Пайка латуни и латунью

Сплав латуни

Сплав меди и цинка называется латунью. Он может содержать и другие элементы, такие как кремний, никель, марганец. Наличие цинка в составе является обязательным условием для того, чтобы сплав назывался латунью. Латунь плавится при температуре более 900 градусов. В расплавленном состоянии, особенно в присутствии флюсов, она смачивает многие металлы.

Характеристики латуни

• Температура плавления: более 900 градусов
• Цвет: серебристый
• Применение: изготовление деталей
• Содержание цинка: обычно менее 40%

При большем содержании цинка температура плавления снижается, но сплав становится серебристого цвета и хрупким, что делает его непригодным для изготовления деталей.

Пайка латуни

Паять латунные детали можно с использованием различных припоев:

1. Мягкие припои: оловянно-свинцовые
2. Твёрдые припои: серебряные
3. Припои, содержащие фосфор

Пайка с использованием различных флюсов

• Для обычной латуни: буры
• Для борфтористого калия: твёрдые припои

Флюсы для пайки латуни

• Обычные флюсы: подходят для мягких припоев
• Фосфорная кислота: предпочтительна для хлорсодержащих флюсов

Радио и электротехнические пайки

При пайке радио- и электротехнических деталей, где необходимо гарантированно удалить флюс, рекомендуется использовать канифоль.

Особенности

• Подходящие флюсы: едкий натр, калий
• Нерастворим в воде: требуют отмывки после пайки

Вывод

При работе с пайкой латуни важно учитывать специфику материала, использовать подходящие припои и флюсы. Также следует обратить внимание на возможные проблемы с прослойкой соединения меди с оловом, которая может снизить прочность спая. Для предотвращения этого, рекомендуется использовать припои с содержанием серебра и кадмия. Пайка должна быть проведена быстро.

Паяльные припои для меди и латуни

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

Твёрдые припои для латуни и меди

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

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, так как калий выедает натриевый дублет, а сам светит уже на границе с ИК излучением, где чувствительность глаза невелика.

Флюс для пайки

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, который, кстати, хорошо проходит сквозь нагретое серебро.

Сплавы меди с алюминием

Сплавы меди, содержащие алюминий, паять труднее, так как обычные флюсы окись алюминия растворяют плохо. Возможна добавка в них флюсов для пайки алюминия, фторидов. Рецепты флюсов для труднопаяемых медных сплавов можно найти в литературе.

Припои, содержащие кадмий

Отдельно упомянем припои, содержащие кадмий. Этот металл снижает температуру плавления оловянно-свинцовых, серебренных и медных припоев, но он ядовит, легко испаряется и при пайке возможно образование его окислов коричневого цвета. Дым от такой пайки крайне опасен для лёгких, поэтому таких припоев следует избегать, либо работать под надёжной вытяжкой.

Пайка медных сплавов и латуней

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

Использование латуни в качестве припоя

Латуни и сами 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.

Осторожность при работе

Его можно получить прямым сплавлением компонентов подходящей горелкой в выемке кирпича, добавляя к горячей меди цинк и буру, но при этом цинк часто вскипает и горит, поэтому, опять же, необходима вытяжка либо работать следует на открытом воздухе, обязательно в очках.

Пары окиси цинка также не являются полезными для органов дыхания и самого человека. Добавка в этот припой одного-двух процентов никеля (аноды радиоламп из него делали, он магнитный) делает цвет такой латуни слегка зеленоватым и повышает прочность спая.

Примеси в припое

Вредными в припое следует признать примеси свинца, висмута и других нерастворимых в твёрдой меди легкоплавких металлов, которые собираются на границах зёрен и делают металл хрупким при повышенной температуре (красноломкость).

Поэтому медь для приготовления латунного припоя следует тщательно отбирать, лучше всего применять медную электротехническую проволоку без остатков мягких припоев.

Выбор материала

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.

Подготовка припоя

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 припоя

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 припоя

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

Совместимость материалов

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. Автор однажды имел возможность работать с медной ленточкой почти красного цвета, не очень твёрдой, не содержащей цинк, но, по цвету пламени, содержащей немного фосфора.

Особенности применения

Это был остаток от штамповки чего-то из ленты. Этот припой хорошо работал, не дымил, как латунь и давал прочные и пластичные спаи с железом. Недостаточная предусмотрительность автора привела к тому, что он унес этого припоя только с килограмм, игнорируя тот факт, что остаток в ближайшее время неминуемо унесут бомжи, что и произошло на самом деле.

Заключение

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.

Применение металлов

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 металлов: методы и материалы

В целом, нужно считать твёрдую пайку латунью или серебром крайне удобным методом соединения железных деталей. Этот метод позволяет резко упростить изготовление различных изделий, от ключа для замка, до деталей вакуумной установки или телескопа.

Паяльная лампа

Для плавления латуни часто требуются температуры, которые паяльная лампа не может достичь. Поэтому для этих целей можно применять либо электролизёр, либо пропан с кислородом.

Ремонт медных радиаторов

Оба эти варианта, если имеются подходящие горелки малой мощности, пригодны и для ремонта медных радиаторов автомобилей. Необходимо быть внимательным к перегреву припоя оловянно-свинцового, добавляя пары бензина и растушёвывая зону нагрева.

Пайка железа латунью

Чистое водородно-кислородное пламя слишком окислительное и горячее для пайки железа латунью. Гремучий газ нужно обогащать парами бензина или добавлять пропан для уменьшения окисления.

Флюсы для пайки

Различные рецепты флюсов можно найти в книгах, но для большинства работ могут потребоваться всего несколько типов.

1. Канифоль: Хорошо флюсует медь и медные сплавы до 200 градусов. Лучше использовать канифоль после спая. Растворяется спиртом, но не бензином.

2. Ортофосфорная кислота: Не образует легкорастворимых солей с железом и медью, но может проникать в зазоры. Очень подходит для пайки оловянно-свинцовыми припоями автомобильных радиаторов.

3. Флюсы на основе цинка и аммония: Более активны, но выделяют много дыма при нагреве. Ржавеют железо, поэтому нужно тщательно промывать после пайки.

Пайка металлов требует точности и использования правильных методов и материалов для обеспечения безопасного и эффективного соединения деталей.

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.