

Небольшие элементы паяют регулируемыми бензо-воздушными горелками (этот метод приспособлен больше для ювелирных изделий). Более крупные части лучше всего паять ацетиленом. Это же касается и при выборе флюса для нержавеющей стали, так как данный металл очень требователен к флюсу. Флюс для нержавейки состоит из 10 % фтористого кальция, 20 % борной кислоты, 70 % буры.

Для небольших деталей из нержавейки можете приготовить состав флюса, который в себя включает 50/50% борной кислоты и буры. Этот флюс нужно развести в воде, затем нанести на деталь, когда он засохнет, то припой будет отлично прилипать к поверхности металла.

То есть, участок пайки не протравливается, а лишь зачищается при помощи наждачки. Медь плохо растекается по поверхности стали, поэтому лучше использовать латунь Л 63. Для более качественной пайки можно также использовать серебро и латунь, изготовив из них припой.

Рекомендации профессионалов

Есть много людей, которые, так сказать, в работе с пайкой «собаку съели». И они делятся личным опытом, полученным на практике, давая полезные рекомендации:

• Паяльник лучше всего выбирать с необгораемым жалом.
• Электрический паяльник нужен мощностью 60-100 Ватт. Самый оптимальный паяльник 100 Ватт. Менее мощный паяльник не сможет прогреть металл.
• Ортофосфорная кислота лучше всего служит в роли флюса.
• В качестве пропоя желательно применять оловянно-свинцовые прутки. Также можно использовать олово в чистом виде. Нужно сказать, что оловом лучше паять предметы посуды, так как чистое олово в себе не содержит свинца.
• При работе с пайкой необходимо использовать средства индивидуальные защиты.
• Пайка обязана происходить в хорошо проветриваемом и открытом помещении.

Полезные советы

Пайка стали является трудоемким процессом, в ходе которого могут возникать спорные моменты. Чтобы не зацикливаться на них, нужно брать во внимание советы и рекомендации других мастеров:

1. Электрического паяльника мощностью в 100 Вт хватит для проведения домашних ремонтных работ. Желательно выбирать модель с не обгорающим наконечником.
2. Лучшим видом припоя являются прутья из сплава свинца и олова. Если нужно заделать трещину в посуде, требуется использовать оловянные припои.
3. Система вентиляции убережёт дыхательные пути от заболеваний, связанных с вдыханием вредных примесей.

Тренироваться нужно на ложках, чашках и старых мисках. Можно использовать отходы от производства оцинкованных отливов.

Основные ошибки во время пайки

Если во время подготовки, выбора материалов или в процессе пайки сделана ошибка, то припой может не растекаться по поверхности и не скреплять детали. Бывает так, что детали перед пайкой были недостаточно качественно зачищены или плохо разогрелись. Зачастую это происходит с изделиями большого размера. Наконечник паяльника после любого сеанса необходимо хорошо очищать, а чтобы была возможность ювелирных работ, его жало время от времени необходимо затачивать.

Чтобы получить качественное соединение, не стоит паять нержавеющую сталь чистым свинцом либо использовать канифоль. Если припой из олова, то работать с ним бывает довольно сложно из-за его слабой консистенции. Если олово не плавится больше чем до состояния теплого пластилина, то, вероятней всего, держать соединение оно не будет, постоянно ломаясь и крошась. Оптимальное состояние олова для крепления – если оно похоже на жидкость.

Качественный припой, который уложен по всем правилам, можно лишь поцарапать, но не отделить от участка спаивания нержавеющей стали. Чтобы не испортить соединение в дальнейшем, после пайки изделию необходимо дать время остыть в состоянии покоя. Когда стык остыл, его чистят от флюса и припоя, которые остались по краям, и затем тщательно промывают с мылом.

Инструкция по пайке сталей. Пайка высокотемпературными припоями узлов агрегатов

Назначение

Инструкция является руководством по пайке сталей: конструкционных, коррозионностойких (нержавеющих) и жаропрочных высокотемпературными твердыми серебрянными припоями ПСр40; ПСр МИН63; ПСр21,5; и медными припоями ВПР1; ВПР4 и их импортными аналогами газовыми горелками, а также в камерных печах и печах с вакуумной средой.

