Припой для пайки меди: виды припоя и их характеристики + советы по выбору

Припой для пайки меди: виды припоя и их характеристики + советы по выбору

Медные трубы – это детали для глобальных или локальных коммуникационных систем, транспортирующих газ, воду, продукты нефтепереработки, охлаждающие жидкости и прочие важные ресурсы. Для объединения отдельных фрагментов в единую сеть используется припой для пайки меди. Подбирают его в зависимости от условий, в которых проходит эксплуатация системы.

Правильно оформленное соединение обеспечивает герметичность всего комплекса и предотвращает утечку подающегося состава в окружающую среду. А их неправильное соединение в будущем может вылиться в массу проблем.

Давайте попробуем разобраться в видах припоя и в том, какому из них лучше отдать предпочтение в конкретной ситуации.

Как проходит пайка сложных металлов?

Не так уж она и отличается от соединения других металлов по своей технологии. Например, наш процесс – пайка меди и стали. Мы никуда не денемся от тщательной очистки поверхности от главного врага хороших швов – окисной пленки. Мы будем использовать флюсовую смесь для улучшения процесса пайки.

Таблица паяльных флюсов.

Между заготовками не забудем оставить зазор адекватно ширины – примерно 0,5 мм. Разогрев металлов нужно проводить также, без каких-либо новых нюансов. При достижении рабочего температурного уровня припой соединяем с деталями.

Затем конструкцию оставлять остывать максимально естественным образом. Вуаля, никаких новостей и секретов хозяйки медной горы. Где технологические нюансы, и о чем статья?

Нюанс, конечно, есть. Имя ему – припой для пайки меди. Все дело в его качестве и природе. Он великолепно подходит для работы как с медными заготовками, так и деталями из ее самых разнообразных сплавов, в которых партнерами выступают железо, никель, фосфор, олово, марганец и другие.

Все многочисленные варианты сплавов и их применения изложены в ГОСТе 52955 – 2008. Если в таких сплавах имеют место окислы, они без проблем убираются – в этом случае проблем при пайке медным припоем практически нет.

Если же «партнерские» металлы имеют свойства образовывать оксиды, с которыми флюсы для пайки меди справляются с трудом или вообще не справляются, то могут возникнуть проблемы.

Если говорить о типе соединений, то в пайке медных труб чаще всего применяется нахлесточный вид шва с шириной нахлеста не меньше 5-ти мм. Это не самый эстетичный вариант металлических соединений, но зато самый прочный и долговечный.

К счастью, в пайке можно формировать швы любой толщины без потреб качества, что никак не получится при сварке с помощью электрода. В зазор между заготовками медно фосфорный припой отлично втягивается, чтобы заполнить все возможные ниши и промежутки с образованием отличной герметичности соединения.

На основе серебра

Очень хорошие свойства имеют высокотемпературные припойные средства на основе серебра. Они подходят практически для всех металлических изделий. Единственный недостаток – цена благородного металла лимитирует возможности частого применения.

Существуют сплавы (ПСр-15) с невысокой концентрацией серебра. Они стоят меньше, чем концентрированные композиции, могут применяться чаще.

Составы (ПСр-45) с содержанием серебра – 45 %, меди – 30 %, цинка – 25 % обладают очень хорошими свойствами: вязкостью, текучестью, ковкостью, стойкостью к окислению и механическим воздействиям. Эти сплавы применяются по необходимости, при наличии финансовой возможности.

Варьируя соотношение указанных компонентов, можно изменять максимальные температурные значения, которые выдержит будущий шов. Еще лучшие качества демонстрирует высокотемпературная композиция с содержанием серебра 65 %, но стоит она очень дорого.


Технологические советы и замечания

Они касаются пайки меди со сталью и другими добавочными металлами:

  • Обязательное требование к припою по меди – это его хорошо расплавленное состояние. Это необходимо для полноценного заполнения пространства между соединяемыми поверхностями.
  • Смесь должна растечься по абсолютно всей поверхности, следить за этим неукоснительно.
  • Флюс используется для удаления оксидной пленки и любых других видов грязи.
  • Стоимость данных смесей находится в очень широком диапазоне, это объясняется различными составами и техническими характеристиками их сплавов.

Преимущества пайки

Пайка меди.
Соединение металлов методом пайки – очень популярная технология.

Этому есть серьезные причины:

  • Пайка не деформирует детали во время процесса, их форма остается первоначальной.
  • Не приходится иметь дела с явлениями коробления и какого-либо внутреннего напряжения.
  • Прочность и герметичность сформированного шва.
  • Независимость данной технологии и качества швов от различных температурных режимов, включая значительное нагревание.
  • Возможность соединения металла с неметаллическими материалами.
  • Нетрудное разъединение швов.

Классификация припоев

Припои подразделяются ровно на две категории по следующим параметрам:

  • по химическому составу сплава, к примеру, фосфорный припой;
  • по высоте температуры плавления;

Логично будет рассматривать виды припоев с точки зрения физических свойств получаемого паяного состава. Главный фактор – характеристики металла и сплава – компаньона.

По этому критерию виды различаются следующим образом:

Низкотемпературный или мягкий вид припоя

Всего 450°С – вот предельно допустимый уровень для температуры плавления в данном виде. Эта особенность сказывается на прочности шва соединения, но не самым критическим образом: она немного ниже, чем у твердых припоев.

Внутри этого вида также есть свои подвиды исходя из химического состава:

  • свинцовые и без свинца;
  • свинцово-оловянные сплавы;
  • специального назначения и с легким плавлением.

Припой для пайки меди.
Оловянно-медные припои состоят на 97% из олова и лишь на 3% из меди. Это очень популярная смесь, да и стоит она совсем недорого.

Оловянно-серебряные припои по своим свойствам прочнее предыдущих, это самые популярные смеси при пайке отопительных систем. Их долевой состав почти такой же: 95% – олово и 5% – серебро.

Маркировка составов для пайки простая и понятная. Возьмем, к примеру, марки ПОС-18, ПОС-30 и так далее. Цифры обозначают процентное содержание в смеси олова. Смесь ПОС-61 – самый подходящий вариант для работы с медью и латунью, а ПОС-30 универсальнее: помимо меди и латуни, он годится для пайки стальных сплавов и железа.

Читайте также:
Недорогие бани: разработка и описание популярных проектов

Высокотемпературный или твердый вид припоя

Понятно, что здесь уровень температуры плавления много выше, которая достигает иногда 800°С. Это придает больше прочности швам, она выше, чем при использовании «мягких» припоев.

По химическому составу твердые сплавы разделяются:

  • медно-цинковые;
  • медно-фосфорные припои;
  • чисто медные, без примесей.

Это необходимо из-за риска повредить структуру детали из-за основного металла в медных, к примеру, трубках с тонкими стенками.

Твердые марки используются там, где нужны соединения попрочнее. В их составе – сплавы твердой пайки марок BCuP, Bag и пр. Именно от долевого состава разных элементов зависит качество и надежность соединения.

Припои твердого типа делятся на:

  • тугоплавкие
  • легкоплавкие

Медно-цинковые сплавы относятся к достаточно редким, они прекрасно заменяются другими смесями, содержащими бронзу, латунь или цинк.

Разновидности медных фитингов.

Медно фосфорный припой обладает теми же свойствами и функциями, как и дорогой вариант смеси из чистого серебра для пайки заготовок из бронзы, латуни и пр.

Маркировки здесь немного другие: ПМЦ-36, где буква «П» обозначает «припой», «МЦ» – слова «медно – цинковый», а цифра 36 – процентную доля меди в этом составе.

По критериям универсальности и экономической доступности на первом месте, конечно, медно фосфорные припои. Они применяются в самых разных типах работ, хотя и обладает определенным недостатком. Это недостаточная прочность соединения в условиях низких температур.

Самые крепкие и долговечные соединения получаются при использовании специальных многокомпонентных смесей. Такую же прочность дают и медно-цинковые припои. Самым распространенным составом является такой: 92% – медь, 2% – серебро, 6% – фосфор.

При работе с твердыми марками обязательно применение флюсовых смесей. Вид флюса и его объем нужно подобрать правильно, исходя из технических характеристик.

Следует отметить, что даже небольшие отклонения от стандартов технологии могут привести к серьезным ситуациям вплоть до аварий.

Для жаропрочных сплавов

Высокотемпературные припои применяют для нержавеющих и жаропрочных стальных сплавов. Пайку таких сплавов проводят с применением припоев на основе меди, меди с цинком, серебра.

Процесс осуществляется в печах в окружении водорода или паров раствора аммиака. При пайке с помощью меди, медно-цинковых композиций в качестве флюсовой добавки используют буру.

