- Температура плавления и другие свойства припоев на основе олова и свинца
- Выбираем припои из таблиц
- 2. Свойства припоев
- 3. Классификация флюсов и система их обозначений
- 4. Свойства флюсов
- Газовой горелкой
- Какие флюсы подходят
- Плавка припоя
- Преимущественные области применения мягких и полутвердых припоев:
- Приложение 1 (рекомендуемое). примерное назначение серебряных припоев
- Припои для пайки
- Распространенные ошибки
- Серебряные припои
- Сортамент
- Чем пайка лучше сварки
Температура плавления и другие свойства припоев на основе олова и свинца
В таблице представлена температура плавления припоев распространенных марок на основе олова и свинца, а также их теплофизические и механические свойства. Свойства припоев даны при комнатной температуре.
В таблице приведены следующие свойства: температура плавления припоев (солидус и ликвидус) в градусах Цельсия, плотность припоев, удельное электрическое сопротивление, коэффициент теплопроводности, временное сопротивление разрыву, относительное удлинение, ударная вязкость, твердость по Бринеллю, HB.
Температура плавления припоев (ликвидус — жидкое состояние припоя) на основе свинца и олова находится в диапазоне от 145 до 308°С. Следует отметить, что температура плавления припоя, равная 145°С, соответствует припою ПОСК 50-18, который относится к категории легкоплавких припоев. При температуре 308 градусов Цельсия в жидком виде находится припой ПОССу 5-1.
Рассмотрены свойства следующих припоев: ПОС 90, ПОС 61, ПОС 40, ПОС 10, ПОС 61М, ПОСК 50-18, ПОССу61-0,5, ПОССу 50-0,5, ПОССу 40-0,5, ПОССу 35-0,5, ПОССу 30-0,5, ПОССу 25-0,5, ПОССу 18-0,5, ПОСу 95-5, ПОССу 40-2, ПОССу 35-2, ПОССу 30-2, ПОССу 25-2, ПОССу 18-2, ПОССу 15-2, ПОССу 10-2, ПОССу 8-3, ПОССу 5-1, ПОССу 4-6.
По данным таблицы видно, что плотность припоев меняется в пределах от 7300 до 11200 кг/м3. Припоем с минимальной плотностью является оловянно-свинцовый припой ПОСу 95-5. Наиболее тяжелым из рассмотренных припоев является припой ПОССу 5-1 — плотность такого припоя имеет величину 11200 кг/м3.
Теплопроводность припоев в таблице дана в размерности ккал/(см·с·град). Припоями с максимальной теплопроводностью являются ПОС 90 и ПОСК 50-18 — их теплопроводность равна 0,13 ккал/(см·с·град).
Выбираем припои из таблиц
Тут как раз самое время раскрыть тайну параметра, срытого под греческой буквой «эпсилон». Следуя завету Бреполя, что хороший состав припоя — это эвтектический состав, я решил ввести в программу алгоритм вычисления некоего параметра, который характеризовал бы «эвтектичность» сплава.
Параметр ε показывает относительное отклонение выбранного состава сплава от эвтектического. В идеальном случае он равен единице, а наиболее отдаленные его значения — от 0,7 до 1,4. Близкими к эвтектике значениями следует считать примерно от 0,95 до 1,05.
Кроме температуры плавления и параметра «эвтектичности» на выбор припоя влияет еще один немаловажный критерий — его проба.
Здесь нет такого жесткого требования, как для золота, чтобы проба припоя совпадала с пробой сплава, однако, есть нижний порог, за которым могут возникнуть конфликты с инспекцией пробирного надзора. Этот порог — 60% серебра, т.е., проба должна быть не ниже 600.
Кроме того, от пробы припоя зависит его цвет и стойкость к химическим воздействиям. Исходя из этого, хотелось бы выбрать припои как можно более высокой пробы.
И, наконец, самое важное: что мы собираемся паять? В данном случае речь идет о ювелирных сплавах серебра. О пайке меди, стали и прочих металлов поговорим в другой раз.
Вспоминаем второй завет Бреполя: температура плавления припоя должна быть как минимум на 50 градусов ниже температуры плавления основного сплава (здесь имеется в виду солидус, т.е., начальная точка его плавления).
Для всех ювелирных сплавов ниже 910 пробы солидус равен 779 градусам. Для 925 пробы — 808 градусов, для 916 — 789.