Оборудование и материалы

2.1 Горелка газовая ГОСТ 1077-79 2.2 Электропечь камерная с температурой до 1300 градусов 2.3 Вакуумная печка типа СНВ 2.4 Необходимые приспособления для установки и фиксации деталей 2.5 Ацетон ГОСТ 2603-79 2.6 Аргон чистый класса «А» ГОСТ 10157-79 2.7 Пинцет

ТВЕРДЫЕ ПРИПОИ И ФЛЮСУЮЩИЕ ВЕЩЕСТВА

3.1 Для пайки применять припои, указанные в табл.

3.2 Термообработка припоя производится в случае целесообразности, если припой недостаточно пластичен. 3.3 Для пайки применять перечисленные виды флюсов: • ПВ200 для пайки припоями ПСр21,5 и ВПР1; • ПВ201 для ПСр40 и ПСрМИН63; • Калий тетрафторборат (КВF2) ГОСТ 9532-75 для пайки ПСр21,5 и ВПР1 в нейтральной среде.

Читайте статью «Как приготовить флюс своими руками»

4 ПОДГОТОВКА ПОВЕРХНОСТИ ДЕТАЛЕЙ И ПРИПОЯ

4.1 Размер зазоров должен быть, как правило, от 0,7 до 0,15мм для соединений типа «телескоп» и до 0,2 мм для других соединений (нахлесточных, стыковых, тавровых) Допускается уменьшение зазора в соединении типа «телескоп», если это вызвано особенностями конструкции узла. 4.2 Поверхности, подлежащие пайке, должны быть доведены до шероховатости не ниже 2,5. 4.3 На цементированных изделиях, после снятия медного покрытия, поверхности под пайку должны быть зачищены механически до чистого металла. 4.4 Наличие фаски в месте формирования галтели при печной пайке необходимо исключить. Кромки разделки в которой размещается паяемая деталь, должны притупляться радиусом ±0,1 мм. 4.5 Присутствие цветов побежалости и коррозии на паяемых поверхностях узлов после мех. обработки не допускается 4.6 Детали, поступающие на пайку, должны быть промыты. 4.7 Непосредственно перед пайкой обезжирить детали, входящие в узел и припой в ацетоне или другом растворителе и посушить на воздухе 10-15 мин. Сборку после данной процедуры проводить пинцетом или пользоваться х/б перчатками.

5 ПОДГОТОВКА ОБОРУДОВАНИЯ И ОСНАСТКИ

5.1 При пайке в камерной печи в аргоне внутренняя поверхность контейнера должна быть очищена от грязи и очищена путем промывки ацетоном или др. растворителем. 5.2 Вакуумная печь перед загрузкой узлов под пайку должна быть очищена от грязи и масла согласно руководству по эксплуатации. 5.3 Оснастка должна быть перед пайкой промыта в ацетоне или др. растворителе. В случае наличия рыхлых окисных пленок допускается обдувка оснастки электрокорундом или гидрохонингом. 5.4 При пайке в нейтральной среде перед запуском аргона в печь систему трубопроводов продуть аргоном. Смена баллонов в процессе пайки запрещается.

6 СБОРКА

6.1 Сборку узлов производить в приспособлениях обеспечивающих требуемое положение деталей и исключающих напряжения в зоне пайки. 6.2 Фиксацию припоя производить на машинах контактной сварки при помощи сварочного пистолета или сварочных клещей.

7 ПАЙКА

а) Пайка газовой горелкой 7.1 Развести флюс в Н2О или в спирте до пастообразного состояния, затем покрыть соединяемые поверхности. 7.2 Припой покрыть флюсом, разведенным в Н2О или в спирте и обсыпать порошком флюса В процессе нагрева необходимо наблюдать за тем, чтобы поверхность металла у места зазора не оголялась от флюса и, при необходимости, делать подсыпку порошка флюса. 7.3 Нагреть паяемый участок до температуры, указанной в таблице выше. Температура при пайке контролируется зрительно по началу плавления припоя. Нагрев зоны соединения производить равномерно по всей длине соединения, не допуская перегрева. При пайке деталей с разной толщиной стенок прогревать сначала более массивные детали. 7.4 Не допускать контакта флюса с пламенем более 4-5 минут из-за возможности потери им флюсующих свойств. Оптимальное время нагрева флюса при пайке в газовом пламени 20-60 сек.