Серебряные высокотемпературные припои можно применять только в сочетании с активными флюсами. Полученные таким методом швы выдерживают нагревание до 600 ℃. Соединения, полученные с медьсодержащими составами, высокие температуры переносят хуже.

В качестве альтернативы иногда применяют никель-хромовые припои с платиной или палладием. Такие высокотемпературные материалы стоят дороже. Швы обладают большой термической и коррозионной устойчивостью.

При наличии на стальных изделиях из нержавеющих и жаропрочных сплавов больших зазоров, хорошее соединение дают порошковые припои, содержащие компоненты, идентичные химическим элементам сплавов.

Полученные швы выдерживают нагревание до 1000 ℃. Процесс проводят в вакуумированной среде, наполненной аргоном и газообразным флюсом.

Пара слов о флюсах

Чаще всего применяют следующие флюсовые составы:

  • Специальный флюс для работы с алюминием, в котором главным элементом является олово с дополнениями из цинка, кадмия и буры. У цинка и кадмия в этой смеси особая функция: они повышают силу диффузии.
  • Так называемая паста – флюс для пайки медных изделий. Это та же флюсовая смесь, только по консистенции она гуще обычных флюсов. Особенности паст-флюсов – их способность усиливать адгезию соединения и минимизирует формирование пузырьков из воздуха.

С алюминием часто работают как в промышленности, так и в домашних условиях. В составе припоя для пайки алюминия обязательно должны присутствовать кремний, цинк, медь и серебро. Сплавы должны быть высокотемпературными.

Технология

После того, как принадлежности и инструменты подготовлены, переходят к самой пайке:

Отрезаем деталь необходимой длины

Для раскроя трубных заготовок используют труборезы с ручным или электрическим приводом. Чтобы рез был ровным, после каждого оборота следует затягивать на треть хода регулирующий прижим маховик. Кромку следует обработать фаскоснимателем и зачистить ершиком. Если соединение стыковое, одну из труб следует расширить. Далее поверхности обезжиривают и проверяют качество их сопряжения.

Наносим флюс на поверхность трубы

Флюсовую пасту наносят на внутреннюю поверхность кисточкой, встроенной в крышку баночки. Она должна быть полностью покрыта флюсом, в то же время на ней не должны скапливаться излишки.

Соединяем

Детали вставляются одна в другую с легким проворотом в обе стороны. Это помогает равномерно распределить флюс.

Излишки флюса необходимо стереть чистой ветошью.
При низкотемпературной пайке включенную горелку направляют на стык. Стык необходимо прогреть равномерно, плавно перемещая факел. Катушку с припоем берут в левую руку. Проволокой касаются зазора, припой плавится и заполняет его.
В этот момент пламя немного отводят в сторону, давая припою затечь в зазор.

Пропаянный стык должен остывать обычным путем, баз обдува или смачивания жидкостью. Это позволит избежать эффекта отжига.

Для высокотемпературной требуется более горячее пламя. Его получают, сжигая смесь пропана с кислородом либо ацетилена с воздухом. Прогревать стык следует равномерно и быстро, избегая пережога. Нужную температуру заготовки (750оС) можно определить по темно- вишневому цвету. Прогретый, но не расплавленный горелкой паяльный состав подают в зону стыка.

Опытные мастера сразу нагревают стык ровно настолько, сколько требуется для плавления и затекания паяльного состава. Начинающим пайщикам придется потренироваться на учебных заготовках. Избыток расплава удаляют медной лентой, предназначенной для удаления припоя. Пропаянный шов должен остывать естественным путем, без обдува холодным воздухом.

После остывания чистой сухой ветошью следует снять остатки флюсовой пасты.

Как выбирать припой для меди?

Один из самых главных критериев – это уровень температуры плавления. Чем выше этот уровень, тем выше риск повреждения детали из основного металла. Многое будет зависеть от толщины стенки медной трубы.

Читайте также:
Потолочная сушилка для белья: подвесная, настенная - своими руками, размеры, фото, отзывы

Если эта стенка толстая, прожечь ее трудно и, следовательно, риск повреждений ниже. В этом случае вполне приемлемо использование твердого типа для меди, у которого достаточно высокий уровень температуры плавления.

Для пайки пищевой меди существуют специальные сплавы, в которых отсутствуют какие-либо токсичные вещества или ядовитые элементы.

Зависит от задачи

Выбор используемых инструментов и материалов, прежде всего, зависит от выполняемых работ.

  • Одно дело, если речь идёт о пайке проводов или электронных схем. Энергии на их прогрев тратиться немного, а зона соединения ограничена. Тут вполне можно обойтись электрическим паяльником, обычным оловянно-свинцовым припоем и канифолью в качестве флюса.
  • Иные проблемы приходится решать, соединяя между собой детали значительной толщины и массы. Они поглощают значительное количество тепла и, за счёт высокой теплопроводности, быстро остывают, отдавая тепло в атмосферу. Решить проблему помогают газовые горелки или паяльные лампы, а также флюсы, обладающие более высокой эффективностью, чем традиционная канифоль.

Прежде чем приступать к подбору оборудования и материалов, следует определиться с характером предстоящей задачи и её объёмом.

Припой для пайки меди: виды припоя и их характеристики + советы по выбору

Медные трубы – это детали для глобальных или локальных коммуникационных систем, транспортирующих газ, воду, продукты нефтепереработки, охлаждающие жидкости и прочие важные ресурсы. Для объединения отдельных фрагментов в единую сеть используется припой для пайки меди. Подбирают его в зависимости от условий, в которых проходит эксплуатация системы.

Правильно оформленное соединение обеспечивает герметичность всего комплекса и предотвращает утечку подающегося состава в окружающую среду. А их неправильное соединение в будущем может вылиться в массу проблем.

Давайте попробуем разобраться в видах припоя и в том, какому из них лучше отдать предпочтение в конкретной ситуации.

Выбор припоя для пайки

Выбор припоя производят в зависимости от таких факторов:

  • соединяемых металлов или сплавов
  • способа пайки
  • температурных ограничений
  • размера деталей
  • требуемой механической прочности
  • коррозийной стойкости и др.

Для пайки толстых проводов используют припой с температурой плавления более высокой, чем для пайки тонких проводов. В некоторых случаях необходимо учитывать и электропроводность припоя (напоминание: удельное сопротивление олова равно 0,115 Ом х мм2/м, а свинца — 0,21 Ом х мм2/м).

Температура плавления

Какой бы ни был вид припоя, температура, при которой он начнет плавиться, обязательно должна быть ниже плавления спаиваемых материалов. Также она должна быть выше, чем рабочие температуры деталей.

Читайте также: Монтаж труб ПНД своими руками: инструкция по сварке + как согнуть или распрямить такие трубы

Говоря о температуре плавления, подразумевают две точки. Это значение, при котором легкоплавкие компоненты начнут процесс плавления, и минимальное, где сплав превратится в жидкость. Разница этих двух температур называется интервалом кристаллизации. Если место пайки находится в пределах данной разницы, то даже небольшие механические нагрузки на деталь могут полностью разрушить структуру припоя. В таком соединении будет отмечаться высокая хрупкость и сопротивление. Помните главное: не следует каким-либо образом воздействовать на соединение до тех пор, пока припой для пайки не полностью кристаллизовался.

Разновидности припоев

Припой для пайки

Припой для пайки

Припой для пайки разделяют на три группы: тугоплавкий, легкоплавкий и сверхлегкоплавкий.

Тугоплавкие припои (радиолюбители их практически не используют). К тугоплавким относятся припои с температурой плавления свыше 500 °С, создающие очень высокую механическую прочность соединения (сопротивление разрыву до 50 кг/мм2). Недостатком их является именно то, что они требуют высокой температуры нагрева и, хотя прочность такой пайки получается весьма высокой, интенсивный нагрев может привести к нежелательным последствиям: можно, например, «отпустить» стальную деталь. Недостатком твердых припоев является то, что они требуют высокой температуры нагрева, и хотя прочность такой пайки весьма высока, интенсивный нагрев может привести к весьма нежелательным последствиям: можно перегреть дорогостоящую деталь и вывести ее из строя (например, транзистор или микросхему), можно «отпустить», например, стальную деталь (пружину).

Легкоплавкие (радиолюбительские) припои. К этой категории относятся припои с температурой плавления до 400 °С, имеющие сравнительно невысокую механическую прочность (сопротивление разрыву до 7 кг/мм2). При радиотехнических монтажных работах применяются главным образом легкоплавкие припои. В их состав входят олово и свинец в различных пропорциях, например, припой ПОС-61 , который содержит 61% свинца, 38 % олова и 1% различных присадок.

