Мой Инструмент

Информация о бессеребряных припоях для пайки нержавеющей стали

Припой П-81 (диам. 2 мм)

Состав: Медь 52-54%, Фосфор 6-7%, Никель 6-7%, Цинк – 32-36%.

Соединяемые материалы: медь, серебро, никель и их сплавы (в т.ч. латунь), стали (в т.ч. нержавеющая), чугун, твердые сплавы и их сочетания и др. Пайка с использованием флюса.

Температура плавления 630-660 град.С, температура пайки 680-700 град.С.

Свойства: предел прочности на срез по стали 170 МПа; область разрушения телескопического соединения медь-сталь – по меди. Обеспечивает высокую герметичность паяных конструкций под давлением до 16 атм., обеспечивает высокую надежность работы фреоновых систем, высокое качество при ремонте твердосплавного инструмента.
Наиболее эффективен взамен высокосеребряных припоев ПСр25, ПСр29.5, ПСр40, ПСр45.

Рекомендуемые флюсы: ФК-250, ФК-235, ПВ-209.

Припой П-21 (ЛОК-57)

Состав: Медь 55-57%, Олово 6,7-7,3%, Никель 0,7-1,4%, Цинк – 34-38%.

Соединяемые материалы: стали, медь и ее сплавы, никель и его сплавы и их сочетания.

Температура плавления 800-830 град.С, температура пайки 850-890 град.С.

Свойства: предел прочности на разрыв по стали 240-260 МПа; область разрушения телескопического соединения – паяемый материал. Применяется для пайки стальных тонкостенных изделий, пайки штуцеров компрессоров и других конструкций с повышенными требованиями по прочности.

Рекомендуемые флюсы: ФК-250.

Технология пайки нержавеющей стали простым оловом, была освоена мной почти сразу.
Работа по этому, проверенному методу затруднений не вызывала. Прочность изделий и качество работы, на тот момент, вполне удовлетворяли мои скромные потребности.
Несмотря на имеющийся опыт, я долго не решался приступить к работе с твердыми припоями. Долго колебался в выборе – вложить средства в оборудование и материалы или обратиться к специалистам по аргонно-дуговой сварке.
Дух авантюризма и желание не зависеть от других людей склонили мой выбор в сторону вложения средств в «неизвестность».
Результатом этой «авантюры» стала полная независимость от дорогостоящих аргонщиков, и получение изделий приличного качества.

В московской фирме «Cold24» – http://cold24.ru/ было приобретено:

– Газовая горелка BZ8250HT «BERNZOMATIC» мощностью – 2.713Вт.
– Баллон MAPP GAS FAT BOY.
– Флюс для высокотемпературной пайки BrazeTec тип “h” (100г)
(флюс BrazeTec spezial h специально предназначен для нержавеющей стали, на тот момент его не было в наличии).
– Офлюсованный припой Braze Tec CoMet 4076U содержанием серебра 40% без кадмия.

Изучая неведомый доселе метод, наткнулся на очень полезную статью, размещённую на сайте «Tool-Land.ru»
которая помогла разобраться в некоторых нюансах и вселила уверенность в положительном результате.

Этот метод можно применить в условиях городской квартиры.
Я паял на кухне, на газовой плите под вытяжкой. Довольно удобно.

Поверхности тщательно обезжирить.
За тем, при помощи водостойкой шкурки средней зернистости P-600 или P-1000 и воды,
качественно зачистить места пайки для удаления окисленного слоя.

Насухо убрать влагу чистой сухой салфеткой.
Перед использованием флюса его необходимо тщательно перемешать.
Нанести высокотемпературный флюс на место будущего соединения.

Далее, начинаем прогревать место пайки.
При попадании пламени на флюс и разогреве поверхности он вспенивается и высыхает.
При дальнейшем нагревании порошок плавиться, и затекает в зазоры сопрягаемых деталей.

Важно! Не следует вносить припой до того как расплавиться флюс.

Если пруток без обмазки (мне показалось, что так даже удобнее) перед внесением в пламя, погружаем его в баночку с флюсом.

Если пруток офлюсован, тогда внося его в пламя, касаемся обмазкой разогретых деталей. Он мгновенно плавиться, получается дополнительное «офлюсовывание».

Когда поверхности разогреты до светло-вишневого цвета, приступаем к внесению припоя.
Разогретым припоем касаемся места пайки.
При правильном прогреве детали и стержня припоя, он быстро плавиться от прикосновения к разогретой поверхности и затекая встык, образует прочное соединение.

Внеся небольшое количество припоя, по мерее прогрева мест пайки, он будет растекаться, формируя тонкий, аккуратный и красивый шов.
Качество и точность подгонки деталей является очень важным моментом. На это нужно обратить особое внимание. От этого будет зависеть не только расход дорогостоящего припоя, но и конечная красота изделия.

Читать также:  Распиловка дуба на ленточной пилораме

Результатом освоения метода высокотемпературной пайки, стала возможность реализации новых проектов…

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

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

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

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

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.

Читать также:  Перфоратор макита 2450 сборка и разборка

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

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

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.

Нагрев зоны пайки доводится до вишневого цвета. Обычно пайка твердыми припоями производится в интервале цветов от темно-вишневого до светло-вишневого.

Расплавляется припой. При достаточном количестве флюса он легко растекается по зоне пайки, затягивается в стык.

После окончания операции производится зачистка спая.

Пайка нержавейки – достаточно сложная процедура. К ней прибегают для соединения тонкостенных деталей, когда нет возможности выполнить сварку по технологии TIG. Это позволяет избежать чрезмерного температурного воздействия на рабочую поверхность.