7.5 В процессе пайки до полного охлаждения узел подвергать механическому воздействию воспрещается.

7.6 При необходимости для предохранения внутренней поверхности труб от чрезмерного окисления, на внутреннюю поверхность трубы нанести флюс или пропускать внутрь аргон.

При пайке трубу в зоне соединения располагать, по возможности, вертикально. Арматура должна находиться снизу.

7.7 Нагартованные детали из стали типа 12Х18Н9Т перед пайкой подвергать отжигу (детали из труб после гибки)

7.8 Подгибка трубопроводов после пайки не рекомендуется и совершенно не разрешается на расстоянии меньшем 20 мм от места пайки. Наплывы припоя на ниппеле разрешается запиливать.

б) Пайка в камерной печи

7.9 Производить в герметичных контейнерах со стальным колпаком-экраном в атмосфере аргона.

7.10 Флюсы 200, 201, 209 разводятся в воде до пастообразного состояния и наносятся тонким слоем, затем просушиваются в течение 10-15 мин. Порошок тетрафторбората калия засыпается в контейнер. Количество флюса, температура, время выдержки, расход аргона, скорость нагрева и охлаждения оговаривается в технологии.

7.12 Контроль температуры производить термопарой, вводимой внутрь контейнера.

Горячий спай термопары должен быть помещен, по возможности, как можно ближе к поверхности паяемого изделия.

7.13 Детали охлаждать под потоком аргона до комнатной температуры. Допускается обдув контейнера сжатым воздухом с целью уменьшения времени охлаждения.

в) Пайка в вакуумной печи

7.14 Производить преимущественной в среде аргона.

7.15 Собранный узел в приспособлении поместить на поддон печи, закрыв его колпаком-экраном из стали типа 12Х18Н10Т.

7.16 Пайка в среде аргона выполняется по следующей схеме:

• Продуть систему трубопроводов до вакуумного крана аргоном
• Откачать из печи воздух до остаточного давления, указанного в технологии. Разрешается промывка камеры аргоном, заключающаяся в следующем: откачка до 10-3мм рт. ст., заполнение газом и снова откачка до требуемого разряжения.
• Подать в камеру печи газообразный аргон. Подачу вести непрерывно в течение 8-10 мин.
• Включить нагрев и произвести пайку.

7.18 Контроль температуры выполняют при помощи термопары с записью на самописце. Горячий спай термопары должен быть помещен как можно ближе к поверхности паяемого узла. Допускается замер температуры в камере при условии учета экспериментально определенной разницы температур на поверхности изделия и в камере.

8 УДАЛЕНИЕ ОСТАТКОВ ФЛЮСА

В горячей, затем в холодной проточной воде с последующей обдувкой гидрохонингом.

9 КОНТРОЛЬ ШВОВ

9.1 Контроль состояния узлов должен проводиться на всех этапах тех.процесса подготовки поверхностей, сборки и пайки, введения флюса и припоя, устранения остатков флюса после пайки.

9.2 Применяемые материалы должны быть ГОСТированны или иметь ТУ. Следить за сроком годности флюса.

9.3 Применять следующие виды контроля:

а) внешний осмотр;

б) рентгенографический анализ;

в) проверка узлов на прочность и герметичность;

г) металлография;

9.4 Внешнему осмотру подвергать 100% узлов с помощью увеличительного стекла 4-7 кратного увеличения.

Осматривать нужно паяный шов и зону, примыкающего к нему основного металла на расстоянии не менее 10 мм.

9.5 Шов должен быть чистым, без пористости, раковин, свищей, непропаев, посторонних включений, остатков флюсов и т.д. при условии, что припой заполнил зазор и образовал галтель.

10 ИСПРАВЛЕНИЕ ДЕФЕКТОВ

10.1 Недопустимые непропаи, поры, раковины и др. дефекты устранять подпайкой не более 2-х раз тем же припоем, которым проводилась пайка или с более низкой температурой плавления.