Сверхлегкоплавкие (радиолюбительские) припои. Существуют также сплавы, в состав которых, кроме олова и свинца, входят висмут и кадмий. Эти сплавы наиболее легкоплавкие: у некоторых из них температура плавления менее 100 °С. Механическая прочность соединения у таких сплавов весьма невелика. Раньше их применяли для пайки кристаллов в кристаллических детекторах. В настоящее время легкоплавкие кадмий-висмутовые сплавы находят применение при ремонте печатного монтажа. Используются они также для пайки транзисторов, так как по техническим условиям их рекомендуется паять припоем с температурой плавления, не превышающей 150 °С.

Для пайки транзисторов можно применять так называемый сплав Вуда с температурой плавления 75 °С, в состав которого входят: олово — 13%, свинец — 27%, висмут — 50%, кадмий — 10%. Сплав Вуда можно приготовить по указанному рецепту самому или купить в аптеке. Пайка ведется слабо нагретым паяльником. В качестве флюса используется канифоль.

Какие встречаются?

Что же такое припой и как надо правильно его выбирать — на практике они могут быть мягкими или твёрдыми. Монтаж любой радиоэлектронной аппаратуры происходит с применением легкоплавких вариантов.

Компоненты неизвестного происхождения отличается по следующим признакам:

  1. Насыщенный блеск среза говорит о высоком присутствии олова.
  2. Преобладание свинца гарантирует субстанции тускло-серый цвет и матовую поверхность.
  3. При повышенном содержании свинца изделие становится пластичным, например, проволока сечением в 6 мм без видимого услия сгибается руками.
Читайте также:
Сверло по дереву – учимся различать и выбирать инструменты + Видео

Иногда для качественной пайки применяется уже готовая смесь — это припой в виде проволоки, а флюс запаян внутри. Производители изготавливают аналогичные субстанции с допуском флюса в пределах 1—3% от общего веса, что благоприятно сказывается на процессе пайки и увеличивает производительность труда, т. к. отпадает необходимость постоянно макать жало паяльника в баночку с флюсом.

По консистенции выпускаются двух видов: мягкий или твердый припой, а по температуре плавления различают обыкновенные и тугоплавкие типы.

Радиолюбительский припой для пайки

Сейчас для пайки пользуются припойной проволокой сечением от 1 до 5 мм. Наиболее распространены 1,5—2 мм многоканальные припои. Многоканальность означает, что внутри оловянной проволоки расположены несколько каналов флюса, который обеспечивает образование ровной блестящей и надежной пайки. Продается такой припой в мотках — на радиорынках, в колбах — в которых он находится свернутым в спираль, и в бобинах (в них количество припоя такое, что его хватит не на один год). Рекомендуется приобретать в виде проволочки, толщиной со спичку — удобнее паять.

При пайке монтажных проводов радиоаппаратуры удобно пользоваться оловянно-свинцовыми припоями, отлитыми в виде тонких прутков диаметром 2 — 2,5 мм. Такие прутки можно изготовить самому, выливая расплавленный припой в сосуд, в дне которого заранее проделано отверстие. Сосуд при этом следует держать над листом жести или металлической плитой. После остывания прутки следует разрезать на куски необходимой длины.

Современные припои, используемые при пайке электронных схем, выпускаются в виде тонких трубочек, заполненных специальной смолой (колофонием), выполняющей функции флюса. Нагретый припой создает внутреннее соединение с такими металлами, как медь, латунь, серебро и т. д., если выполнены следующие условия: поверхности подлежащих пайке деталей должны быть зачищены, то есть с них необходимо удалить образовавшиеся с течением времени пленки окислов, деталь в месте пайки необходимо нагреть до температуры, превышающей температуру плавления припоя. Определенные трудности при этом возникают в случае больших поверхностей с хорошей теплопроводностью, поскольку мощности паяльника может не хватить для ее нагрева.

Без содержания свинца

Бессвинцовый припой не должен содержать вредного металла и считается экологически чистым, не причиняющим вреда окружающей среде и исполнителям работ по пайке. Простейшим примером служит припой оловянный, который содержит чистое олово, имеет повышенную смачиваемость и высокую электропроводность. Для борьбы с недостатками, в них добавляют медь, серебро и золото, что помогает сделать субстанцию более твёрдой.

У такого изделия повышается температура расплавления, но найти полную альтернативу стандартным видам припоя пока что не удаётся, но основным показателем является безвредность. Олово занимает главное место в химическом составе, поэтому присущие ему свойства оказывают большое влияние на припой, из-за этого температура плавления у бессвинцового припоя ниже, а материал получается более мягким.

В. И. Блинов, образование ПТУ, специальность сварщик шестого разряда, допуск от НАКС к НГДО и ГО, опыт работы с 2004 года: «При отсутствии подходящего по всем параметрам варианта, во время пайки используйте марку ПСР-45, в которой содержание вредного свинца минимальное и составляет не более 0,5% от общего веса».

Что такое флюс?

Флюс — это вспомогательный материал, который призван во время пайки удалять оксидную пленку с деталей, подвергаемых пайке, и обеспечивать хорошее смачивание поверхности детали жидким припоем. Без флюса припой может не прикрепиться к поверхности металла. Назначение флюсов: надежно защищают поверхность металла и припоя от окисления, улучшают условия смачивания металлической поверхности расплавленным припоем. Действие флюса зависит от его состава, имеемые флюсы: или растворяют окисные пленки на поверхности металла (а иногда и сам металл), или предохраняют металл от окисления при нагреве. Таким образом, флюс образует защитную пленку над местом пайки.

Припой для пайки

Флюсы для пайки

Флюс уже содержится в современном припое в виде тонкого сердечника. При расплавлении припоя он распределяется по поверхности жидкого металла. Флюсом покрывают поверхности уже залуженных металлов также и перед их соединением (собственно пайкой). При этом флюс является ПАВ, то есть Поверхностно Активным Веществом. После соприкосновения деталей избыток флюса между ними вылезает наружу и все время испаряется потому, что температура его испарения ниже, чем у припоя.

Флюсы бывают разные. Например, для ремонта металлической посуды пользуются «паяльной кислотой» — раствором цинка в соляной кислоте. Паять радиоконструкции с таким флюсом нельзя — со временем он разрушает пайку. Для радиомонтажа надо применять флюсы, в которых нет кислоты, например, канифоль.

Использование ПОС

Первооткрыватели этого сплава были приятно удивлены, что он превращается в расплавленное состояние при меньшей температуре, а эвтектическая смесь способна играть роль растворителя для добавленного металла. Так и были разработаны самые первые марки припоев ПОС.

Свинцовые варианты

Такие смеси с содержанием свинца, отличаются мягкостью, быстрым расплавлением и лёгкой обработкой, поэтому получили название свинецсодержащие припои. Они вредны, поэтому были запрещены для использования во время спайки элементов электрических приборов по всему миру. Процент содержание кадмия, ртути, а также аналогичных вредоносных компонентов в оборудовании строго регламентировано и проверяется соответствующими организациями.

Требования к радиолюбительским флюсам

Выбор флюса — важный вопрос. Раньше использовалась только канифоль, другого флюса не было. Чем плоха канифоль — канифоль, спиртовой канифольный флюс относятся к категории активных флюсов. Первый недостаток — при высоких температурах удаляется не только оксид металла, но и сам металл. Второй недостаток — очистка платы после пайки с канифолью является большой проблемой. Смыть остатки можно только спиртом или растворителями (да и то, порой проще отковырять чем-то острым). Остатки флюса на плате не только некрасиво с эстетической точки зрения, но и вредно. На платах с малыми зазорами между проводников возможен рост дендритов (проще говоря, замыканий) вызванных гальваническими процессами на загрязненной поверхности. Каков же выход — на современном рынке материалов можно найти широкую гамму флюсов, которые смываются обычной водой, не разрушают жало паяльника и обеспечивают высокое качество пайки. Продаются такие флюсы, как правило, в шприцах, что очень удобно для использования.

Читайте также:
Сломалась ручка у пластикового окна

Иностранные марки

Существуют и составы иностранного производства. Маркируются они по-разному, но в марке можно определить состав сплава. В качестве примера можно привести сплав Sb62Pb36Ag2, производимый американской .

В его составе 62% олова, 36% свинца и 2% серебра. Серебро в состав очень часто добавляют, чтобы увеличить текучесть после того, как припой расплавился.

Еще одним примером можно назвать продукт, производимый канадской . Маркировка его SN62/36/2 NC. Это материал в виде пасты и из маркировки следует, что состав его: 62% олова, 36% свинца, 2% серебра. NC (No Clean – безотмывочный) означает, что шарики припоя находятся внутри геля из флюса.

