Пайка латуни и латунью

Пайка латуни и других медных сплавов

Сплав меди и цинка, называемый латунью, может также содержать другие элементы, такие как кремний, никель и марганец. Наличие цинка в сплаве является обязательным условием для того, чтобы его можно было назвать латунью, но мы будем рассматривать и чистую медь, а также другие медные сплавы.

Состав и свойства латуни

Латунь плавится при температуре более 900 градусов. В расплавленном состоянии, особенно с присутствием флюсов, латунь может смачивать многие металлы. Обычно содержание цинка в латуни составляет менее 40 процентов. При более высоком содержании цинка температура плавления незначительно снижается, но сплав становится серебристого цвета и хрупким, что делает его непригодным для изготовления деталей и малопригодным в качестве припоя.

Пайка медных сплавов

Латунные детали можно паять различными припоями, включая оловянно-свинцовые, серебряные и содержащие фосфор. Твёрдые припои хорошо смачивают обычную латунь, но растекание может происходить быстрее при использовании борфтористого калия в качестве флюса.

Флюсы для пайки

Для пайки медных сплавов рекомендуется использовать флюсы, не содержащие хлора, такие как фосфорная кислота. Радио и электротехнические пайки должны проводиться с использованием канифоли.

Читайте также:  Пластиковый пруток пнд пэнд hdpe 4 мм

Особенности пайки латуни

Для пайки сильно загрязнённых деталей из латуни можно использовать едкий натр или калий, но следует быть осторожным из-за их опасности. Мягкие оловянно-свинцовые припои хорошо паяют медь и латунь, но могут образовывать прослойку соединения меди с оловом на границе металла с припоем, что снижает прочность и химическую стойкость спая.

Для уменьшения этого эффекта в мягкие припои рекомендуется добавлять серебро и кадмий, которые могут замедлить образование вредного слоя. При пайке следует быть быстрым и использовать правильные припои для достижения качественного результата.

Пайка твёрдыми припоями

Пайка твёрдыми припоями даёт более прочное, надёжное и относительно термостойкое соединение.

Твёрдые припои

Твёрдые припои для латуни и меди могут представлять собой более легкоплавкий вариант латуни. Тогда её пайка становится похожей на сварку.

Использование горелки

Таким способом, с помощью горелки можно наращивать изношенные медные или латунные детали. Как флюс применяется та же бура, но в неё выгодно добавлять процентов десять пентабората калия. Это слегка снижает температуру плавления флюса, делает его чуть более жидким и сильно уменьшает видимое свечение факела горелки.

Защита глаз

Здесь надо опять упомянуть необходимость стеклянных очков при пайке, так как они защищают глаза работающего от возможных брызг металла и от перегрева, вызывающего катаракту стеклодува. Также пламя даёт и ультрафиолет, который для глаз вреден.

Пайка при повышенной температуре

Твёрдый спай может работать при повышенной температуре, но в этом случае его нужно паять не фосфорсодержащим, а серебрянным припоем с цинком. Цинк даёт плотный и тугоплавкий окисел, который замедляет проникновение кислорода к металлу. Сплавы меди, содержащие алюминий, паять труднее, так как обычные флюсы окись алюминия растворяют плохо. Возможна добавка в них флюсов для пайки алюминия, фторидов.

Припои, содержащие кадмий

Отдельно упомянем припои, содержащие кадмий. Этот металл снижает температуру плавления оловянно-свинцоых, серебренных и медных припоев, но он ядовит, легко испаряется и при пайке возможно образование его окислов коричневого цвета.

Пайка медных сплавов и латуней

Вот, пожалуй, и всё, что касается пайки медных сплавов и латуней.

Использование латуни для чистой меди и сталей

Латуни могут использоваться как твёрдый припой для чистой меди и сталей, сплавов железа и никеля. Обычно для пайки железа достаточно иметь сплав меди типа золота алхимиков, состоящий из двух частей меди и одной части цинка.