Особенности сплавов

Пайку нержавеющей стали относят к квалифицированным работам. Это связано с тем, что для выбора оптимального режима пайки необходимо точно определить тип материала. Например, наклепанные сорта нержавейки спаивают без нагрузки, во избежание образования дефектов на поверхности, вследствие температурного воздействия.

Алюминий и магний слабо взаимодействуют с рассматриваемым сплавом, поэтому при подборе материала следует обращать внимание на состав изделия. С прочими сортами металлов нержавейка образует высокопрочное соединение.

Высоколегированные составы с высоким содержанием хрома плохо переносят воздействие высокой температуры. При нагреве свыше 500 Сº активизируется процесс образования карбида хрома, негативно влияющий на параметры металла.

Выбор припоя

Правильный припой для пайки нержавейки – залог качества соединения. На выбор подходящего материала оказывают влияние следующие факторы:

• состав металла;
• условия проведения работ.

В стандартных условиях пайку выполняют серебряным припоем – он обладает отличными антикоррозионными свойствами, а никель в его составе повышает прочность соединения. Визуально, соединение не будет отличаться от основной поверхности. Мастера считают серебряные составы лучшим материалом для пайки нержавейки. При этом использовать серебро без добавок запрещено. Для повышения качества соединения к нему добавляют медь или цинк.

Выбор флюса

Для работы с нержавейкой подходит не всякий флюс, поскольку процесс протекает под действием высоких температур. Опытные мастера рекомендуют использовать буру. Ее вносят в зону контакта и нагревают до полного расплавления, после чего подают припой.

При отсутствии буры, в качестве флюса рекомендуют использовать ортофосфорную кислоту. Более активные составы будут негативно воздействовать на слой припоя.

Как сделать флюс своими руками?

Опытные мастера предпочитают готовить флюс своими руками. Существует несколько рецептов. Наиболее употребительным считается смесь, в состав которой входят:

• бура – 7 частей;
• борная кислота – 2 части;
• фтористый кальций – 1 часть.

Смесь готовят на водной основе.

Для работы с мелкими деталями достаточно смешать борную кислоту и буру, в соотношении 1:1.

Особенности пайки оловом

Припои на основе оловянно-свинцовых смесей отличаются высоким качеством соединения при доступной цене. Это является основной причиной популярности пайки нержавейки оловом в домашних условиях. Метод лучше всего зарекомендовал себя при заделке небольших трещин или соединении мелких деталей. Изделия, подверженные в процессе эксплуатации температурным нагрузкам, рекомендуют паять с использованием серебряных составов. Примером являются трубки дистиллятора, которые эксплуатируются при высокой температуре под давлением.

Использование олова в качестве присадочного материала при пайке нержавейки, не получило широкого распространения в промышленности, ввиду низкого температурного порога соединения.

Преимущества

Использование легкоплавких припоев обладает следующими преимуществами:

• легкая процедура пайки небольших деталей;
• подготовительные процедуры не отнимают много времени;
• низкая стоимость расходных материалов;
• можно использовать как бытовой электрический паяльник, так и газовую горелку.

Недостатки

Метод имеет следующие недостатки:

• низкий показатель прочности соединения;
• низкая температура плавления олова снижает сферу применения запаянных деталей;
• грамотное применение расплавленного олова требует от мастера определенных профессиональных навыков.

Режимы

Оловянно-свинцовые припои применяют при следующих параметрах:

• максимальная температура горелки составляет 240 Сº;
• минимальная мощность паяльного устройства – 40 Вт;
• интервал воздействия на поверхность – не более 10 секунд;
• толщина припоя, независимо от формы изготовления, не должна превышать 4 мм.

Как правильно работать в домашних условиях?

Пайка нержавейки считается достаточно сложным процессом, поэтому к выполнению работ дома следует подойти с особым вниманием. Для большинства припоев, за исключением оловянных, необходим паяльник мощностью не менее 100 Вт.

Не следует забывать про подготовку поверхности под пайку. Данная процедура начинается с механической обработки плоскости и заканчивая ее лужением.

Использование активных флюсов требует особого внимания – после завершения работ необходимо промыть соединение проточной водой.

Соединение с другими металлами

При спайке разнородных составов, например, пайке нержавейки с медью или бронзой, необходимо внимательно изучить свойства соединяемых металлов. Основная проблема заключается в подборе температурных параметров, поскольку заготовки обладают различными условиями плавления.

Независимо от типа металла, необходимо тщательно очистить контактную зону.

В качестве рабочего инструмента можно использовать паяльник или горелку.

В случае отсутствия серебряного припоя можно использовать составы на основе латуни. Это снизит качественные характеристики соединения, зато позволит сэкономить на расходных материалах, поскольку латунь дешевле серебра.

Пищевые припои

Требования к пайке посуды, которая используется для приготовления пищи, не отличается от общих правил проведения работ. Правильный припой для нержавейки – основное требование. Например, для ремонта посуды нельзя использовать припои группы ПОС, поскольку свинец негативно влияет здоровье человека.

Основные ошибки

Малейшая оплошность может привести к существенному снижению качества соединения. Следующие советы снизят вероятность ошибки:

1. При проведении домашних работ оптимальная мощность паяльника составляет 100 Вт. Использование более мощного прибора приведет к перегреву расходных материалов, а мене мощного – к неполному прогреву металла.
2. Используйте паяльник с необгораемым стержнем.
3. Пищевую посуду лучше паять чистым оловом, поскольку свинец обладает токсичными свойствами.
4. В качестве флюса опытные мастера рекомендуют использовать активные составы. Лучше всего зарекомендовала себя ортофосфорная кислота.

Заключение

Пайка нержавейки относится к сложным процедурам, ввиду разнообразия легирующих сплавов. Для мелких деталей, не подверженных температурному воздействию, лучше всего подойдут припои группы ПОС.