Чем заменить флюс

Независимо от того, какой флюс используется, готовую пайку нужно обязательно протирать тряпочкой, смоченной в спирте-ректификате или ацетоне, а также прочищать жесткой щеточкой или кисточкой, смоченной растворителем, для удаления остатков флюса и грязи. В некоторых исключительных случаях вместо канифоли можно пользоваться ее заменителями:

  • канифольным лаком, имеющимся в продаже в хозяйственных магазинах. Его можно применять как жидкий флюс взамен раствора канифоли в спирте. Этот же лак можно использовать и для антикоррозийного покрытия металлов.
  • живицей — смолой сосны или ели — доступным материалом, особенно любителям, живущим в сельской местности. Такой флюс можно приготовить самому. Набранную в лесу с деревьев смолу нужно растопить в жестяной банке на слабом огне (на сильном огне смола может воспламениться). Расплавленную массу разлить в спичечные коробки.
  • таблеткой аспирина, имеющейся в любой домашней аптечке. Недостаток этого флюса — неприятный запах дыма, выделяющийся при плавлении аспирина.

Сейчас выпускается большое количество разнообразных, так называемых «безотмывочных», флюсов, как жидких, так и в виде полужидкого геля. Особенность их такова, что они не содержат компонентов, вызывающих окисление и коррозию соединяемых деталей, не проводят электрический ток и не требуют промывки платы после пайки. Хотя все равно лучше после завершения пайки удалять с припаянных деталей все остатки флюса.

Для нанесения жидкого флюса можно воспользоваться кисточкой, ватной палочкой или просто спичкой, но удобнее пользоваться так называемым «флюсапликатором». Можно попробовать купить фирменный флюсапликатор стоимостью примерно 20—30$. Так же удобно пользоваться флюсом в виде геля или пасты. Для его нанесения можно воспользоваться одноразовым шприцем, только из-за его густоты иголку шприцевую придется взять потолще.

Содержащие сурьму

Для уменьшения степени окисления сплава в жидком состоянии и придания пайке лучшего вида, в состав его вводят сурьму. Согласно ГОСТ 21930-76 все оловянно-свинцовые припои для пайки в зависимости от химического состава классифицируются на:

  • безсурьмянистые;
  • малосурьмянистые, с содержанием сурьмы до 0,5 %;
  • сурьмянистые, содержащие более 0,5% сурьмы.

Этот же ГОСТ определяет и области преимущественного использования каждой марки.

Припои для пайки: классификация, свойства, критерии выбора

Электрическое соединение радиоэлементов производится посредством пайки, которая позволяет отремонтировать многие бытовые приборы и устройства. В некоторых ситуациях пайка соединяет те элементы, которые нельзя соединить даже сваркой. Современные технологии и приспособления для пайки позволяют охватывать достаточно широкий диапазон материалов. Но удовлетворить всем условиям работы одна соединительная среда не может, поэтому на практике применяются различные припои для пайки.

Что такое припой?

Припой представляет собой смесь легкоплавких металлов, которые способны обеспечить хороший контакт между двумя поверхностями, получаемый в результате пайки. При нагревании припой переходит из твердого в жидкое состояние, которое обеспечивает растекание по периметру припаиваемой детали или в месте их контакта. При этом происходит фиксация на молекулярном уровне за счет высокой степени адгезии.

По составу припои могут включать самые различные компоненты, предоставляющие им необходимые эксплуатационные свойства. Однако преимущественное большинство состоит из смеси свинца и олова, первый из которых обеспечивает твердость и тугоплавкость, а второй легкость и снижает температуру плавления. Также в составе могут быть и другие компоненты: серебро, никель, цинк, медь, кобольд, висмут, сурьма и другие.

Из-за многокомпонентности состава процесс расплавления также проходит несколько этапов: сначала разрежаются наиболее легкоплавкие составляющие, тугоплавкие в этот момент остаются в виде кристаллов. Затем плавятся и они, смесь становится однородной и обеспечивает максимальное заполнение и контакт. Однако вместе с припоем используются флюсы, обеспечивающие лучшее заполнение и защиту от окисления.

Классификация

Все критерии классификации припоев представляют собой довольно обширную сферу, которая под силу, пожалуй, лишь узкопрофильным специалистам. Поэтому для упрощения подборки конкретные марки ее изготавливают для конкретных целей – паять алюминий, ювелирные изделия, медную проволоку, радиокомпоненты и т.д. Главное, на что вам следует обратить внимание – это температурный параметр. Так как, к примеру, пайку микросхемы нельзя выполнять той же маркой ПОС, что и соединение жил кабеля, так как чувствительный компонент может сгореть и выйти со строя.

Припои для пайки классифицируются по следующим критериям:

  • по способу подачи флюса – безфлюсовые и самофлюсующиеся, для первых флюс подается отдельно, вторые содержат его в своем составе;
  • по основному паяльному элементу – оловянные припои, никелевые, кобальтовые, марганцевые, титановые, серебряные, циркониевые, ванадиевые, смешанные и т.д.
  • по способу получения – бывают готовые или формируемые непосредственно во время пайки;
  • по растворимости компонентов – встречаются полностью расплавляемые и частично;
  • по форме выпуска – оловянная проволока, пруток, чушки, лист, гранулы, паста;

Форма выпуска припоя

Форма выпуска припоя

  • по температуре плавления – существуют те, которые переходят в жидкое состояние при низкой и при высокой температуре.
Читайте также:
Реактивная мощность для чайников

При выборе оловянно-свинцового припоя наиболее важным критерием является последний, поэтому на нем мы и остановимся более детально.

Легкоплавкие (мягкие).

К легкоплавким припоям относятся такие составы, которые переходят в жидкое состояние при температуре от 145 до 400°С. Но, при этом они обеспечивают относительно небольшую прочность, для легкоплавких сплавов сопротивление на разрыв составляет не более 7кг/мм 2 . Наиболее распространенные – оловянно-свинцовые. Чаще всего мягкие припои используются в радиоэлектронике для печатных плат или деталей.

Тугоплавкие (твердые).

Твердые припои обладают значительно большей механической прочностью, но их температура плавления составляет более 400°С, что является неприемлемым для большинства радиодеталей, так как они могут пострадать даже от касания разогретым жалом паяльника. Двумя наиболее крупными группами в этой категории являются медные и серебряные составы. Медные сплавы, как правило, соединяются с цинком, но они слишком хрупкие, поэтому подходят для твердых сплавов, испытывающих только статическую нагрузку. Серебряные припои являются универсальными и могут использоваться для пайки любых точек соединения, однако стоимость этих марок также довольно высокая.

Паяльные пасты.

Паяльные пасты также представляют собой компонент для пайки радиодеталей, но применяются они для мелких элементов из легкоплавкого металла. Состав пасты содержит измельченные кусочки припоя в растворе жидкого флюса. Их используют в тех платах или устройствах, где воздействие высокой температуры может нанести вред оборудованию. Пасты, как правило, паяются феном без электрического паяльника, или могут просто наноситься в качестве проводящего клеевого состава.

Нанесение смеси для пайки в точку крепления выводов наносится порционно и может выполняться при помощи специального трафарета, шприца или каплеструйным картриджем.

Нанесение паяльной пасты принтером, шприцом, трафаретом

Рис 3. Нанесение паяльной пасты принтером, шприцом, трафаретом

Однако применение пасты для пайки обуславливает целый ряд требований, которые должны соблюдаться:

  • перед началом вскрытия емкости обязательно выдерживается в комнатной температуре хотя бы 2 часа, использовать средства принудительного нагрева припоя для этого запрещено;
  • после вскрытия смесь обязательно перемешивается до получения однородного вещества, так как в ходе хранения флюс может отделяться от припоя;

Размешивается до однородной смеси

Рис. 4. Размешивается до однородной смеси

  • перед нанесением поверхность должна очищаться от возможных примесей и загрязнителей, при длительной пайке процедура повторяется каждые 45 минут;
  • монтаж электронных компонентов в нанесенную пасту должен производиться за 60 минут, иначе она начнет утрачивать свойства;
  • после пайки остатки и излишки пасты отмывают, существуют те, которые отмываются обычной водой, другим требуется растворитель, некоторые могут не смываться.

Крайне негативно на функциональных характеристиках такого припоя сказывается помещение в среду с высокой или низкой температурой, а также воздействие влаги.

Бессвинцовые припои.

Изначально, причиной создания припоя без содержания свинца была потребность исключить вредное влияние на окружающую среду и человеческий организм. Такие припои массово используются для пайки алюминия или стали в пищевой промышленности, для труб подачи питьевой воды, лабораторного оборудования и инструментов.