Предосторожность при пайке

Пары окиси цинка также не являются полезными для органов дыхания и самого человека. Добавка в этот припой одного-двух процентов никеля делает цвет такой латуни слегка зеленоватым и повышает прочность спая.

Вредные примеси

Вредными в припое следует признать примеси свинца, висмута и других нерастворимых в твёрдой меди легкоплавких металлов, которые могут делать металл хрупким при повышенной температуре (красноломкость).

Приготовление латунного припоя

Поэтому медь для приготовления латунного припоя следует тщательно отбирать, лучше всего применять медную электротехническую проволоку без остатков мягких припоев. Это же касается и цинка. Также при пайке железа следует признать вредным примесь кремния, которая упрочняет сам припой, но охрупчивает границу его с железом за счёт образования силицида железа.

Паяние железа

В сплавленную жидкую латунь нужно погрузить железную проволоку толщиной миллиметра четыре и постепенно оттягивая жидкий металл, подогревая сам слиток, вытянуть палочку припоя, которой затем можно пользоваться для пайки.

Использование различных материалов

В качестве припоя можно использовать и случайные куски латуни, ненужные латунные детали, стружку. Поскольку у нас нет заводской лаборатории для анализа их состава, то нужно проверить наличие кадмия по цвету осадка от дыма и проверить совместимость такого припоя с железом.

Проверка качества сварного соединения

Для этого спаивают два гвоздя, смотрят, как их смачивает припой, а после остывания слегка проковывают, чтобы проверить хрупкость самого спая и припоя.

Содержание фосфора в припое

Если в припое содержится много фосфора, то он плохо растекается по железу и даёт крайне непрочное соединение. Однако, им можно паять чистый никель, который сам образует твёрдый раствор с фосфором, медно-никелевые сплавы и медь. Понятно, что судьёй и контролёром тут тоже может служить молоток.

Фосфор и медь

Небольшая примесь фосфора, видимо, в доли процента, делает медь более легкоплавкой и способной хорошо смачивать железо. Но вредного действия на стык железа с припоем ещё не оказывает.

Опасность окисления латуни

Поэтому, нужно учитывать в перспективных припоях и металлы легированные небольшим количеством фосфора. Но при нагреве готового спая медно-фосфорные припои быстро окисляются, даже быстрее, чем чистая медь.

Пайка термопар

Поэтому наличие цинка важно для пайки тех же термопар, горелок паяльных ламп. Термопары можно делать из нихромовой и константановой проволоки. Такие проволоки работают длительное время до шестисот градусов, если их спаять латунью. Будущий спай надо тщательно зачистить, обмотать тонким плиточным нихромом, обмазать большим количеством мокрой буры и после смачивания латунью, сильно прогреть, чтобы часть нихрома могла раствориться, легируя латунь никелем и хромом. Такой спай обгорает медленно.

Пайка железа латунью или серебром

В целом, нужно считать твёрдую пайку латунью или серебром крайне удобным методом соединения железных деталей. Этот метод позволяет резко упростить изготовление различных изделий, от ключей для замков до деталей вакуумных установок или телескопов.

Использование

Например, можно напаивать токарные резцы. Однако, температуры паяльной лампы часто не достаточно для плавления латуни, поэтому необходимо применять либо электролизер, либо пропан с кислородом.

Паяльные лампы

Оба варианта, при наличии подходящих горелок малой мощности, также пригодны для ремонта медных радиаторов автомобилей. Необходимо учитывать, что перегрев припоя оловянно-свинцового нежелателен, поэтому приходится добавлять в гремучий газ пары бензина и растушёвывать зону нагрева. Испарение свинца опасно для работающего, поэтому пайку лучше производить на открытом воздухе или под вытяжкой.

Подготовка материалов

Для пайки железа латунью с бурой чистое водородно-кислородное пламя слишком окислительное и горячее. Гремучий газ необходимо обогащать парами бензина или добавлять, например, пропан. Горелка должна иметь достаточную мощность для быстрого нагрева деталей, что предотвращает их окисление.

Флюсы для пайки

В различных источниках приведено большое количество рецептов паяльных флюсов. Для большинства работ достаточно всего несколько рецептов. Ниже приведены некоторые из них:

  1. Канифоль:

    • Хорошо флюсует до 200 градусов медь и медные сплавы.
    • Растворяется спиртом, но не бензином.
  2. Ортофосфорная кислота:

    • Коррозионная активность низкая, иногда проникает в зазоры при пайке радиодеталей.
    • Подходит для пайки оловянно-свинцовыми припоями автомобильных радиаторов.
  3. Флюсы на основе хлористого цинка и хлористого аммония:

    • Более активны, сильно испаряются и дымят при нагреве.
    • После пайки необходимо тщательно удалять промывкой в воде.

Пайка с применением флюсов является техническим искусством, требующим определенных навыков и знаний, но правильный выбор методики пайки и флюся может существенно облегчить процесс и повысить качество и прочность полученного соединения.

Расплавленные щёлочи типа едкого натра, калия, их сплавы пригодны для лужения железа, нержавейки и меди паяльником. Позволяют работать водородным и водородно-кислородным пламенем. Добавка в пламя углеводородов дезактивирует флюс, хотя листы можно нагревать с обратной стороны. При пайке радиаторов позволяет хорошо пролудить даже корродированные бачки, сильно загрязнённые органикой. Отмывать следует водой. Флюс сильно разрушает кожу рук. После отмывки флюса можно паять лужённые поверхности с фосфорной кислотой. Пары и брызги вредны для глаз, кожи, лёгких, для рук. Сильной коррозии железа не вызывают.

Бура. Применяется для обычных паек железа латунью или серебрянными припоями, для пайки меди и латуни медно-фосфорными припоями или серебром. Расплав вязкий, хромсодержащие стали и сплавы флюсует только после хорошей зачистки и быстрого нагрева. Добавка борфтористых и фтористых солей повышает активность, но при этом выделяются и более вредные для здоровья человека пары. Пайка твёрдосплавных пластин возможна при быстром нагреве. Особенно плохо флюсует хороший сплав Т15К6, для которого рекомендуют флюс Ф-100. Свойства буры несколько улучшаются добавкой десяти-двадцати процентов пентабората калия, который можно получить, сливая горячий насыщенный раствор 30-ти граммов борной кислоты и десятипроцентный раствор 5,6 или шести граммов едкого калия. (Едкие щёлочи часто содержат избыток воды, что затрудняет дозировку.) Пентаборат при охлаждении раствора выпадает в осадок. (Едкий калий растворять можно только в холодной воде! Работать в очках!)

Бура не корродирует железо и её часто не удаляют после пайки. От влаги она постепенно вспучивается и превращается в противный белый порошок. Удалить буру со спая можно лёгкой проковкой молотком. Лучше действует пятипроцентный раствор серной или фосфорной кислоты. Чтобы он не растворял железо, в травильный раствор можно добавлять муку, «сухой спирт», формалин, хлебные корки, даже пиво! После стравливания буры и окислов, детали нужно промыть в воде щёткой и пассивировать в щелочном растворе бихромата, промыть в воде и высушить гигроскопичной бумагой или чистой х-б тряпкой. Для здоровья человека бура, как и борная кислота, вредны и опасны. Ими травят тараканов. С большими количествами растворов буры работать надо в перчатках. Нужно избегать их попадания в организм, хранить в отдельной таре и не с пищевыми продуктами.

Борфтористый калий KBF4. Относительно легкоплавкая и трудно растворимая в воде соль. Расплав чистого борфторида быстро растекается по меди и латуни, обеспечивает отличное растекание серебренных припоев. Его можно применять самостоятельно, либо добавлять в буру. При нагреве выделяет вредный для здоровья трехфотристый бор, поэтому работать нужно под тягой. Остатки флюса легко смываются водой.

Ю. Н. Бондаренко.

Оцените статью
Про пайку
Добавить комментарий