Смотрим в таблицу: первые четыре отпадают из-за слишком высокой температуры, последние четыре — из-за низкой пробы. Начнем с выбора твердого припоя. Для пайки 925 пробы серебра мы можем позволить себе припой с температурой плавления 760 градусов.
По таблице выбираем составы 5 и 10: первый — за пробу, второй — за «эвтектичность». Затем выбираем мягкий припой — просто берем самый низкоплавкий, это состав 23. Средний припой должен иметь температуру около 730 градусов.
Из таблицы лучший вариант, пожалуй, — номер 15.
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 | – | – |
Газовой горелкой
Подобный метод выполнения паяльных работ считается простым и экономичным. Приведем порядок действий.
- Рабочую поверхность деталей из серебряного сплава нужно очистить от загрязнений и оксидной пленки.
- На область пайки наносят тонко и равномерно флюс.
- По линии пайки размещают кусочек серебряного припоя, который отрезают от большого куска при помощи кусачек.
- Небольшой газовой горелкой с направленным пламенем требуется нагревать область пайки с боковой части серебряного изделия. Работу по нагреву поверхностей нужно выполнить так, чтобы поток пламени от газовой горелки не сбивал маленький кусочек припоя.
- По мере образования паяльного шва пламя у газовой горелки слегка увеличивают. Если припоя недостаточно, его в процессе работы можно добавлять.
- После завершения паяльных работ серебряному изделию дают остыть, затем наждачной бумагой зачищают шов от остатков флюса. После этого украшение можно полировать.
Опытные мастера-ювелиры не рекомендуют для ремонта серебряных изделий применять припой, состоящий только из свинца и олова. Этот припой хорош для выполнения экстренного ремонта небольшого изделия, но спустя время в этом месте сделать повторную пайку будет уже очень проблематично – при повторном разрыве такой участок, например, на цепочке, придется вырезать.
Зная этот нюанс, состав серебряного припоя всегда следует уточнять в ювелирной мастерской, если вы не хотите паять изделие серебряного сплава сами и отдаете его в ремонт. Ремонтируя серебряное изделие в домашних условиях, не стоит применять серебряные припои, содержащие в своем составе, помимо других ингредиентов, элементы кадмия, так как выделяемые им пары при нагреве рабочих поверхностей могут вызвать у вас отравление организма.
Какие флюсы подходят
Для образования качественного шва при пайке детали предварительно обрабатывают флюсами. Они убирают слой грязи, оксидов с рабочей поверхности; препятствует процессам окисления расплава; уменьшают поверхностную напряженность жидкого металла.
Благодаря флюсам припойная масса полностью обволакивает необходимые для пайки части деталей, способствует их прочному соединению.
В качестве флюсовой добавки часто применяют насыщенный раствор буры. Готовят его просто:
- В сухой порошок вливают тонкой струйкой дистиллированную воду и греют смесь до прозрачного состояния.
- После остывания из насыщенного раствора выкристаллизовывается осадок.
- Если жидкости над осадком получилось много, ее сливают.
- Остальную массу растирают до состояния густой сметаны.
Полученный таким методом флюс можно использовать в диапазоне температур от 500 до 900 ℃.
При желании подобный флюс можно сделать самостоятельно. Сначала следует прокалить фторид калия на обычном противне. Для этого достаточно прогревания при температуре 250 ℃ на протяжении 4 часов.
Все компоненты нужно аккуратно взвесить, перемешать, расплавить, охладить.
Застывший сплав, расколов на куски, следует тщательно измельчить. Можно взять для этого мельницу. В конечном итоге должен образоваться мелкий порошок, типа пудры.
Для получения однородного флюса порошок нужно просеять и быстро закрыть герметично. Он может поглотить влагу из воздуха, потерять свойства.
При необходимости особо тщательного заполнения всех микрополостей в рабочей зоне применяют флюсы с тетрафторборатом калия, для приготовления которого нужна плавиковая кислота. Получение такого флюса требует специальных условий и навыков. Лучше приобрести готовую смесь.
Плавка припоя
Если вы решили обойтись без старинных рецептов, запасайтесь вот какими материалами:
- емкость с водой;
- древесная смесь с углем;
- бура;
- тигель и железный крюк.
Металлы плавим в тигле, который нужно поместить в горн или нагревать его паяльной лампой. Во время расплавки обязательно добавляем буру. Важно знать и выполнять четкую очередность процесса. Главное – плавить первым делом тугоплавкие металлы, и только потом – легкоплавкие.
Жидкие металлы постоянно перемешиваются в тигле крюком или деревянной палкой. Процесс лучше разделить на два этапа. Тигель с расплавленными металлами вынимают из горна, а металл соединяют с водой. Образующиеся при этом мелкие капли металла высушивают и снова переплавляют, добавив буры.
После окончательного расплавления припой переливаем в форму. Когда он застынет, прокатываем его в полосы.
Важнейшая часть процесса пайки серебром в домашних условиях – переход сплава из жидкого состояние в твердое. Сначала смесь плавится, а затем отливается в ингус.
Подготовка ложки заключается в следующем: на ее дно кладется картон прямоугольной формы, поверх него – пластина, чтобы ее края обворачивали края ложки. Картонные листы тщательно обжимаются, образуя ложе вогнутой формы.
Сортировка шихты проводится на специальных ювелирных весах, проверяется и взвешивается серебряный лом разных проб: 916 и 875, чистое серебро, металл, бура. Шихта делится на равные кучки примерно по двадцать грамм, ее чистят с помощью магнита от примесей железа и стали.
Лом с пробой 875 смешивается с остальными частями. В качестве флюса выступает бура.
Пропорция серебра пробы № 875 и меди составляет ровно 4:1 (три медных пятака и один полтинник), буру добавляют из расчета одна часть на десять частей шихты.
Ингус или другую форму смазывают воском и ставят рядом с горелкой. Дело в том, что расплав ни в коем случае не должен остывать. Поэтому его выливают в хорошо нагретый ингус. Затем форму отправляют под холодную воду для охлаждения. Остывший брусок вынимается.
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 |
Приложение 1 (рекомендуемое). примерное назначение серебряных припоев
ПРИЛОЖЕНИЕ 1 Рекомендуемое
Марка припоя | Примерное назначение |
ПСр 72; ПСр 71; ПСр 62; ПСр50Кд; ПСр 50; ПСр 45; ПСр 40; ПСр 37,5; ПСр 25; ПСр 15; ПСр 10; ПСр 2,5 | Лужение и пайка меди, медных и медно-никелевых сплавов, никеля, ковара, нейзильбера, латуней и бронз |
ПСр 72 | Пайка железоникелевого сплава с посеребренными деталями из стали |
ПСр 72; ПСр 62; ПСр 40; ПСр 25; ПСр 12М | Пайка стали с медью, никелем, медными и медно-никелевыми сплавами |
ПСр 72; ПСр 62 | Пайка меди с никелированным вольфрамом |
ПСр МО 68-27-5; ПСр 70; ПСр 50 | Пайка титана и титановых сплавов с нержавеющей сталью |
ПСр 37,5 | Пайка меди и медных сплавов с жаропрочными сплавами и нержавеющими сталями |
ПСр 40 | Пайка меди и латуни с коваром, никелем, с нержавеющими сталями и жаропрочными сплавами, пайка свинцово — оловянистых бронз |
ПСрО 10-90; ПСрОСу 8; ПСрМО 5; ПСрОС 3,5-95; ПСрО 3-97; ПСрОС 3-58; ПСрОС 2-58; ПСр 2; ПСр 1,5 | Пайка и лужение меди, никеля, медных и медно-никелевых сплавов с посеребренной керамикой, пайка посеребренных деталей |
ПСр 3; ПСр2; ПСр 1,5 | Пайка меди и никеля со стеклоэмалью и керамикой |
ПСр 72; ПСр 70; ПСр 65; ПСр 45; ПСр 25; ПСр 15; ПСр 2 | Пайка и лужение ювелирных изделий |
ПСр 71; ПСр 25Ф; ПСр 15 | Самофлюсующиеся припои для пайки меди с бронзой, меди с медью, бронзы с бронзой |
ПСр 3Кд | Пайка меди, медных сплавов и сталей по свеженанесенному медному гальваническому покрытию не менее 10 мкм |
ПСрМО 68-27-5; ПСрКдМ 50-34-16; ПСр МЦКд 45-15-16-24; ПСр 3; ПСр 2,5 | Пайка и лужение цветных металлов и сталей |
ПСр1 | Пайка и лужение серебряных деталей |
Припои для пайки
Практика показывает, что хорошая пайка серебра обеспечивается серебряными сплавами с содержанием меди и цинка. Естественно, что лучшие результаты достигаются при содержании благородной основы 70-80%, но такие средства достаточно дороги, и их применение ограничивается ремонтом ювелирных изделий.
| Марка припоя | Содержание металлов, % | Температура начала плавления, °С | Температура полного расплавления, °С | |||||
| Серебро | Золото | Медь | Цинк | Кадмий | Никель | |||
| Припои для серебра | ||||||||
| ПСр 80 | 80 | _ | 12,4 | 7,6 | – | – | 780 | 800 |
| ПСр 70 | 70 | _ | 26,4 | 3,6 | – | – | 745 | 765 |
| ПСр 60 | 60 | – | 24,8 | 15,2 | – | – | 700 | 720 |
| ПСр 50 | 50 | – | 50 | – | – | – | 779 | 850 |
| ПСр 50К | 50 | – | 16 | 16 | 18 | – | 650 | 670 |
| ПСр 25 | 25 | – | 40 | 35 | – | – | 745 | 775 |
| ПСр 10 | 10 | – | 53 | 37 | – | – | 815 | 850 |
Видно, что серебряные припои относятся к тугоплавким типам.
Их расплавление обычными бытовыми паяльниками практически нереально.
Такие температуры можно обеспечить применением паяльных газовых горелок.
Для ремонта хорошей серебряной цепочки рекомендуется использовать серебряный припой, содержащий драгоценный металл в том количестве, которое предусмотрено пробой изделия.
Ювелиры часто применяют припои типа ПСр72М28 (серебро – 72%, медь – 28%), ПСр70М26Ц4 (серебро – 70%, медь – 26%, цинк – 4%) или ПСр70М22,4Ц7,6.
Распространенные ошибки
Работа, связанная с паянием деталей, сделанных из серебряных сплавов, требует определенной сноровки и навыков. Если вы впервые самостоятельно решите взяться за ремонт серебряного изделия, то следует обратить внимание на следующие нюансы:
- в процессе работы важно, чтобы соединяемые между собой детали были надежно и неподвижно закреплены на рабочей поверхности;
- напор пламени в газовой горелке должен быть не слишком сильным в самом начале процесса, чтобы пламя не сдувало небольшой кусочек припоя;
- прогрев деталей перед процессом паяния должен быть достаточным, но перегревать их недопустимо;
- все маленькие соединения и миниатюрные детали из серебра паяют паяльником, оснащенным жалом небольшого диаметра и размера для обеспечения аккуратности готовой работы.
Нередко в процессе пайки новички могут по неопытности допускать досадные ошибки. Разберем некоторые из них.
- Если материал припоя обладает густой консистенцией и просто размазывается, а не сам растекается по рабочей поверхности, это означает, что припой разогрет слишком мало. Для расплавления серебряного припоя нужно взять более мощный электропаяльник, разогрев его до требуемой температуры плавления.
- Серебряный припой на рабочую поверхность деталей нужно наносить достаточно, но без избытка. В процессе пайки должен получаться шов немного вогнутого вида. Если серебряного припоя нанесено с избытком, то шов получается выпуклым, и его придется убирать. Такой перерасход припоя нецелесообразен с экономической точки зрения.
Качество готового паяльного серебряного шва определяют не только по его внешнему виду и прочности, но и по оттенку. Визуально хорошая пайка благородного металла имеет выраженный серебристый отлив. Если вы паяли изделие из серебра при низкой температуре, явно недостаточной для выполнения этого процесса, то шов у вас получится с зернистостью по своей структуре, либо такая поверхность будет напоминать губку. И то и другое считается браком, так как надежность такого паяльного шва будет слишком низкой.
Если работы с припоем вы производили с разогревом паяльника или газовой горелки до чрезмерно высоких температур, то серебряный припой будет сожжен. Результатом такой работы может быть полное отсутствие паяльного шва, или этот шов будет очень хрупким.
В следующем видео рассказывается о том, как паять серебро.
Серебряные припои
25.06.2022 // Владимир Трунов
Начну с цитаты из Бреполя: «При изготовлении припоя базой его следует брать эвтектический состав сплава Ag-Cu и добавками цинка понижать температуру плавления. Разность температур плавления основного металла и припоя должна быть не менее 50 °С.»
Что такое «эвтектический состав сплава»? Я уже упоминал в статье «Температура плавления сплавов Ag-Cu-Zn» термины «ликвидус» и «солидус».
Повторю: ликвидус — это температура полного расплавления сплава при его нагревании, а солидус — температура полного затвердевания сплава при его охлаждении.
У чистых металлов эти температуры совпадают, и при достижении точки плавления температура металла остается постоянной, пока он полностью не перейдет в жидкое состояние. У сплавов в общем случае существует промежуток температур, в котором он уже не твердый, но еще не жидкий.
Нижняя граница этого промежутка — солидус, верхняя — ликвидус (от слов «твердый» и «жидкий»). Однако, при определенном сочетании компонентов сплав ведет себя, как единый металл: точки солидуса и ликвидуса совпадают. Это сочетание и называется эвтектическим.
Для тройных сплавов Ag-Cu-Zn эта интересная для нас точка превращается в линию, которая жирно и красно выделена на уже знакомой вам диаграмме изотерм ликвидуса. Вдоль этой линии как раз и располагаются наиболее подходящие для припоев сплавы. Подходящие — сразу в нескольких смыслах:
Для тройных сплавов Ag-Cu-Zn эта интересная для нас точка превращается в линию, которая жирно и красно выделена на уже знакомой вам диаграмме изотерм ликвидуса. Вдоль этой линии как раз и располагаются наиболее подходящие для припоев сплавы. Подходящие — сразу в нескольких смыслах:
- они содержат минимальное количество цинка, необходимое для данной температуры плавления;
- они плавятся без промежуточного кашеобразного состояния, что обеспечивает чистоту и однородность шва;
- они имеют равномерную мелкозернистую структуру, которая гарантирует прочность и пластичность соединения.
Вот почему Бреполь и советует брать за базу эвтектический сплав, ничего, правда, при этом не объясняя. Мол, если не лаптем щи хлебаете, разберетесь сами.
Сортамент
Для пайки выпускается серебряный припой проволока диаметром от 0,15 мм. Максимальная толщина расходного материала 6 мм. Шаг в размерах до 0,4 мм составляет 0,05 мм, от 0,6 мм до 2 мм разница в сечении стоящих рядом прутков 0,2 мм. Наибольшие размеры 4 – 6 мм идут целым числом.
Ограничение по минимальному сечению имеет проволока серебряная с содержанием свинца и сурьмы более 50%. Цифра берется суммарная, если оба вещества имеются в составе. Припой выпускается от размера 0,5 мм.
Серебряный припой выпускается в не отожженном виде. Отжиг может производиться для проволоки диаметром от 2 мм и более по договоренности с заказчиком. На технические характеристики пайки термообработка не влияет. Пруток становится мягче, пластичнее, лучше укладывается плотными рядами при намотке на катушку.
Припой ПСр до 0,5 мм наматывается на катушки. Свыше этого сечения сматывается в мотки. Максимальный вес упаковки проволоки 6 мм – кг. Намотка должна состоять из одного цельного куска без спайки и соединений другими способами.
Для бытового использования продаются катушки с массой проволоки:
- 200 гр до Ф 0,35 мм;
- 300 гр до Ф 0,60 мм;
- 500 гр весит прокат диаметром 0,8 мм;
- до диаметра 1,6 мм вес припоя в мотке 1600 гр.
Любители используют в основном припой малого диаметра. 200 – 300 гр расходного материала достаточно, чтобы несколько лет паять и лудить дома платы и ювелирные изделия. Большие мотки подходят для производственных работ.
Полосы для пайки выпускаются толщиной от 0,1 мм до 5 мм. Ширина материала 5 – 200 мм. Длин может быть нормированной и свободной. В пачки собирают полосы одного размера.
Чем пайка лучше сварки
Соединение деталей из нержавеющей стали выполняется двумя методами: аргонной сваркой и пайкой твёрдым припоем. Если первый способ недоступен, альтернативой будет пайка. Главный плюс этого способа — в ненужности дорогостоящего промышленного аргонно-сварочного оборудования.
Пайка нержавейки серебряным припоем доступна в условия гаража и домашней мастерской. Для нередких случаев это дешевле и проще. Но и тут не всё гладко. Нержавейка — металл особый, мягким припоем его не взять. Для надёжной пайки понадобятся:
Всё правильно, серебро плавится при значительно меньшей температуре. Высокая температура горения необходима для быстрого прогрева металла и уверенного поддержания требуемого уровня тепла. Делает пайку нержавейки серебряным припоем качественной, распределение расплава равномерным, гарантирует его проникновение и растекание под действием капиллярного эффекта. И создаёт условия для выполнения ответственных соединений, которые будут работать под нагрузкой и давлением много лет.
https://www.youtube.com/watch?v=P3tqCMbUAaM
Таблица 1. Температура плавления металлов и припоев
Металл | Температура плавления |
Серебро | 962°C |
Нержавеющая сталь | 1300-1500°C |
Медь | 1080°C |
Олово | 231,91°C |
Латунь | 880-950°C |