Всего выделяют три наиболее распространенные группы бессвинцовых припоев:

  • олово с медью – применяется для высокотемпературной пайки, относится к тугоплавким припоям, хорошо подходит для работы по медным изделиям;
  • олово с серебром – подходят для низкотемпературной пайки, обеспечивают лучший контакт, чем у свинцовых припоев, но они имеют высокую цену.
  • олово и с медью, и с серебром – также является мягким вариантом, который обладает меньшей стоимостью, чем предыдущий, и практически ничем не уступает ему в качестве соединений.
  • олово с висмутом и серебром – может применяться для пайки меди при низких температурах;
  • олово с цинком и висмутом – более дешевый вариант предыдущего, но имеет ряд сложностей в применении.

Основные свойства припоев

При выборе конкретной марки припоя для пайки медных проводов или алюминиевых сплавов необходимо руководствоваться их техническими характеристиками.

Однако для всех составов можно выделить перечень основных свойств:

  • смачиваемость – показывает, насколько хорошо припой обволакивает и прилипает к паяемым деталям;
  • прочность – определяет способность выносить механические усилия и нагрузки, для этот в состав могут добавлять бор, железо, никель цинк или кобальт;
  • пластичность – способность к деформации, достигается за счет присадок из марганца, висмута, лития и т.д.;
  • устойчивость к высоким температурам – важна для пайки твердыми сплавами, которые находятся в котельных, печах, трубопроводах, нагревательных приборах, свойство достигается путем добавления вольфрама, циркония, ванадия, гафния, ниобия и т.д.
  • устойчивость к коррозионному разрушению – повышается путем легирования медью или никелем.

Критерии выбора

Выбирая какой-либо состав для лужения медных деталей или пайки проводов важно учитывать ряд факторов, который повлияет и на качество работы, и на полученный результат.

Среди таких критериев, в первую очередь, обращают внимание на:

  • типы соединяемых элементов, из какого материала изготовлены, их толщина и параметры соединяемых поверхностей;
  • способ пайки, для которого подбирается припой – медным жалом классического паяльника, феном, паяльной станцией и т.д.;
  • допустимый температурный режим – температура плавления припоя должна быть меньше температуры плавления соединяемых элементов;
  • наличие механического воздействия – определяется статическая или динамическая, возможно, вибрационная;
  • устойчивость к агрессивной среде – для преждевременного разрушения припоя его тип должен предусматривать устойчивость к влаге, температуре, газам, пыли и прочим факторам, воздействующим на него в процессе эксплуатации.

Самые используемые марки

Наиболее популярными видами являются припои ПОС, в их основе свинец и олово, маркирующиеся ПОС-40, 60, 80 и т.д., здесь числовое обозначение указывает на процентное содержание олова. Выпускаются, как правило, в форме паяльной проволоки, в зависимости от процентного соотношения основных компонентов могут относиться как к легкоплавким, так и к тугоплавким маркам.

Применяются для пайки меди, алюминия, латуни, бронз и других металлов:

  • ПОС-90 – хорошо подходит для пищевой индустрии;
  • ПОС-40 – используют для труб и деталей из латуни, железа и т.д.;
  • ПОС-30 – в кабельных соединениях;
  • ПОС-61 – для работы с радиодеталями.
Читайте также:
Сколько весит пеноблок 600х300х200?

Из серебросодержащих марок часто встречаются припои ПСр- 15, 25,45, 65, 70, число после буквенного обозначения указывает на процент серебра. Этот тип охватывает как пайку меди в высокоточных приборах, так и медицинскую сферу.

Сплав Розе также называемый ПОСВ-50, один из припоев с самой низкой температурой плавления – от 90 до 100°С. Применяется в ювелирном деле, в пайке печатных плат, для плавких вставок и т.д.

Сплав Розе

Рис. 5. Сплав Розе

Припой для пайки меди

Соединение меди, представляет собой сложный технологический процесс, который позволяет выполнять неразъемное соединение.

Развитие загородного домостроения привело к тому, что в инженерных сетях все используют трубы, выполненные из цветных металлов и их сплавов. Для того, что бы трубопроводная система работала бесперебойно, а главное безопасно необходимо обеспечить качественное соединение между элементами трубопроводной арматуры. Такие соединения выполняют с применением пайки.

Припой для пайки меди

Какой припой выбрать

Пайку труб из меди могут выполнять с помощью двух видов — мягкого или твердого. Температура первого расплава составляет 425 °C, рабочая температура второго составляет от 460 до 560 °С. Для осуществления пайки применяют газовую горелку.

Тип сплава применяют исходя из соотношения меди и других веществ, которые входят в его состав. Если, в состав средства для пайки деталей входит серебро, то такой сплав называют серебряным. Кстати, чем его больше, тем меньше температура его плавления. Кроме этого, наличие большого объема этого металла обеспечивает высокую смачиваемость и обтекание место пайки.

Другой тип смеси работы с медным материалом, который широко применяют для пайки меди это медно-фосфорный. Но, температура его плавления много выше, а такой параметр как смачиваемость, также уступает серебряным смесям.

Пайка медных труб горелкой

Пайка медных труб горелкой

Их применяют при производстве холодильной техники, которая применяется и в пищевой промышленности.

Выполняя пайку меди медно-фосфорным припоем, и его аналогами использование флюса не требуется. Для пайки медных деталей с латунными флюс необходим. При их использовании образуется капиллярный зазор с размером от 0,025 до 0,15 мм. Аналогичный зазор при использовании таких припоев составляет от 0 до 0,15 мм

Медно фосфорные

Соединение деталей из меди может производиться медно-фосфорным припоем в состав, которого входит серебро. Его доля может достигать 15%. Такой сплав применяют для работы с холодильным оборудованием.

Рабочая температура медно-фосфорных припоев не очень высока. Вещества этого класса обладают достаточной текучестью. Кстати, при работе, с использованием этого припоя нет необходимости в применении каких-либо флюсов. Это связано с тем в его состав входит фосфор. Именно фосфор защищает зону обработки стыка от воздействия атмосферы.

Припой медно-фосфорный Castolin

Припой медно-фосфорный Castolin

Швы, образующиеся в ходе работы, отличаются прочностью. Именно это и определило его использование для работы с холодильным оборудованием, содержащие в своем составе детали из меди. Все дело в том, что при его работе постоянно существует вибрация, в таких условиях прочность шва не будет лишней.

При соединении медных компонентов трубопроводной арматуры необходимо выполнять охлаждение элементов узла, которые обладают слабой стойкостью к перегреву. В процессе работы рабочую зону можно обдувать сухим азотом. Для этого требуется эксплуатация специального оборудования. Защита сухим азотом позволяет защитить шов от окалины.

Припои этого типа недопустимы для работы со сталью. Дело в наличии фосфора, который способствует образованию пленки.

Трехкомпонентный состав, в который входит 2% серебра носит марку 102. Сфера применения этого припоя монтаж, обслуживание холодильных комплексов, которые не подвержены вибрации.

Припой медно-фосфорный Ag 2%

Припой медно-фосфорный Ag 2%

Марка 105 содержит 5% благородного металла. Он пластичен и у него медленное растекание. Вследствие этого у него имеется возможность заполнять зазоры определенного размера. Эта марка способна выдерживать незначительные нагрузки вибрационного или ударного характера.

Марка 115, содержит в своем составе 15% серебра. Из-за этого он обладает высокой пластичностью. Шов, полученный с его помощью способен выдерживать умеренные вибрационные или ударные нагрузки, возникающие во время работы холодильных установок.

Серебряные припои

Серебро – этот благородный металл, в чистом виде обладает хорошей пластичностью. Температура плавления довольно высока (962 °С). Это делает нецелесообразным применение чистого серебра в качестве сырья для стыковки деталей нецелесообразно.

Но если в серебро внести некоторые вещества, таких, как – железо, висмут и пр., то такую композицию можно использовать для создания неразъемных стыков.

Серебряные материалы хорошо плавятся того, когда его объем уменьшается. Это снижение приводит к снижению затрат на энергию и время на выполнение сборки заготовок из меди.

Серебряный припой для пайки меди, Ag 20%

Серебряный припой для пайки меди, Ag 20%

Серебряные материалы хорошо обволакивают соединяемые детали, и это способствует получению швов необходимого качества. Швы, полученные с применением этих средств не подвержены окислению, и хорошо переносят различного рода механические и вибрационные нагрузки.

Сплав, содержащий этот благородный материал, применяют для работы со многими сплавами меди. Все эти сплавы различаются по соотношению компонентов, наличию легирующих добавок.

Содержание серебра

Состав всех применяемых для стыковки деталей серебряных сплавов регламентирует ГОСТ. Маркировка этих материалов начинается с буквенного сочетания ПСр. А ним следуют числа, которые показывают процентный объем серебра в сплаве.

Практическое применение серебряных припоев

Сплавы, которые содержать большое количество серебра, (50-72%) обладают низким удельным сопротивлением. Их применяют для создания стыков с большой электрической проводимостью.

Средства для соединения деталей, содержащие этот благородный металл в небольших количествах 40-62%, применяют для создания швов, которые не будут подвергаться сильному нагреву.

Припои для меди с низким содержанием серебра (10-15%) нашли свое применение в машиностроительной отрасли.

Особенности серебряных тинолей

Сплавы с содержанием серебра отличаются невысокой температурой плавления и хорошим смачиванием. Этот материал в расплавленном состоянии заполняет все пустоты и поры. При этом швы получаются высокого качества. Средства для стыковки медных труб нашли свое применение при производстве и обслуживаниихолодильных машин.

Читайте также:
Самый сильный клей: рейтинг 13 лучших составов

Пайка твердым тинолем

Твердые средства для пайки используют для капиллярной стыковки и соединения трубопроводной арматуры, которая используется для подачи воды.

Пример пайки припоем серебро 1%

Пример пайки припоем серебро 1%

При пайке медных труб используют специальную пасту, газ, вспомогательные инструменты и технологическое оснащение.

При соединении медных деталей твердым припоем необходимо соблюдать все необходимые меры безопасности.

Как паять трубы

Для соединения труб, выполненных из меди и ее сплавов, необходимо использовать определенные материалы и инструменты.

Так, для выполнения работ, потребуется:

  • устройство для резки труб из меди;
  • газовую горелку;
  • состав для пайки медных труб;
  • флюс.

Применение припоя для пайки меди

Виды сварки

Медь, латунь и алюминий – знаменитая и самая сложная тройка для сварки и любых других металлических работ. Выбор способа их соединения всегда склоняется не в пользу сварки. Самое оптимальное решение – это, конечно, пайка.

Ее надежность и качество будут зависеть от расходных материалов, которые должны соответствовать определённым требованиям.

В дополнение к этом не будем забывать, что качественные материалы не бывают дешевыми, так что будем готовиться к определённым затратам как денег, так и других ресурсов в виде усилий, времени и мастерства.

Как проходит пайка сложных металлов?

Не так уж она и отличается от соединения других металлов по своей технологии. Например, наш процесс — пайка меди и стали. Мы никуда не денемся от тщательной очистки поверхности от главного врага хороших швов – окисной пленки. Мы будем использовать флюсовую смесь для улучшения процесса пайки.

флюсы для пайки

Таблица паяльных флюсов.

Между заготовками не забудем оставить зазор адекватно ширины – примерно 0,5 мм. Разогрев металлов нужно проводить также, без каких-либо новых нюансов. При достижении рабочего температурного уровня припой соединяем с деталями.

Затем конструкцию оставлять остывать максимально естественным образом. Вуаля, никаких новостей и секретов хозяйки медной горы. Где технологические нюансы, и о чем статья?

Нюанс, конечно, есть. Имя ему – припой для пайки меди. Все дело в его качестве и природе. Он великолепно подходит для работы как с медными заготовками, так и деталями из ее самых разнообразных сплавов, в которых партнерами выступают железо, никель, фосфор, олово, марганец и другие.

Все многочисленные варианты сплавов и их применения изложены в ГОСТе 52955 – 2008. Если в таких сплавах имеют место окислы, они без проблем убираются – в этом случае проблем при пайке медным припоем практически нет.

Если же «партнерские» металлы имеют свойства образовывать оксиды, с которыми флюсы для пайки меди справляются с трудом или вообще не справляются, то могут возникнуть проблемы.

Если говорить о типе соединений, то в пайке медных труб чаще всего применяется нахлесточный вид шва с шириной нахлеста не меньше 5-ти мм. Это не самый эстетичный вариант металлических соединений, но зато самый прочный и долговечный.

К счастью, в пайке можно формировать швы любой толщины без потреб качества, что никак не получится при сварке с помощью электрода. В зазор между заготовками медно фосфорный припой отлично втягивается, чтобы заполнить все возможные ниши и промежутки с образованием отличной герметичности соединения.

Технологические советы и замечания

Они касаются пайки меди со сталью и другими добавочными металлами:

  • Обязательное требование к припою по меди – это его хорошо расплавленное состояние. Это необходимо для полноценного заполнения пространства между соединяемыми поверхностями.
  • Смесь должна растечься по абсолютно всей поверхности, следить за этим неукоснительно. используется для удаления оксидной пленки и любых других видов грязи.
  • Стоимость данных смесей находится в очень широком диапазоне, это объясняется различными составами и техническими характеристиками их сплавов.

Преимущества пайки

схема пайки

Пайка меди.

Соединение металлов методом пайки – очень популярная технология.

Этому есть серьезные причины:

  • Пайка не деформирует детали во время процесса, их форма остается первоначальной.
  • Не приходится иметь дела с явлениями коробления и какого-либо внутреннего напряжения.
  • Прочность и герметичность сформированного шва.
  • Независимость данной технологии и качества швов от различных температурных режимов, включая значительное нагревание.
  • Возможность соединения металла с неметаллическими материалами.
  • Нетрудное разъединение швов.

Классификация припоев

  • по химическому составу сплава, к примеру, фосфорный припой;
  • по высоте температуры плавления;

Логично будет рассматривать виды припоев с точки зрения физических свойств получаемого паяного состава. Главный фактор – характеристики металла и сплава – компаньона.

По этому критерию виды различаются следующим образом:

Низкотемпературный или мягкий вид припоя

Всего 450°С – вот предельно допустимый уровень для температуры плавления в данном виде. Эта особенность сказывается на прочности шва соединения, но не самым критическим образом: она немного ниже, чем у твердых припоев.

Тем не менее, свойства соединяемых материалов не меняются во время процесса, так что прочность в итоге получается вполне приемлемая.

Внутри этого вида также есть свои подвиды исходя из химического состава:

Оловянно-медные припои состоят на 97% из олова и лишь на 3% из меди. Это очень популярная смесь, да и стоит она совсем недорого.

Оловянно-серебряные припои по своим свойствам прочнее предыдущих, это самые популярные смеси при пайке отопительных систем. Их долевой состав почти такой же: 95% — олово и 5% — серебро.

Маркировка составов для пайки простая и понятная. Возьмем, к примеру, марки ПОС-18, ПОС-30 и так далее. Цифры обозначают процентное содержание в смеси олова. Смесь ПОС-61 – самый подходящий вариант для работы с медью и латунью, а ПОС-30 универсальнее: помимо меди и латуни, он годится для пайки стальных сплавов и железа.

Читайте также:
Несъемная опалубка в строительстве частных домов

Высокотемпературный или твердый вид припоя

Понятно, что здесь уровень температуры плавления много выше, которая достигает иногда 800°С. Это придает больше прочности швам, она выше, чем при использовании «мягких» припоев.

По химическому составу твердые сплавы разделяются:

  • медно-цинковые;
  • медно-фосфорные припои;
  • чисто медные, без примесей.

Одно из главных правил эффективного применения медного припоя – это его максимальное соответствие металлу, с которым он будет соединяться в процессе пайки. При этом должно выполняться еще одно требование, чтобы температура плавления сплава была ниже, чем у основного металла.

Это необходимо из-за риска повредить структуру детали из-за основного металла в медных, к примеру, трубках с тонкими стенками.

Твердые марки используются там, где нужны соединения попрочнее. В их составе – сплавы твердой пайки марок BCuP, Bag и пр. Именно от долевого состава разных элементов зависит качество и надежность соединения.

Припои твердого типа делятся на:

  • тугоплавкие
  • легкоплавкие

Медно-цинковые сплавы относятся к достаточно редким, они прекрасно заменяются другими смесями, содержащими бронзу, латунь или цинк.

фитинги медные

Разновидности медных фитингов.

Медно фосфорный припой обладает теми же свойствами и функциями, как и дорогой вариант смеси из чистого серебра для пайки заготовок из бронзы, латуни и пр.

Маркировки здесь немного другие: ПМЦ-36, где буква «П» обозначает «припой», «МЦ» — слова «медно – цинковый», а цифра 36 – процентную доля меди в этом составе.

По критериям универсальности и экономической доступности на первом месте, конечно, медно фосфорные припои. Они применяются в самых разных типах работ, хотя и обладает определенным недостатком. Это недостаточная прочность соединения в условиях низких температур.

Самые крепкие и долговечные соединения получаются при использовании специальных многокомпонентных смесей. Такую же прочность дают и медно-цинковые припои. Самым распространенным составом является такой: 92% — медь, 2% — серебро, 6% — фосфор.

При работе с твердыми марками обязательно применение флюсовых смесей. Вид флюса и его объем нужно подобрать правильно, исходя из технических характеристик.

Следует отметить, что даже небольшие отклонения от стандартов технологии могут привести к серьезным ситуациям вплоть до аварий.

Пара слов о флюсах

Чаще всего применяют следующие флюсовые составы:

  • Специальный флюс для работы с алюминием, в котором главным элементом является олово с дополнениями из цинка, кадмия и буры. У цинка и кадмия в этой смеси особая функция: они повышают силу диффузии.
  • Так называемая паста – флюс для пайки медных изделий. Это та же флюсовая смесь, только по консистенции она гуще обычных флюсов. Особенности паст-флюсов – их способность усиливать адгезию соединения и минимизирует формирование пузырьков из воздуха.

С алюминием часто работают как в промышленности, так и в домашних условиях. В составе припоя для пайки алюминия обязательно должны присутствовать кремний, цинк, медь и серебро. Сплавы должны быть высокотемпературными.

Как выбирать припой для меди?

Один из самых главных критериев – это уровень температуры плавления. Чем выше этот уровень, тем выше риск повреждения детали из основного металла. Многое будет зависеть от толщины стенки медной трубы.

Если эта стенка толстая, прожечь ее трудно и, следовательно, риск повреждений ниже. В этом случае вполне приемлемо использование твердого типа для меди, у которого достаточно высокий уровень температуры плавления.

Если же вы работает с тонкостенными трубами, и для них высокая прочность соединения не критична, выбирайте мягкий тип медно-фосфорного припоя с низкой температурой плавления.

Для пайки пищевой меди существуют специальные сплавы, в которых отсутствуют какие-либо токсичные вещества или ядовитые элементы.

Физические свойства и технические характеристики припоя для пайки меди

Традиционно самым распространенным способом соединения медных труб является пайка. Чтобы создать прочный и долговечный шов, необходимо правильно подобрать припой для пайки меди и флюс, тщательно подготовить поверхность и соблюдать технологию.

Какой припой выбрать?

При пайке медных труб используют два основных типа:

  • мягкого, с температурой плавления до 425 о С;
  • твердого, с температурным диапазоном 460-560 о С.

В качестве припоев рекомендовано использование содержащих серебро сплавов. Они обеспечивают высокое качество соединений, но дороги. Медно-фосфорные составы более доступны и подходят для пайки менее ответственных соединений.

Медно-фосфорные

Температура плавления медно фосфорного припоя невысока. Медный припой позволяет обходиться без флюсовых составов. Входящий в состав фосфор защитит рабочую область от воздействия кислорода воздуха.

Шовный материала, сформированный на основе меднофосфористого припоя, весьма прочен и стоек к вибрационным воздействиям. Поэтому фосфористые составы широко используют при пайке компонентов теплообменников.

Почему при спаивании стальных деталей пайщики иногда пользуются медным припоем, а медь стальным припоем паять нельзя? Причина заключается в разнице температур плавления стали и меди. Медные заготовки уже расплавятся, а сталь все еще будет нагреваться.

В то же время медно-фосфорный припой чувствителен к перегреву, поэтому приходится принимать меры к охлаждению стыка. Изделие выпускается в виде прутка. Доступна и медная лента для пайки. Используются для пайки и медно-цинковые низкотемпературные припои.

Серебряные

Состав из чистого серебра мало подходит для того, чтобы паять медные изделия. В основном используют серебро с добавками железа, висмута и других элементов.

Припой для меди на основе серебра обладает высокой смачиваемостью по отношению к заготовкам и отлично проникает в самые узкие зазоры между ними. Соединения не корродируют и выдерживают большие статические и периодические динамические нагрузки.

Содержание Ag

Химический состав припоев для пайки заготовок из меди с серебром описан в ГОСТ 19738-74. Они обозначаются литерами ПСр ХХ, где цифры определяют долю серебра в процентах

Практическое применение

Составы с высокой процентной долей серебра (50-72) обладают высокой электропроводностью и теплопроводностью. Их используют в электротехнике и электронике.

Читайте также:
Погружной насос для колодца для водоснабжения дома

Сплавы со средним процентным содержанием стоят дешевле и используются для пайки соединений, не подверженных температурным нагрузкам.

[stextbox с низкой процентной долей (5-15) применяются в машиностроении.[/stextbox]

Особенности тинолей

Характерной особенностью серебросодержащих составов является их низкая рабочая температура. Высокая текучесть позволяет расплаву проникать в зазоры и поры и создавать высококачественные швы.

Пайка твердым

Твердые припои применяются для стыков трубок и трубопроводов большего диаметра. При этом используют пастообразный флюс, газовую горелку для разогрева и необходимое вспомогательное оборудование и инструменты.

Низкотемпературные

Низкотемпературные припои плавятся при температуре до 450 о С. Невысокая температура позволяет избежать отжига основного материала трубы и сохранить его физико-химические свойства. Припои готовятся на основе оловянных или цинковых сплавов. Применяется в качестве компонента и свинец.

Высокотемпературные

Высокотемпературный припой для пайки меди готовят на основе серебра или меди, обладающих высокой температурой плавления. При температурах свыше 450 о С происходит отжиг заготовок, ведущий к снижению их прочности.

Физико-химические свойства

Свойства зависят от химического состава сплава. Так, низкотемпературные обладают меньшей прочностью, но не снижают прочностных и упругих характеристик материала деталей.

Высокотемпературные, наоборот, создают соединения высокой прочности, способные противостоять статическим и динамическим нагрузкам. Но при их использовании требуется большая осторожность, чтобы не пережечь и не ослабить основной материал.

Технические характеристики

Температура плавления высокотемпературных составов лежит в пределах 645-815 о С. Шов выдерживает нагрузки на разрыв до 250Мпа. Температура эксплуатации соединения, в зависимости от состава, составляет 150-250 о С. Кроме собственно меди, такие припои позволяют соединять латуни, красную бронзу, чугуны, стальные и никелевые славы. Паяют ими и алюминий. Кроме того, их используют для соединения деталей из меди и нержавейки.

Способы

Применяется два основных метода пайки медных заготовок:

  • Высокотемпературный. Тугоплавкий припой на основе серебра или меди создает жесткое и прочное соединение. Шов называется твердым и выдерживает механические и температурные нагрузки. Чтобы отжиг не приводил к ухудшению прочности основных деталей, следует охлаждать готовую пайку исключительно естественным образом, без обдува холодным воздухом или опускания в жидкость.

[stextbox пайка применяется для труб размером от 12 до 159 мм, работающих при температуре среды до 125 о С.[/stextbox]

  • Низкотемпературный. Такую пайку называют мягкой. Припои готовят на базе металлов с низкой температурой плавления. Невысокая температура позволяет избежать отжига, и снижения прочности труб не происходит. Метод формирует швы шириной от 7 до 50 мм, на трубах от 6 до 100 мм в диаметре.

Мягкие соединения нельзя использовать при монтаже газопроводов.

Что понадобится в процессе?

Для пайки потребуется:

  • флюс для обработки поверхности заготовки;
  • припой, соответствующий выбранному методу пайки;
  • устройство для снятия фаски с торца трубы;
  • проволочные щетка и ерш для того, чтобы зачистить заготовки;
  • расширитель труб;
  • измерительный инструмент: рулетка, мерный калибр, угольник, ватерпас;
  • горелка.

Портативная пропановая горелка дает возможность прогреть стык за несколько секунд. В тех местах, где использование открытого пламени недопустимо, стыки прогревают электропаяльником со сменными прижимами и электродами на разные диаметры трубы

Технология

После того, как принадлежности и инструменты подготовлены, переходят к самой пайке:

Отрезаем деталь необходимой длины

Для раскроя трубных заготовок используют труборезы с ручным или электрическим приводом. Чтобы рез был ровным, после каждого оборота следует затягивать на треть хода регулирующий прижим маховик. Кромку следует обработать фаскоснимателем и зачистить ершиком. Если соединение стыковое, одну из труб следует расширить. Далее поверхности обезжиривают и проверяют качество их сопряжения.

Наносим флюс на поверхность трубы

Флюсовую пасту наносят на внутреннюю поверхность кисточкой, встроенной в крышку баночки. Она должна быть полностью покрыта флюсом, в то же время на ней не должны скапливаться излишки.

Соединяем

Детали вставляются одна в другую с легким проворотом в обе стороны. Это помогает равномерно распределить флюс.

Излишки флюса необходимо стереть чистой ветошью.

При низкотемпературной пайке включенную горелку направляют на стык. Стык необходимо прогреть равномерно, плавно перемещая факел. Катушку с припоем берут в левую руку. Проволокой касаются зазора, припой плавится и заполняет его.

В этот момент пламя немного отводят в сторону, давая припою затечь в зазор.

Пропаянный стык должен остывать обычным путем, баз обдува или смачивания жидкостью. Это позволит избежать эффекта отжига.

Для высокотемпературной требуется более горячее пламя. Его получают, сжигая смесь пропана с кислородом либо ацетилена с воздухом. Прогревать стык следует равномерно и быстро, избегая пережога. Нужную температуру заготовки (750 о С) можно определить по темно- вишневому цвету. Прогретый, но не расплавленный горелкой паяльный состав подают в зону стыка.

Опытные мастера сразу нагревают стык ровно настолько, сколько требуется для плавления и затекания паяльного состава. Начинающим пайщикам придется потренироваться на учебных заготовках. Избыток расплава удаляют медной лентой, предназначенной для удаления припоя. Пропаянный шов должен остывать естественным путем, без обдува холодным воздухом.

После остывания чистой сухой ветошью следует снять остатки флюсовой пасты.

Основные ошибки

Начинающие пайщики часто делают ошибки. Самые типовые из них таковы:

  1. Не устраненные дефекты поверхности после раскроя: задиры, стружка, овальность. Пайка поверх дефектов ослабляет соединение, снижает его долговечность и герметичность.
  2. Некачественное обезжиривание.
  3. Сужение монтажного зазора. Узкая пайка также будет ненадежной.
  4. Недогрев заготовок. Холодные детали не смогут своим теплом расплавить припой и обеспечить его затекание в монтажный зазор. Холодная пайка может развалиться при простом прикосновении.
  5. Недостаток флюсовой пасты. Часть поверхности шва, не покрытая флюсом, не очищается от окисной пленки и не пропаивается.
  6. Пережог стыка. При этом выгорает флюс, окисная пленка не разрушается полностью, кроме того, на поверхности возникает окалина. Прочность пайки существенно снижается.
  7. Попытка проверки на прочность горячего стыка. Приводит к деформации слоя припоя в монтажном зазоре и его отслоению от деталей.
Читайте также:
Половая доска пвх

Частой ошибкой является также пренебрежение требованиями техники безопасности. Высокие температуры, вредные испарения, химически активные флюсы требуют применения средств индивидуальной защиты. К ним относятся:

  • защитные очки;
  • обувь, одежда и головной убор из негорючей ткани;
  • плотные спилковые перчатки
  • респиратор.

Рядом с местом пайки не должно быть легковоспламеняемых материалов, оно должно хорошо проветриваться. Нельзя паять в верхнем положении.

Правильно подобранный паяльный состав позволяет получать надежные и прочные паяные соединения. Не менее важно использовать подходящий флюс и строго соблюдать требования технологии пайки и технику безопасности.

Выбор припоя для медных труб: по температуре плавления и химическому составу

При устройстве инженерных сетей нередко используются медные трубы. Из них монтируются локальные и глобальные системы, транспортирующие газообразную и водную среду, продукты нефтеперерабатывающей промышленности, жидкости для охлаждения и другие ресурсы.

Отдельные элементы коммуникаций соединяются с помощью припоя для медных труб. Этот расходный материал подбирается с учетом эксплуатационных условий создаваемой инженерной сети.

Что такое припой

Для выполнения качественной пайки нужно знать, что такое припой для меди? Он всегда применяется для герметичного соединения трубопроводов из одноименного металла. Что бы изготовить медный припой для пайки медных труб может использоваться сплав, состоящий сразу из нескольких элементов. Для создания расходного материала также нередко применяется чистый металл.

припой для пайки медных труб на катушках на белом фоне

Проволока припой на катушках

При воздействии высокой температуры расходник легко плавится и растекается по обрабатываемой зоне соединяемых деталей инженерной системы. Он позволяет создать ровный шов. Надежное соединение образуется сразу же после остывания расплавленного расходного материала. Этот процесс соединения элементов трубопровода называется пайкой.

Метод стыковки фрагментов инженерной сети с припоем, достоинства:

  • отсутствует деформация во время соединения медных деталей трубопровода;
  • обрабатываемые элементы даже при воздействии высокой температуры сохраняют свою изначальную форму;
  • скрепленная область получается полностью герметичной и отличается высокой прочностью;
  • исключается внутреннее напряжение;
  • созданный шов устойчив к различным температурам, его целостность не нарушается даже при интенсивном прогревании;
  • соединенный участок можно легко разъединить путем повторного нагрева, если нужно изменить конфигурацию инженерной сети.

Если соединение будет создано по всем правилам, получится обеспечить герметичность системы. Поэтому не произойдет утечка перемещаемого вещества. В противном случае может возникнуть большое количество проблем, включая заражение окружающей среды.

Различия по уровню термической обработки

Припои для пайки медных труб различаются по температуре плавления на низко-, средне- и высокотемпературные расходные материалы.

пайка припоем медной трубы

Мягкий припой для медных труб

Компоненты, которые плавятся при низкой температуре, не способны изменить начальные параметры медных элементов, потому что их нагревают только до 150-450 °C. Низкотемпературные припои позволяют создать аккуратное и не очень прочное соединение.

Используется такой расходный материал при монтаже водопровода и систем отопления, на которые не действуют большие нагрузки. С помощью низкотемпературных соединяются трубопроводы диаметром 100 мм, если по ним перемещается вода, нагретая не выше 130 °C.

Расходные материалы, плавящиеся при средней и высокой температуре, позволяют надежно соединить медные детали. Они начинают размягчаться при 450 °C. Верхним порогом температуры плавления является 1110 и 1850 °C в зависимости от вида расходника.

С их помощью создаются прочные швы, устойчивые к повреждениям механического характера и переносящие влияние высоких температур. Поэтому они применяются во время монтажа систем с газом, частных и централизованных сетей отопления.

Распределение по химическому составу

Современный материал для пайки может быть мягким, который легко плавится. Существуют также тугоплавкие расходники, обладающие твердой структурой.

Мягкие легкоплавкие

К этой группе относятся:

  • Чистый свинец — температура плавления расходного материала составляет 180-230 °C.
  • Олово — расплавляется при 220 °C и создает пластичное, но прочное соединение.
  • Медь и олово в количестве соответственно 3% и 97%. Это самый популярный материал, позволяющий выполнить прочный шов с высокой стойкостью перед коррозией.
  • Медь с серебром — количество этих металлов в припое составляет соответственно 95% и 5%. Такой расходный материал позволяет надежно соединить элементы трубопроводных систем.

Мягкие припои используются при монтаже труб с диаметром 6-108 мм. С их помощью создаются швы, у которых ширина составляет 7-50 мм. Они применяются во время обустройство разных коммуникаций за исключением газовых сетей.

пайка трубопровода мягким припоем

Применение припоя

Расходный материал со свинцом нельзя использовать при устройстве питьевого водопровода, потому что металл опасен для человека.

Твердые тугоплавкие

К этой группе относятся:

  • Медно-серебряный с цинком, содержащий металлы в количестве соответственно 30%, 44% и 26%. Соединение получается прочным, коррозионностойким, с хорошей теплопроводностью и высокой степенью пластичности.
  • Медно-фосфорный с содержанием металла соответственно 94% и 6%. Во время его применения не нужно использовать флюс. Расходник позволяет получить надежное соединение, способное потерять эластичность, если у воздуха понизится температура.
  • Серебряный, не использующийся без флюса. С помощью этого материала создаются пластичные, коррозионностойкие, надежные швы. Он продается по более высокой цене по сравнению с другими.

Расходниками с высокой температурой плавления паяют трубопроводы, включая газопроводы, диаметром 12-159 мм. С их помощью также можно соединить трубы отопления и водопровода. Диаметр таких коммуникаций может составлять не менее 28 мм.

Какой припой лучше для пайки медных труб

Опытным путем определено, что для состыковки медных элементов трубопроводов из мягких компонентов лучше всего подходит оловянно-медный материал. Если же используются твердые расходники, тогда нужно выбирать медно-фосфорную продукцию. При подборе обязательно нужно обращать внимание на процентный состав компонентов в материале.

Видео по теме

Мягкая пайка, ответы на вопросы.

Практическое применение мягкого расходника.

Практическое применение твёрдого расходника.

Высокотемпературное соединение с серебром.

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Строительный
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: