- Основные ошибки
- Что понадобится в процессе?
- 1. Классификация припоев и система их обозначений
- 2. Свойства припоев
- 3. Классификация флюсов и система их обозначений
- 4. Свойства флюсов
- Высокотемпературные
- Медно-фосфорные
- Мягкие легкоплавкие
- Наносим флюс на поверхность трубы
- Низкотемпературные
- Особенности выбора
- Особенности пайки
- Особенности тинолей
- Отрезаем деталь необходимой длины
- Пайка твердым тинолем
- Пара слов о флюсах
- Популярные марки:
- Практическое применение
- Практическое применение серебряных припоев
- Преимущественные области применения мягких и полутвердых припоев:
- Примеры обозначений марок припоев:
- Разновидности
- Распределение по химическому составу
- Серебряные
- Серебряные припои
- Соединяем
- Твердые тугоплавкие
- Технические характеристики
- Технологические особенности пайки трубок из меди
- Технология
Основные ошибки
Начинающие пайщики часто делают ошибки. Самые типовые из них таковы:
- Не устраненные дефекты поверхности после раскроя: задиры, стружка, овальность. Пайка поверх дефектов ослабляет соединение, снижает его долговечность и герметичность.
- Некачественное обезжиривание.
- Сужение монтажного зазора. Узкая пайка также будет ненадежной.
- Недогрев заготовок. Холодные детали не смогут своим теплом расплавить припой и обеспечить его затекание в монтажный зазор. Холодная пайка может развалиться при простом прикосновении.
- Недостаток флюсовой пасты. Часть поверхности шва, не покрытая флюсом, не очищается от окисной пленки и не пропаивается.
- Пережог стыка. При этом выгорает флюс, окисная пленка не разрушается полностью, кроме того, на поверхности возникает окалина. Прочность пайки существенно снижается.
- Попытка проверки на прочность горячего стыка. Приводит к деформации слоя припоя в монтажном зазоре и его отслоению от деталей.
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.
Первые несколько швов лучше запаять под присмотром опытного пайщика.
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
1. Классификация припоев и система их обозначений
Разновидности и применение припоев:
Припой — металл или сплав, применяемый при пайке для соединения заготовок и имеющий температуру плавления ниже, чем соединяемые металлы. Применяют сплавы на основе олова, свинца, кадмия, меди, никеля и других металлов
Для пайки соединений проводниковых материалов в зависимости от предельно допустимых рабочих температур и требуемой прочности паяного шва применяются мягкие и твердые припои.
К мягким относятся припои с температурой плавления до 400 °С, а к твердым — свыше 500 °С. Припои с температурами выше температуры плавления чистого олова в интервале до 400 °С называются полутвердыми.
Мягкие и полутвердые припои имеют предел прочности при растяжении до 15–100 МПа и применяются для пайки токоведущих частей, не являющихся одновременно несущими конструкциями машин или аппаратов.
Пайка мягкими и полутвердыми припоями осуществляется паяльником или погружением деталей в расплавленный припой, соединяемые поверхности при этом предварительно облуживаются, как правило, припоем той же марки и покрываются обычно канифолью (флюсом).
Оловянно-свинцовые припои выпускаются в виде слитков, прутков, проволоки, ленты и трубок, заполненных канифолью.
Твердые припои имеют предел прочности при растяжении 100– 500 МПа и применяются в качестве припоев первой категории прочности при пайке токоведущих частей, быстроходных, допускающих высокий нагрев электрических машин и деталей, воспринимающих основную механическую нагрузку.
Система обозначения припоев
Обозначение марки припоя обычно начинается с буквы «П» — припой. Числа в марке припоя показывают содержание компонентов (буквы после буквы «П») в процентах (округленно). Буква или буквосочетание в конце обозначения марки припоя означает, что данный компонент составляет оставшееся содержание припоя.
Обозначение компонентов:
А — алюминий;
Ж — железо;
И — индий;
К или Кд — кадмий;
М — медь;
О — олово;
С — свинец;
Ср — серебро;
Су — сурьма;
Ф — фосфор;
Ц — цинк.
2. Свойства припоев
Твердая пайка осуществляется электроконтактным способом, графитовыми или медными электродами либо с помощью дуговой сварки. Мелкие детали паяют с помощью автогена. При электроконтактном способе припой укладывается заранее между соединяемыми деталями или вносится в соединение в процессе пайки, сварка осуществляется без присадки металла путем сплавления концов соединяемых деталей.
Для электроконтактной пайки серебряными припоями в качестве флюса обычно служит бура. Пайка самофлюсующимися припоями, в состав которых входит фосфор, и сварка в защитной атмосфере осуществляются без применения флюса.
Припои с содержанием фосфора для пайки сталей и чугуна и соединений, подвергающихся ударам и вибрациям, из-за хрупкости паяного шва применять нельзя. Классификация и химический состав мягких и полутвердых припоев приведены в табл. 3.1.
Таблица 3.1Классификация и химический состав мягких и полутвердых припоев
Припой | Химический состав, % | |||||||
Вид | Марка | Олово | Сурьма | Кадмий | Медь | Свинец | Серебро | Индий |
Олово | О2 | 99,9 | – | – | – | – | – | – |
Бессурьмянистые | ПОС61 | 60–62 | – | – | – | Остальное | – | – |
ПОС40 | 39–41 | – | – | – | – | – | ||
ПОС10 | 9–10 | – | – | – | – | – | ||
ПОС61М | 60–62 | – | – | 1,5–2,0 | – | – | ||
ПОСК50-18 | 49–51 | – | 17–19 | – | – | – | ||
Малосурьмянистые | ПОССу61-0,5 | 60–62 | 0,2–0,5 | – | – | Остальное | – | – |
ПОССу40-0,5 | 39–41 | – | – | – | – | |||
ПОССу30-0,5 | 29–31 | – | – | – | – | |||
ПОССу18-0,5 | 17–18 | – | – | – | – | |||
Сурьмянистые | ПОССу95-5 | 94–96 | 4–5 | – | – | Остальное | – | – |
Серебряные | ПСрО10-90 | Остальное | – | – | – | – | 10±0,5 | – |
ПСрОСу8 (ВПр-6) | – | – | – | – | – | 8±0,5 | – | |
ПСрМО5 (ВПр-9) | – | – | – | 2±0,5 | – | 5±0,5 | – | |
ПСрОС3,5-95 | – | – | – | – | 3,5±0,4 | – | ||
ПСрОС3-58 | 57,8±1,0 | – | – | – | – | 3±0,4 | – | |
ПСр3 | – | 3±0,3 | – | |||||
ПСр3Кд | – | – | 95–97 | – | – | 3,0–4,0 | – | |
ПСрО3-97 | Остальное | – | – | – | – | 3±0,3 | – | |
ПСр2,5 | 5,0–6,0 | – | – | – | 91–93 | 2,2–2,7 | – | |
ПСр2,5С | – | – | – | – | – | 2,5±0,2 | – | |
ПСр2 | 30±1 | 2±0,2 | – | |||||
ПСрОС2-58 | 58,8±1,0 | – | – | – | – | 2±0,3 | – | |
ПСр1,5 | 15±1 | – | – | – | – | 1,5±0,3 | – | |
ПСр1 | 35±1 | – | – | – | – | 1±0,2 | – | |
Индиевые | ПОСИ30 | 42 | – | – | – | 28 | – | 3 |
ПСр3И | – | – | – | – | – | 3 | 97 | |
Физико-механические свойства мягких и полутвердых припоев приведены в табл. 3.2.
Таблица 3.2Физико-механические свойства мягких и полутвердых припоев
Марка припоя | температура плавления, °с | ориентировочная температура пайки, °с | плотность, кг/м³ | удельное электрическое сопротивление, мком·м | предел механической прочности при растяжении, Мпа | |
солидус | ликвидус | |||||
О2 | 232 | 232 | 280 | 7310 | – | 25 |
ПОС61 | 183 | 190 | 240 | 8500 | 0,139 | 43 |
ПОС40 | 183 | 238 | 290 | 9300 | 0,159 | 38 |
ПОС10 | 268 | 299 | 350 | 10800 | 0,200 | 32 |
ПОС61М | 268 | 192 | 240 | 8500 | 0,143 | 45 |
ПОСК50-18 | 142 | 145 | 185 | 8800 | 0,133 | 40 |
ПОССу61-0,5 | 183 | 189 | 240 | 8500 | 0,140 | 45 |
ПОССу50-0,5 | 183 | 216 | – | 8900 | 0,149 | – |
ПОССу40-0,5 | 183 | 235 | 285 | 9300 | 0,169 | 40 |
ПОССу35-0,5 | 183 | 245 | – | 9500 | 0,172 | – |
ПОССу30-0,5 | 183 | 265 | 306 | 9700 | 0,179 | 36 |
ПОССу25-0,5 | 183 | 266 | – | 10000 | 0,182 | – |
ПОССу18-0,5 | 183 | 277 | 325 | 10200 | 0,198 | 36 |
ПОССу95-5 | 234 | 240 | 290 | 7300 | 0,145 | 40 |
ПОССу40-2 | 185 | 229 | – | 9200 | 0,172 | – |
ПОССу33-2 | 185 | 243 | – | 9400 | 0,179 | – |
ПОССу30-2 | 185 | 250 | – | 9600 | 0,182 | – |
ПОССу25-2 | 185 | 260 | – | 9800 | 0,183 | – |
ПОССу18-2 | 188 | 270 | – | 10100 | 0,206 | – |
ПОССу15-2 | 184 | 275 | – | 10300 | 0,208 | – |
ПОССу10-2 | 268 | 285 | – | 10700 | 0,208 | – |
ПОССу8-3 | 240 | 290 | – | 10500 | 0,207 | – |
ПОССу5-1 | 275 | 308 | – | 11200 | 0,200 | – |
ПОССу4-6 | 244 | 270 | – | 10700 | 0,208 | – |
ПСрО10-90 | – | 280 | – | 7600 | 12,9 | – |
ПСрОСу8 (ВПр-6) | – | 250 | – | 7400 | 19,7 | – |
ПСрМО5 (ВПр-9) | – | 240 | – | 7400 | 16,3 | – |
ПСрОС3,5-95 | – | 224 | – | 7400 | 12,3 | – |
ПСрОС3-58 | – | 190 | – | 8600 | 14,5 | – |
ПСр3 | – | 315 | – | 11400 | 20,4 | – |
ПСр3Кд | 300 | 325 | 360 | 8700 | 8,0 | 54 |
ПСр2,5 | 295 | 305 | 355 | 11000 | 21,4 | – |
ПСр2,5С | – | 306 | – | 11300 | 20,7 | – |
ПСр2 | – | 238 | – | 9500 | 16,7 | – |
ПСрОС2-58 | – | 183 | – | 8500 | 14,1 | – |
ПСр1,5 | – | 280 | – | 10400 | 19,1 | – |
ПСр1 | – | 235 | – | 9400 | 26,0 | – |
ПОСИ30 | 117 | 200 | 250 | 8420 | – | – |
ПСр3И | 141 | 141 | 190 | 7360 | – | – |
3. Классификация флюсов и система их обозначений
Паяльные флюсы — вещества и соединения, применяемые для предотвращения образования оксидной пленки на поверхности припоя и паяемого материала, а также удаления продуктов окисления из зоны пайки. Температура плавления флюсов ниже, чем температура плавления припоя.
Флюсы, применяемые при пайке, классифицируются по: температурному интервалу активности; природе растворителя; природе активатора определяющего действия; механизму действия; агрегатному состоянию. В зависимости от температурного интервала активности паяльные флюсы подразделяются на: низкотемпературные (≤ 450 °С); высокотемпературные (> 450 °С).
По природе растворителя паяльные флюсы подразделяются на: водные; неводные.
По природе активаторов определяющего действия низкотемпературные паяльные флюсы подразделяются на: канифольные; кислотные; галогенидные; гидразиновые; фторборатные; анилиновые; стеариновые.
По природе активаторов определяющего действия высокотемпературные паяльные флюсы подразделяются на: галогенидные; фторборатные; боридно-углекислые.
Если флюс содержит несколько активаторов, необходимо называть все активаторы. Например, канифольно-галогенидный, фторборатногалогенидный флюс.
По механизму действия паяльные флюсы подразделяются на: защитные; химического действия; электрохимического действия; реактивные. По агрегатному состоянию паяльные флюсы подразделяют на: твердые; жидкие; пастообразные.
4. Свойства флюсов
Параметры флюсов для пайки мягкими и полутвердыми припоями приведены в табл. 3.12.
Таблица 3.12Флюсы для пайки мягкими и полутвердыми припоями (нормали электротехники ОАА.614.017-67 и ОАА.614.028-68 )
Марка | назначение | основные данные флюсов | отмывка после пайки | |
компонент | состав, % | |||
К | Лужение и пайка токоведущих частей из меди и ее сплавов | Канифоль сосновая | 100 | Не требуется |
КСП | Лужение и пайка токоведущих частей из меди и ее сплавов | Канифоль сосновая | 25 | |
Спирт этиловый технический марки Б | 75 | |||
ФПП | Лужение и пайка токоведущих частей из меди и ее сплавов | Смола полиэфирная марки ПА9 | 20–30 | |
Метилэтилкетон или этилацетат | 80–70 | |||
СТУЗО-12224-61 | Лужение и пайка деталей из меди, никеля и их сплавов и деталей с покрытиями медью, оловом, кадмием, серебром и цинком | Канифоль сосновая | 20–35 | Тампоном или кистью, смоченными в растворителе, например, спирте |
Диэтиламин солянокислый | 3–5 | |||
Триэтаноламин | 1–2 | |||
Спирт этиловый технический марки Б | Остальное | |||
Ф59АОАА. 614.017-67 | Лужение и пайка алюминия и сплава АМц между собой и с медью и ее сплавами | Кадмий борфторид | 10 | Проточной горячей водой или спиртом |
Цинк борфторид | 3 | |||
Аммоний борфторид | 5 | |||
Триэтаноламин | 82 | |||
34А ОАА. 614.017-67 | Пайка алюминия и его сплавов (температура плавления 420 °С) | Кадмий фтористый | 50±6 | Горячей, затем холодной проточной водой |
Литий хлористый | 32±6 | |||
Цинк хлористый | 8±2 | |||
Натрий фтористый | 10±1 | |||
ЛМ1 | Лужение и пайка железоникелевых сплавов и нержавеющих сталей | Канифоль сосновая | 20–35 | Тампоном или кистью, смоченными в растворителе, например, спирте |
Диэтиламин солянокислый | 3–5 | |||
Триэтаноламин | 1–2 | |||
Спирт технический марки Б | Остальное | |||
Ф38Н | Лужение и пайка нихрома между собой и с медью | Диэтиламин солянокислый | 25–30 | Горячей водой или кистью, смоченной в спирте |
Этиленгликоль | Остальное | |||
Кислота ортофосфорная | 29–25 | |||
Параметры флюсов для пайки меди и ее сплавов приведены в табл. 3.13.
Таблица 3.13Флюсы для пайки — состав и способы удаления остатков флюса
Марка | состав | удаление остатков флюса после пайки | |
компонент | % | ||
ФКСп (ФКЭт) | Канифоль сосновая | 10–60 | Этиловый спирт или спиртобензиновая смесь 1:1 |
Спирт этиловый или этилацетат | 90–40 | ||
ФКДТ | Канифоль сосновая | 10–20 | |
Диметилалкилбензиламмонийхлорид (китамин АБ) | 0,1–3,0 | ||
Трибутилфосфат | 0,01–0,10 | ||
Спирт этиловый или этилацетат | 89,89–76,90 | ||
ЛТИ-120 | Канифоль сосновая | 20–25 | |
Диэтиламин солянокислый | 3–5 | ||
Триэтаноламин | 1–2 | ||
Спирт этиловый | 76–68 | ||
ФГСп | Гидразин солянокислый | 2–4 | Горячая проточная вода (70±10 °С) или спирто-бензиновая смесь 1:1 |
Этиленгликоль или глицерин | 25–50 | ||
Спирт этиловый | 73–46 | ||
ФСкСп | Семикарбазид гидрохлорид | 2–4 | |
Этиленгликоль или глицерин | 25–50 | ||
Спирт этиловый | 73–46 | ||
ФСкПс | Семикарбазид гидрохлорид | 3–5 | |
Глицерин | 70–58 | ||
Полиокс-100 или полиокс-115 | 27–37 | ||
ФТС | Кислота салициловая | 4,0–4,5 | Спирто-бензиновая смесь 1:1 |
Триэтаноламин | 1,0–1,5 | ||
Спирт этиловый | 95–94 | ||
ФДГл | Диэтиламин солянокислый | 4–6 | Горячая проточная вода (70±10 °С) |
Глицерин | 96–94 | ||
ФЦА | Цинк хлористый | 45,5 | Горячая проточная вода (70±10 °С) и нейтрализующие реактивы |
Аммоний хлористый | 9 | ||
Вода | 45,5 | ||
Гидрат окиси цинка | До выпадения осадка | ||
ФДФс | Диэтиламин солянокислый | 20–25 | Горячая проточная вода (70±10 °С) или спирто-бензиновая смесь 1:1 |
Этиленгликоль | 60–50 | ||
Кислота ортофосфорная (уд. вес 1,7) | 20–25 | ||
ЖЗ-1-АП | Масло цилиндровое «52» или «КС-19» | 79–81 | Спирто-бензиновая смесь 1:1, трихлорэтилен, ацетон |
Кремнийорганическая жидкость ПФМС-6 | 16–17 | ||
Олеиновая кислота | 4,9–1,8 | ||
Антиоксидант НГ-2246 | 0,1–0,2 | ||
ЖЗ-2-АП | Масло цилиндровое «52» или «КС-19» | 58,52–69,75 | |
Кремнийорганическая жидкость ПФМС-6 | 21,65–10,66 | ||
Хлопковое масло | 11,0–10,64 | ||
Олеиновая кислота | 8,79–9,02 | ||
Антиоксидант НГ-2246 | 0,04–0,03 | ||
284 | Борный ангидрид | 23–27 | Горячая проточная вода (70±10 °С) и холодная проточная вода |
Калий фтористый | 33–37 | ||
Калий борфтористо-водородный | 44–36 | ||
209 | Борный ангидрид | 33–37 | |
Калий фтористый | 40–44 | ||
Калий борфтористо-водородный | 27–19 | ||
200 | Борный ангидрид | 70–62 | Горячая проточная и нейтрализующие реактивы |
Натрий тетраборнокислый (бура) | 17–21 | ||
Кальций фтористый | 13–17 | ||
34А | Калий хлористый | 56–44 | Горячая проточная и нейтрализующие реактивы |
Литий хлористый | 29–35 | ||
Цинк хлористый | 6–10 | ||
Натрий фтористый | 9–11 | ||
Ф370А | Калий хлористый | 51–46 | |
Литий хлористый | 36–39 | ||
Натрий фтористый | 4–5 | ||
Кадмий хлористый | 9–10 | ||
16ВК | Натрий хлористый | 12 | |
Калий хлористый | 44 | ||
Литий хлористый | 34 | ||
Эвтектика (алюминий фтористый — 54 %, калий фтористый — 46 %) | 10 | ||
Таблица 3.14Флюсы для пайки — влияние остатков флюса на изоляцию и их коррозионное действие
Марка | влияние остатков флюса на сопротивление изоляции | коррозионное действие остатков флюса | |||
на медь | на серебряное покрытие | на оловянносвинцовое покрытие | на никелевое покрытие | ||
ФКСп (ФКЭт), ФКДТ | не влияют | не оказывают | |||
ЛТИ-120, ФГСп, ФСкСп | снижают | оказывают | не оказывают | ||
ФСкПс | снижают | оказывают | не оказывают | оказывают | не оказывают |
ФТС | снижают | оказывают слабое | не оказывают | ||
ФДГл | снижают | оказывают | оказывают слабое | не оказывают | н/д |
ФДФс | снижают | оказывают | не оказывают | не оказывают | оказывают |
ФЦА | снижают | оказывают | |||
ЖЗ-1-АП, ЖЗ-2-АП | не влияют | не оказывают | – | ||
При пайке медных жил, а также проводников заземления к броне и свинцовой оболочке кабелей используют паяльную пасту (мас. част.): канифоль — 10, жир животный — 3, аммоний хлористый — 2, цинк хлористый — 1, вода или этиловый спирт (ректификат) — 1.
Параметры флюсов для пайки и сварки алюминия приведены в табл. 3.15.
Таблица 3.15Флюсы для пайки и сварки алюминия
Марка | состав, % | температура плавления, °с | применение | |||||
калий хлористый | натрий хлористый | литий хлористый | натрий фтористый | криолит марки к-1 | Магний хлористый | |||
ВАМИ | 50–55 | 30–35 | – | – | 10–20 | – | 630 | Для оконцевания жил проводов и кабелей |
АФ-4А | 50 | 28 | 14 | 8 | – | – | >> 600 | Только для соединения жил кабелей в муфтах |
ХП | 50 | – | 30 | – | – | 20 | – | – |
Высокотемпературные
Высокотемпературный припой для пайки меди готовят на основе серебра или меди, обладающих высокой температурой плавления. При температурах свыше 450оС происходит отжиг заготовок, ведущий к снижению их прочности.
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.
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.
Применение припоя
Расходный материал со свинцом нельзя использовать при устройстве питьевого водопровода, потому что металл опасен для человека.
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.
Низкотемпературные
Низкотемпературные припои плавятся при температуре до 450оС. 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.
Особенности выбора
Большая зависимость здесь наблюдается от температуры плавления, так как чем она выше, тем большему влиянию подвергается металл трубы. Если это не принципиально важно, как в толстых трубах, на которых не лежит большая ответственность, то лучше выбирать твердый припой для меди с высокой температурой плавления.
В ином случае, если стены тонкие и им не нужна высокая прочность соединения, то подойдет мягкий припой для пайки медных труб с низкой температурой плавления. Особое внимание нужно обратить на пищевую медь, так как припой в данном случае не должен содержать токсичных и ядовитых компонентов.
«Важно!
Чтобы выбрать каким припоем паять медные трубы, нужно знать состав и температуру плавления материала, на который он будет паяться.»
Особенности пайки
Процесс соединения мало чем отличается от других металлов. Здесь также нужно подготовить поверхность, очистив ее от пленки окисления. Затем следует нанести флюс для улучшения свойств спаивания, если того требует технология. Следует оставить зазор в 0,5 мм между деталями.
Особенности тинолей
Характерной особенностью серебросодержащих составов является их низкая рабочая температура. Высокая текучесть позволяет расплаву проникать в зазоры и поры и создавать высококачественные швы.
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.
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%
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.
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.
Популярные марки:
- ПОС-10;
- ПОС-25;
- ПОС-45;
- ПОС-70;
- ПМЦ-36;
- ПМЦ-45;
- ПМЦ-54;
- ПСр-15;
- ПСр-45.
Практическое применение
Составы с высокой процентной долей серебра (50-72) обладают высокой электропроводностью и теплопроводностью. Их используют в электротехнике и электронике.
Сплавы со средним процентным содержанием стоят дешевле и используются для пайки соединений, не подверженных температурным нагрузкам.
[stextbox id=’info’]Составы с низкой процентной долей (5-15) применяются в машиностроении.[/stextbox]
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.
Преимущественные области применения мягких и полутвердых припоев:
О2 — лужение и пайка коллекторов, якорных секций и обмоток электрических машин с изоляцией класса H, лужение ответственных неподвижных контактов, в том числе содержащих цинк;
ПОС90 — лужение и пайка внутренних швов пищевой посуды и медицинской аппаратуры;
ПОС61 — лужение и пайка электрои радиоаппаратуры, печатных плат, точных приборов с высокогерметичными швами, где недопустим перегрев;
ПОС40 — лужение и пайка электроаппаратуры, деталей из оцинкованного железа с герметичными швами;
ПОС10 — лужение и пайка контактных поверхностей электрических аппаратов, приборов, реле;
ПОСК50-18 — пайка деталей из меди и ее сплавов, чувствительных к перегреву, в том числе пайка алюминия, плакированного медью. Пайка керамики, стекла и пластиков, металлизированных оловом, серебром, никелем;
ПОС61М — пайка пищевой посуды, медицинской аппаратуры, электрои радиоаппаратуры, печатных плат, деталей, чувствительных к перегреву;
ПОССу61-0,5 — лужение и пайка электроаппаратуры, пайка печатных плат, обмоток электрических машин, оцинкованных радиодеталей при жестких требованиях к температуре;
ПОССу50-0,5 — лужение и пайка авиационных радиаторов;
ПОССу40-0,5 — лужение и пайка жести, обмоток электрических машин, для пайки монтажных элементов моточных и кабельных изделий;
ПОССу35-0,5 — лужение и пайка свинцовых кабельных оболочек;
ПОССу30-0,5 –лужение и пайка листового цинка, углеродистых и нержавеющих сталей. Лужение и пайка проводов, кабелей, бандажей, радиаторов, различных деталей аппаратуры и приборов, работающих при температуре до 160 °С;
ПОССу25-0,5 — лужение и пайка радиаторов;
ПОССу18-0,5 — лужение и пайка трубок теплообменников, электроламп;
ПОССу95-5; ПСр3Кд — горячее лужение и пайка коллекторов, якорных секций, бандажей и токоведущих соединений электрических машин нагревостойкого исполнения и с повышенными частотами вращения. Пайка трубопроводов и различных деталей электрооборудования.
ПОССу40-2 — припой широкого назначения;
ПОССу30-2 — лужение и пайка в холодильном аппаратостроении, электроламповом производстве;
ПОССу18-2, ПОССу15-2, ПОССу10-2 — пайка в автомобилестроении;
ПОССу8-3 — лужение и пайка в электроламповом производстве;
ПОССу5-1 — лужение и пайка деталей, работающих при повышенных температурах;
ПОССу4-6 — пайка белой жести, лужение и пайка деталей с закатанными и клепанными швами из латуни и меди;
ПОССу4-4 — лужение и пайка в автомобилестроении;
ПОСК2-18 — лужение и пайка металлизированных керамических деталей;
ПОСИ30; ПСр3И — пайка меди и ее сплавов и других металлов, неметаллических материалов и стекла с металлическими покрытиями. Пайка деталей радиоэлектронной аппаратуры. Обладает высокой жидкотекучестью и обеспечивает хорошее сцепление спаиваемых поверхностей.
Параметры мягких припоев с низкой температурой плавления приведены в табл. 3.3.
Таблица 3.3Мягкие припои (сплавы) с низкой температурой плавления
сплав | химический состав, % | температура плавления, °с | ||||||
олово | свинец | кадмий | висмут | серебро | индий | солидус | ликвидус | |
Вуда | 12–13 | 24,5–25,6 | 12–13 | 49–51 | – | – | 66 | 70 |
Розе | 24,5–25,5 | 24,5–25,6 | – | 49–51 | – | – | 90 | 92 |
Д’Арсе | 9,6 | 45,1 | – | 45,3 | – | – | – | 79 |
Липовица с индием | 11,8 | 22,2 | 8,5 | 42 | – | 15,5 | – | 48 |
Примечание. Применяются в радиосхемах с полупроводниковыми приборами и в схемах, где припой используется в качестве температурного предохранителя.
Химический состав и физико-механические свойства твердых серебряных и медно-фосфорных припоев приведены в табл. 3.4.
Таблица 3.4Химический состав и физико-механические свойства твердых серебряных и медно-фосфорных припоев
Марка припоя | химический состав, % | плотность, кг/м3 | температура кристаллизации,°с | предел прочности при растяжении, Мпа | ||||
серебро | Медь | цинк | фосфор | начало | конец | |||
ПСр72 | 72±0,5 | 28±0,5 | – | – | 9900 | 779 | 779 | – |
ПСр50 | 50±0,5 | 50±0,5 | – | – | 9300 | 850 | 779 | – |
ПСр45 | 45±0,5 | 30±0,5 | 25 1 –1,5 | – | 9100 | 725 | 660 | 300 |
ПСр25 | 25±0,3 | 40±1 | 35±2,5 | – | 8700 | 775 | 745 | 280 |
ПСр71 | 71±0,5 | 28±0,7 | – | 1 ±0,2 | 9800 | 795 | 750 | – |
ПСр25ф | 25±0,5 | 70±1 | – | 5±0,5 | 8500 | 710 | 650 | – |
ПСр15 | 15±0,5 | 80,2±1 | – | 4,8 0,2/–0,3 | 8300 | 810 | 635 | – |
ПМФ7 (МФЗ) | – | Остальное | – | 7–8,5 | – | 860 | 710 | – |
Параметры медно-цинковых и медно-никелевых твердых припоев приведены в табл. 3.5.
Таблица 3.5Медно-цинковые и медно-никелевые твердые припои
Марка припоя | химический состав, % | физические свойства | |||||||||
Медь | никель | железо | кремний | Бор | цинк | олово | температура кристаллизации, °с | плотность, кг/м3 | предел прочности при растяжении, Мпа | ||
солидус | ликвидус | ||||||||||
Л63 | 62–65 | – | – | – | – | Остальное | – | 900 | 905 | 8500 | 310 |
ЛОК59-0,1-0,3 | 60,5– 63,5 | – | – | 0,2–0,4 | – | Остальное | 0,7–1,1 | 890 | 905 | 8200 | – |
ПЖЛ500 | Остальное | 27–30 | 41,5 | 1,5–2 | 0,2 | – | – | 1080 | 1120 | 8630 | 600 |
Параметры серебряных припоев с пониженной температурой плавления приведены в табл. 3.6.
Таблица 3.6Серебряные припои с пониженной температурой плавления
Марка припоя | химический состав, % | плотность, кг/м3 | температура кристаллизации, °с | ||||||
серебро | Медь | цинк | кадмий | олово | никель | начало | конец | ||
ПСр50Кд | 50±0,5 | 16±1 | 16±2 | 18±1 | – | – | 9300 | 650 | 635 |
ПСр40 | 40±1 | 16,7 0,7/–0,4 | 17 0,8/–0,4 | 26 0,5/ –1 | – | 0,3±0,2 | 8400 | 605 | 595 |
ПСр62 | 62±0,5 | 28±1 | – | – | 10±1,5 | – | 9700 | 700 | 660 |
Преимущественные области применения твердых припоев приведены в табл. 3.7.
Таблица 3.7Преимущественные области применения твердых припоев
Марка припоя | область применения |
ПСр72; ПСр50 | Пайка металлокерамических контактов и различных ответственных токоведущих соединений, подвергающихся изгибающим и ударным нагрузкам |
ПСр45 | Пайка меди и ее сплавов, нержавеющих и конструкционных сталей. Пайка короткозамкнутых обмоток роторов и демпферных обмоток высоконагруженных электрических машин. Припой обеспечивает высокую плотность и прочность паяных швов |
ПСр25 | Пайка меди и ее сплавов, нержавеющих и конструкционных сталей, заменяет припой ПСр45 при выполнении менее ответственных соединений |
ПСр71 | Пайка деталей аналогично припою ПСр72, но где требуется большая жидкотекучесть |
ПСр25ф; ПСр15; ПМФ7 | Пайка меди и ее сплавов, в том числе различных токоведущих частей машин и аппаратов, не испытывающих ударных и изгибающих нагрузок |
Л63; ЛОК59-0,1-0,3 | Пайка меди и чугуна. Паяные соединения обладают высокой прочностью и хорошо работают в условиях ударных и изгибающих нагрузок |
ПЖЛ500 | Пайка соединений, работающих при температурах до 600 °С |
Параметры медно-фосфорных припоев приведены в табл. 3.8.
Таблица 3.8Медно-фосфорные припои
Марка припоя | химический состав, % | температура плавления, °с | |
Медь | фосфор | ||
ПФМ-1 | 90,0–91,5 | 8,5–10 | 725–850 |
ПФМ-2 | 92,5 | 7,5 | 710–715 |
ПФМ-3 | 91,5–93,0 | 7,0–8,5 | 725–860 |
ПМФ7 (МФ3) | Остальное | 7,0–8,5 | 710–860 |
Примечание. Для медно-фосфорных и серебряных припоев в качестве флюса применяют буру в виде порошка или в смеси с поваренной солью.
Параметры припоев для пайки алюминия приведены в табл. 3.9, 3.10.
Таблица 3.9Химический состав и физические свойства припоев для пайки алюминия
Марка припоя | химический состав, % | температура плавления, °с | предел механической прочности при растяжении, Мпа | |||||
алюминий | Медь | олово | цинк | кадмий | кремний | |||
Кадмиевый | – | – | 36 | 40 | 24 | – | – | 85 |
АВИА-1 | – | – | 55 | 25 | 20 | – | 20 | – |
АВИА-2 | 15 | – | 40 | 25 | 20 | – | 250 | – |
ВПТ-4 | 55 | – | – | 40 | – | 5 | 410 | – |
34-А | 66 | 28 | – | – | – | 6 | 545 | 180 |
35-А | 72 | 2,1 | – | – | – | 7 | 540 | 140 |
А | – | 2,0–1,5 | 40 | 58,5 | – | – | 425 | 80 |
В | 12 | 8 | 80 | – | – | 410 | 185 | |
ЦО-12 | – | – | 12 | 88 | – | – | 500–550 | – |
ЦА-15 | 15 | – | – | 85 | – | – | 550–600 | – |
Таблица 3.10Другие припои для пайки алюминия
Марка припоя | химический состав, % | температура полного расплавления, °с | температура пайки, °с | плотность, кг/м3 | ||||
олово о1 | цинк | кадмий | алюминий а7 | Медь М0 | ||||
П250А | 79–81 | 19–21 | – | – | 0,15 | 250 | 300 | 7300 |
П300А | – | 50–61 | 39–41 | – | 0,045 | 310 | 360 | 7730 |
П300Б | – | 80 | – | 8 | 0,5 | 410 | 700–750 | – |
Преимущественные области применения припоев для пайки алюминия П250А, П300А и П300Б приведены в табл. 3.11.
Таблица 3.11Преимущественные области применения припоев для пайки алюминия
Марка припоя | область применения |
П250А | Лужение концов алюминиевых проводов, а также пайка погружением алюминиевых проводов с алюминиевыми и медными наконечниками |
П300А | То же, пайка соединений с повышенной коррозионной стойкостью |
П300Б | Пайка заливкой алюминиевых проводов с алюминиевыми и медными деталями |
Примеры обозначений марок припоев:
ПОС61 — припой оловянно-свинцовый, олова — 61 %, остальное — свинец;
ПОССу61-0,5 — припой оловянно-свинцовый, олова — 61 %, сурьмы — 0,5 %, остальное — свинец;
ПОС61М — припой оловянно-свинцовый, олова — 61 %, остальное — свинец и добавка меди;
ПСр3И — припой серебряно-индиевый, серебра — 3 %, остальное — индий;
ПСр3Кд — серебряно-кадмиевый, серебра — 3 %, остальное — кадмий.
Разновидности
1S относится к мягким припоям. У него в составе имеется серебро. Он подходит не только для труб из меди, но и для бронзовых изделий, латуни, которые применяются как для горячего, так и для холодного водоснабжение. В его составе нет флюса, так что приходится использовать его дополнительно или применять пасту.
Rosol 3 является мягким припоем, который для своей работы требует дополнительное использование флюса. Температура плавления у него относительно низкая и составляет 240 градусов Цельсия, что помогает беспроблемно работать с тонкими изделиями. Он пригоден для медных, латанных, бронзовых труб и фитингов. После применения одинаково хорошо проявляет себя как при высоких, так и при низких температурах.
Rolot 94 относится к припоям твердого типа. Это высококачественный материал для работы с медью, латунью и красной бронзой. Лучше всего его использовать для щелевой и капиллярной пайки труб, которые ставятся без фитингов. Это припой для пайки медных труб имеет достаточно высокую рабочую температуру, которая достигает 730 градусов Цельсия, так что с тонкостенными материалами его не стоит применять. Отличительной особенностью его является большой интервал плавления.
Rolot 2 является специальным твердым припоем, так как не нормирован. В его составе имеется низкий уровень содержания серебра. Он подходит для стандартных процедур пайки и хорошо обеспечивает процедуры монтажа.
В особую категорию можно отнести припои для пайки пищевой меди, так как они не должны содержать ни каких вредных веществ, которые бы смогли повредить здоровью. Среди них выделяют следующие варианты:
- Оловянно-медный – низкотемпературный материал, который быстро расплавляется, при этом образуя высококачественное соединение, стойкое к воздействию коррозии. Состав – (S-SN97Cu3).
- Медный, с добавлением цинка и серебра, при этом основным материалом здесь является серебро, так как составляет целых 44%, тогда как меди всего лишь 30%, а цинка – 26%. Это высокотемпературный припой для пайки медных труб, который дает пластично, но при этом прочное соединение, не поддающееся коррозии и обладающее высокой теплопроводностью.
- Серебряно-оловяный – низкотемпературный материал, который быстро расплавляется, при этом образуя высококачественное соединение, стойкое к воздействию коррозии. Состав – (S-Sn97Ag5).
- Медно-фосворный – высокотемпературный материал, который может использоваться без дополнительного применения флюса. Дает прочный шов, эластичность которого напрямую зависит от температуры. В составе медь занимает 94%, а фосфор – 6%
- Припой для пайки меди серебром относится к высокотемпературным. Шов получается прочным и одновременно пластичным. Следует использовать дополнительный флюс. Большим недостатком является высокая стоимость.
Распределение по химическому составу
Современный материал для пайки может быть мягким, который легко плавится. Существуют также тугоплавкие расходники, обладающие твердой структурой.
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.
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%
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.
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 стыкСтык 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.
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.
Твердый припой для меди
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.
Технические характеристики
Braze Tec
S34
- Температура плавления: 630 – 730 градусов Цельсия
- Температура рабочая: 710 градусов Цельсия
- С какими металлами может работать: медь, латунь, красная бронза, чугун, медь и ее сплавы, сталь разнообразных марок, никель и его различные сплавы
- Какой флюс подходит: LP 5.
Ролот 15
- Температура плавления: 650 – 800 градусов Цельсия
- Температура рабочая: 710 градусов Цельсия
- С какими металлами может работать: медь, латунь, красная бронза, чугун, медь и ее сплавы, сталь разнообразных марок, никель и его различные сплавы.
- Какой флюс подходит: LP 5.
Технологические особенности пайки трубок из меди
Изделия такого типа отлично поддаются обработке. Для припоя рекомендован фосфорно-медный и серебряный тип. Сами агрегаты выделяются значительной устойчивостью относительно растяжения, демонстрируют антивибрационное свойство.
Механизм осуществления процедуры имеет такую последовательность:
- Сначала необходимо избавиться от оксидной пленки, расположенной в зонах, подверженных пайке: с этой целью принято использование шлифовочной шкурки. Пыль, возникающую в процессе обработки, тоже необходимо убрать.
- Далее смесь флюса наносится на подготовленную во время чистки зону. Данный раствор представляет собой соединение гидразина, а также разнообразных древесных смол и спирта канифоли.
- Фитинг соединяется с трубой. Зазор обязан составлять менее полумиллиметра.
- Место соединения необходимо разогреть. Температура для этого должна составлять около трехсот градусов. Чтобы запаять медные трубки для кондиционеров, понадобится специальная лампа, как вариант – горелка газовая. Нагрев должен осуществляться максимально равномерно, для этого следует регулярно плавно перемещать пламя вдоль конструкции. Не нужно допускать перегрев какого-то определенного участка.
- Обязательно после завершения мероприятия следует осуществить промывку системы, поскольку остаточные флюсовые загрязнения потенциально могут спровоцировать коррозию металла, то, в свою очередь, приведет к поломке кондиционера.
Технология
После того, как принадлежности и инструменты подготовлены, переходят к самой пайке:
