Андрей Смирнов
Время чтения: ~16 мин.
Просмотров: 1

Как в домашних условиях запаять серебряную цепочку

Особенности

При работе с металлами в наши дни широко применяется технология так называемой ступенчатой пайки

Важно учитывать, что подобный процесс имеет ряд очень важных нюансов, и поэтому его реализация требует соответствующих знаний, навыков и внимания. Один из ключевых моментов заключается в том, что часть сплавов, в состав которых входит серебро, характеризуется довольно высокой температурой плавления

В итоге благодаря именно этому свойству серебряный припой способен обеспечить максимальную прочность и высокое качество получаемого соединения.

Стоит отметить, что припой с серебром в чистом виде встречается крайне редко. Это обусловлено прежде всего высокой стоимостью данного расходного материала, представляющего собой цветной сплав. Помимо этого, составы с другими примесями на практике оказываются более эффективными. Чаще всего в качестве дополнительных компонентов используются цинк, никель, свинец, а также медь.

Главные свойства и эксплуатационные показатели описываемого материала для качественной пайки напрямую зависят от концентрации драгметалла в его составе. Исходя из этого можно выделить следующие важные моменты:

  • если концентрация Ag превышает 50%, то сплав будет более пластичным, что само по себе определяет его устойчивость к нагрузкам;
  • примеси других компонентов даже в концентрации 5-15% способны существенно влиять на свойства сплава, что, в свою очередь, ощутимо расширяет сферу его применения.

Все возможные варианты сплавов для пайки перечислены в соответствующем ГОСТ 19738-74. А также в технической документации можно найти таблицы марок припоя, в которых содержится информация о концентрации всех компонентов сплава. Кстати, опытные мастера утверждают, что существенно сократить финансовые затраты позволяет самостоятельное изготовление припоя с содержанием серебра и других примесей.

Сравнивая с оловом, говоря о достоинствах серебросодержащих сплавов для пайки, стоит выделить следующие ключевые моменты:

  • повышенная текучесть, существенно упрощающая весь процесс за счет равномерного распределения материала по поверхности;
  • максимальная прочность получаемых соединений, которые способны выдерживать повышенные нагрузки;
  • устойчивость к коррозии даже при длительном воздействии влаги, обеспечиваемая присутствием в сплаве именно серебра;
  • универсальность, благодаря которой описываемые разновидности припоев широко используются во многих сферах для качественного спаивания разных металлов и их сплавов;
  • минимальное сопротивление электротоку, позволяющее применять такой припой при монтаже электрических схем и оборудования.

Изучая физико-химические свойства серебросодержащего припоя, стоит учитывать, что Ag далеко не всегда играет роль основного компонента сплава. Параллельно с увеличением концентрации драгметалла повышается прочность создаваемых в процессе пайки соединений. При этом одной из главных характеристик будет температура плавления

Кстати, при выборе сплава важно помнить, что в некоторых случаях данный показатель может достигать отметки в 600 градусов

Особые эксплуатационные качества сплава определяются сочетанием его составных частей. Чаще всего можно встретить припой, в котором содержится:

  • 30% серебра;
  • 20% меди;
  • 16% цинка;
  • 33% кадмия.

Важный момент – это присутствие кадмия, свидетельствующее о хрупкости сплава. Исходя из этого можно сделать вывод, что подобный материал не используют в производстве изделий, подвергаемых переменным нагрузкам. Повышение доли серебра до 50% позволяет ощутимо улучшить текучесть сплава в разогретом состоянии.

Как паять

Для пайки понадобятся паяльник с оловоотсосом, флюс для устранения окислов – любой состав, альтернативный канифоли, но хорошо смываемый водой. При высокотемпературном виде пайки понадобится горелка, но для проведения низкотемпературных процессов подходит паяльник. В качестве припоя берётся проволока, продающаяся в бобинах и мотках, она же содержит флюс, кроме того, потребуются пассатижи и нож. Перед работой с рабочего места нужно убрать всё лишнее, установить нормальное освещение. Для мусора и мелких отходов можно взять любую неглубокую ёмкость.

Следует отметить, что в домашних условиях пайка должна осуществляться быстро, поскольку часто требуется дополнительная зачистка из-за обугливания флюса, делающего припой текучим. Но пока он полностью не затвердеет, трогать соединяемые детали нельзя.

Как паять металл правильно – дадим несколько рекомендаций:

  • Перед пайкой соединяемые части должны быть очищены. Для хорошей адгезии их можно залудить.
  • При плавлении проволоки или прутков содержащийся в них защитный флюс начнёт выделяться и выполнять свои функции по разрушению окисла.
  • Олово помещается на деталь лёгким касанием, оно должно образовать тонкий слой на нужном участке.
  • При работе для снижения воздействия температуры на деталь её удерживают пинцетом в качестве теплоотвода.
  • Паяльник нельзя длительное время держать в месте припоя.
  • Необходимо следить за чистотой наконечника паяльника и своевременно очищать его от нагара абразивным полотном или напильником.

Обеспечив нагрев и расплавление, нужно закрепить поршень устройства и, поднеся его носик к контакту, нажать кнопку фиксатора. Расплавленный припой окажется внутри цилиндрической ёмкости оловоотсоса.

Специалисты, имеющие опыт работы с оловянным припоем, рекомендуют выбирать состав с минимальным включением свинца и точно подбирать температуру плавления, ведь от этого зависят текучесть олова и качество полученных соединений.

Наглядный обзор различных припоев и их тестирование представлено в следующем видео.

Свойства среднеплавких сплавов

Серебряный припой обладает высокой прочностью, устойчив к коррозии в агрессивных средах, обладает низкой температурой плавления, высокой теплопроводностью. При работе он полностью заполняет зазор между спаиваемыми деталями и хорошо ложится на металлическую поверхность.

При работе нужно следить, чтобы припой полностью заполнил зазор между деталями.

Сплав из 28,5% меди марки ПСр-72 имеет высокую пластичность. Работая над созданием припоя своими руками, следует помнить, что температура его плавления с медью снижается при легировании литием. Полученный сплав используется для спаивания стальных материалов, устойчивых к действию коррозии. Для снижения температуры расплавления припоя в него добавляют олово в количестве от 35 до 70%. Полученный сплав позволяет паять различные материалы, избегая образования трещин.

Соединение с другими металлами

К соединению двух разных металлов, к примеру, к пайке меди с нержавейкой, надо подходить с позиции изучения их свойств. Металлы имеют разные температуры плавления, поэтому процесс пайки считается одним из сложных.

Соединение меди и нержавейки в домашних условиях включает обработку заготовок, лужение кромок и непосредственно сам процесс пайки.

При этом необходимо отметить, что и нержавейку можно паяльником или горелкой. Первый инструмент является маломощным, поэтому с твердыми припоями он работать не может.

Паяльник также не используют для пайки больших площадей соприкосновения из-за длительности процесса. К тому же флюс будет окисляться еще до того, как успеет полностью прогреться.

Кстати, при выборе припоя надо обратить внимание именно на прутки из латуни. Это в первую очередь самый распространенный материал для пайки нержавеющей стали, его можно использовать даже в соединении без флюса

Надо учитывать, что латунь по многим параметрам уступает серебру. Зато она дешевле. Использовать ее надо только для пайки простых неответственных соединений.

Чтобы получить соединения высокой прочности, лучше взять медно-фосфорный припой. Он дороже, но это гарантия высококачественного спаивания. Но лучше всего – серебряные сплавы.

Процесс пайки меди или латуни с нержавейкой ничем от других не отличается. Надо зачистить кромки двух металлов, обезжирить их, провести лужение каждой кромки по отдельности.

Далее на рабочем столе надо уложить две заготовки так, чтобы между ними остался зазор не более 3 мм. Наносят флюс, разогревают, а затем в зону пайки подают припой.

Он должен расплавиться и растечься по границе заготовок. Как только зазор будет полностью заполнен, пайка прекращается. Остывают металлы естественным путем. Остатки флюса смывают водой.

Что такое канифоль и для чего она нужна

Что такое канифоль? Канифоль — это вещество, которое добывают из смолистой густой массы — выделяемый сок из деревьев хвойной породы. Как правило, она сочится из сосновых деревьев, ее собирают, а затем очищают. Добытый материал выпаривают из сырой смолы. Встречается канифоль елового, кедрового и пихтового происхождения.

Еще встречается промышленная канифоль. Для ее изготовления используют измельченное дерево. На его основе готовится экстракт с добавлением органических растворителей. Также используют перегонку сырого таллового масла.

На прилавках магазинов встречается жидкая канифоль. Это более удобный вариант. Получается благодаря добавлению спирта или ацетона, в котором твердая канифоль растворяется.

Для чего нужна канифоль? Выделим следующие варианты применения материала:

  • чтобы клеить бумажные изделия;
  • в качестве компонента для создания каучука, резины, искусственной кожи и многого другого;
  • канифоль для пайки используют, чтобы выполнить лужение и удалить оксиды с поверхностей металлов;
  • для натирания смычков для скрипок, виолончелей, альтов и многих других, балеток, чтобы избавиться от скольжения;
  • в некоторых видах спорта в качестве порошка;
  • чтобы защитить деревянную поверхность от влаги;
  • чтобы натирать бильярдный кий;
  • для изготовления лаков, чтобы увеличить их текучесть.

Чем можно заменить канифоль при пайке? Есть определенные требования к таким материалам. Они обязаны удалять оксидный налет при пайке, чтобы предотвратить окисление и улучшить распределение припоя. Замена канифоли должна соответствовать следующим требованиям:

  • невысокая температура плавления;
  • отсутствие растекаемости вне непосредственного воздействия;
  • хорошо расплавляется при контакте с паяльником;
  • способность растворять оксиды;
  • легко удалить после работы;
  • неспособность вступать в реакции с металлами и припоем.

Под вышеуказанные требования подходят аспирин, электролит из батарейки, смола, янтарь, жир, любая кислота, кроме концентрированной серной и азотной.

Чем паять серебро в домашних условиях?

Пайка любых металлов требует знаний о физико-химических свойствах материала. Серебро плавится при температуре 960ºС, это среднее значение для металлов, применяемых при изготовлении ювелирных изделий. Для примера, температура, необходимая для достижения точки плавления меди — 1083ºС, а для золота — 1063ºС.

Сплавы, содержащие серебро, имеют разную температуру плавления. Точные значения указаны в специализированных справочниках. В частности, ПСр-25, ПСр-10, ПСр-12. Серебряные припои маркируются последовательностью букв и цифр. Цифровые значения соответствуют процентному содержанию серебра в припое.

Подготовка паяльника к работе и зачистка поверхности: а — нагревание паяльника паяльной лампой, б — способы крепления паяльника на паяльной лампе, в — подставка для паяльника, г — облуживание паяльника на кирпиче.

В современном производстве припои, содержащие серебро, являются важным, неотъемлемым компонентом технологического процесса, так как сварные швы, спаянные серебряным припоем, гарантируют прочность, высокую плотность и устойчивость к коррозии. Антикоррозийность следует признать самым значимым качеством. При повышении требований к прочности и устойчивости к коррозии необходимо использовать припои с повышенным содержанием серебра. В некоторых случаях применяется пайка припоем с 70%-м содержанием серебра.

Припой для серебра приобретается в специализированных магазинах. Предпочтительно пользоваться припоем тугоплавким (температура плавления выше 240ºС), использовать сплав с маркировкой ПСР2 и ПСР-2,5 или применить специализированную пасту для пайки.

Также можно изготовить припой своими руками. Применяются серебряно-медно-цинковые и серебряно-медно-кадмиево-цинковые припои. Наиболее оптимальный состав — 45% серебро, 25% медь, 30% цинк. Компоненты плавятся в муфельной печи под флюсом. Готовая смесь выливается на подложку, после остывания сплав пропускается через вальцовочный станок, до получения листочков толщиной примерно 0,5 мм. При пайке используют полоски шириной 1-3 мм, от которых отрезаются кусочки требуемой длины.

Не рекомендуется использовать дома составы, содержащие кадмий, так как пары кадмия вызовут проблемы со здоровьем. В процессе пайки место соединения подвергается воздействию атмосферного воздуха. Для предотвращения окисления и других негативных реакций применяют флюс (колофоний). Во время расплавления припоя флюс равномерно распределяется по поверхности металла и изолирует область сварки.

Приемы пайки: а — пайка открытого шва молотковым паяльником, б — подогревание спаиваемых поверхностен электрическим утюгом, в — пайка листового металла, г — пайка проводов, д — спаивание труб торцовым паяльником, е — способ запайки отверстий в трубах, ж — облуживание концов провода.

Дома можно использовать простой флюс для пайки серебряных сплавов — смесь равных долей буры (тетрабората натрия) и поташа. Поташ можно заменить пищевой или технической содой. Иногда добавляют 1/10 поваренной соли. Бура представлена водным раствором, и ее требуется просушить. Сушится она на конфорке кухонной плиты в сосуде типа фарфоровой химической емкости или чашки для выпаривания. Сушится на несильном огне.

Горячая бура образует пузыри, которые протыкаются металлическим стержнем для разрушения, масса должна оставаться в таре. После окончания процесса выпаривания буру немедленно снимают с огня, чтобы не допустить плавления. После остывания полученные кристаллы растирают в ступке и смешивают с поташем.

После окончания пайки с поверхности отремонтированного изделия флюс удаляют с помощью нагретого слабого раствора кислоты. Для чернения применяют горячий раствор серной печени. Серная печень — смесь полисульфидов натрия или калия, изготавливается сплавлением поташа или соды (две меры) с серой (одна мера). Готовую серную печень нужно хранить в герметичной сухой таре, непосредственно перед употреблением готовят раствор, так как он сохраняет свои свойства в течение 24 часов. Насыщенность раствора зависит от необходимого результата и подбирается индивидуально.

Для соединения мелких ювелирных деталей используют газовую горелку. Подобная определенность при выборе главного инструмента связана, прежде всего, с удобством: для работы газовой горелкой потребуется лишь обычный газовый баллончик, да и качество выполненной работы порадует.

Как пользоваться?

Невзирая на кажущуюся простоту, важно знать, как правильно пользоваться паяльником. Весь процесс пайки с применением в качестве флюса любой из разновидностей канифоли в общих чертах можно представить следующим образом:

  • тщательная очистка спаиваемых поверхностей (механическая), если речь идет о схемах, то требуется убрать с платы частицы мусора и пыль;
  • разогрев паяльника;
  • прогрев места пайки;
  • обработка жала паяльника флюсом (канифолью);
  • обработка канифолью соединяемых поверхностей;
  • лужение с припоем;
  • непосредственно само соединение и покрытие стыка припоем;
  • охлаждение спайки.

Опытные специалисты настоятельно рекомендуют обращать внимание на несколько важных моментов

Канифоль с учетом ее характеристик имеет способность, растворяя пленки оксидов, частично восстанавливать последние до состояния металла. Данная функция актуальна при наличии существенных загрязнений соединяемых поверхностей.
Несмотря на то что температура размягчения описываемого флюса составляет 55-70 градусов, рекомендуется разогревать его до 100-130 градусов.

Необходимость и степень прогрева спаиваемых поверхностей определяется в первую очередь их размерами. При соединении проводов небольшого сечения или при монтаже схем данный шаг можно смело пропустить. Однако стоит учитывать, что на холодной поверхности канифоль и припой очень быстро остынут. В итоге будет тяжело добиться растворения окислов и необходимого растекания металла.
При первом или редком использовании паяльника перед началом работы по его жалу нелишним будет пройтись металлической щеткой или же мелкой наждачкой. Однако подобные меры будут актуальными в самых крайних, запущенных случаях. Чаще всего достаточно просто хорошо прогреть инструмент, качественно обработать жало канифолью и покрыть припоем (залудить). После незначительного перерыва в работе лужение жала не понадобится
Его можно просто опустить в канифоль и начать паять.

Особое внимание следует уделить подготовке поверхностей

В процессе предварительного прогрева, если таковой необходим, важно принимать во внимание как размеры соединяемых элементов, так и габариты жала паяльника
Предварительно поверхности надо жестко зафиксировать в том положении, в котором они будут спаиваться. Затем они при необходимости прогреваются и покрываются канифолью

Следующий шаг – это непосредственно нанесение расплавленного припоя и монтаж. После останется остудить место спайки, и смыть остатки флюса.

Отдельно есть смысл рассмотреть использование припоя с канифолью. Речь идет о прутках, смотанных в небольшие бухты. Они представляют собой тоненькие оловянно-свинцовые трубки, внутри которых находится канифоль. В процессе пайки такие прутки используют в качестве присадочного материала. На начальном этапе паяльником разогревают соединяемые элементы, а потом вводят трубку припоя с канифолью в зону пайки. Шов лудится одновременными движениями присадки и паяльника. Стык равномерно покрывается плавящимся припоем одновременно с флюсом, что само по себе существенно ускоряет и упрощает весь процесс.

Подобный способ актуален в тех случаях, когда отсутствует необходимость в предварительной обработке соединяемых деталей. Выполняя описываемые работы, следует всегда помнить о технике безопасности

Важно учитывать, что процесс пайки неизбежно связан с несколькими вредными факторами. Одним из ключевых моментов в данном случае можно назвать потенциально опасные испарения (канифольный дым, пары олова и свинца)

Настройка технологических параметров

Для получения качественных , необходима настройка технологических параметров паяльной линии. Во-первых, формой и ориентацией сопла формируется гребень волны оптимального профиля, во-вторых, движущаяся над ванной плата располагается под некоторым углом к поверхности расплава.

Правильно выбранные параметры процесса позволяют избежать брака в виде перемычек между токоведущими дорожками и наплывов (сосулек) на выводах деталей.

Для этой же цели может использоваться технология пайки двойной волной. В этом случае, первая волна припоя имеет турбулентный характер, что позволяет лучше смачивать паяемую поверхность и проникать припою в монтажные отверстия платы.

Вторая волна, имеющая более плавное ламинарное течение, смывает огрехи в виде лишних капель и наплывов припоя, формируя при этом окончательную геометрию гантелей.

Пайка волной не всегда автоматизирована. Например, на многих сборочных конвейерах Китая и других стран Азии, установка деталей на плату, последующая обработка флюсом и обмакивание платы в ванну с припоем выполняют люди.

При этом плата берётся руками посредством специального захвата и обмакивается в ванну жидкого припоя.

Что такое серебряный припой?

Серебряный припой – дело особое и требующее специального внимания. Дело в том, что он великолепно подходит для так называемой ступенчатой пайки, которая относится к современным технологиям работы с металлами.

Некоторые серебряные сплавы выдерживают очень высокую температуру – вплоть до 600°С. Именно это свойство и объясняет высокое качество пайки с такими сплавами.

Чистые серебряные припои, конечно используются, но только в ювелирном деле, что вполне понятно.

Сертификат на мягкие припои.

Свойства сплавов зависят, прежде всего, от доли серебра. Если, например, его содержание выше 50%, сплав становится пластичным и устойчивым к значительным нагрузкам. Все возможные варианты серебряных сплавов изложены в специальном стандарте – это ГОСТ 19738-74 «Припои серебряные».

Отличный вариант для экономии средств – домашнее производство серебряного сплава для пайки своими руками, которое мы также разберем.

Чем паять?

На практике опытные мастера выполняют паяльные работы для соединения изделий из серебряных сплавов с применением припоя, состоящего из цинка и меди, но, помимо них, в припое должно содержаться как минимум 75-85% чистого серебра. Такой припой с серебром по своей себестоимости выходит довольно дорогим, поэтому его применяют только для локальных мелких ювелирных ремонтных работ.

Если требуется выполнить техническую пайку радиодеталей, у которых поверхность покрыта серебрением, то применяют другой, более дешевый вод припоя, в котором содержание серебра не превышает 25%.

Для проведения работ по соединению деталей из серебряного сплава потребуются специальные приспособления и припои.

Оборудование

Чтобы начать выполнение паяльных работ, поверхность деталей из серебряного сплава нужно очистить от различного вида загрязнений. А также потребуется подготовить необходимые для работы инструменты и материалы.

  • Поверхность из огнеупорного материала. Это может быть асбестовая ткань или огнеупорный кирпич, который можно заменить обычным.
  • Паяльник либо небольшая газовая горелка с направленным пламенем. Иногда может потребоваться и специальная муфельная печь, в которой расплавляют серебро.
  • Припой с содержанием серебра и флюс для серебряных поверхностей.
  • Раствор кислоты для травления серебра.
  • Пинцет, кусачки, щипцы из меди, кисточка, кусочек ткани.

Для работ, связанных с паянием серебряных сплавов, нужно выбрать помещение, оборудованное хорошей стационарной мощной вытяжкой, или же должен быть доступ приточного воздуха, необходимого для проветривания. Такие требования объясняются тем, что работа в процессе паяния серебра связана с токсичными для здоровья человека компонентами, выделяющимися при очистке серебряной поверхности флюсом или при травлении серебра кислотой.

Припои

Предназначенные для паяния серебряных сплавов припои имеют высокую стойкость к коррозии и обладают повышенной степенью прочностью. Маркируют такие припои с помощью буквенно-цифрового обозначения, где цифра обозначает то, сколько в процентном соотношении содержится в составе припоя чистого металла серебра. Чтобы пайка в месте соединения деталей получилась прочной, мастера применяют припои, которые плавятся при температуре, превышающей 240ºС.

С этой целью используют специальную пасту с серебром, а также припой марок ПСР2 или ПСР2,5. В ювелирных мастерских для ремонта серебряных украшений используются припои, в составе которых содержится медь и серебро, причем серебра там может быть более 70%. Есть марки припоя, в составе которых содержатся серебро, медь и цинк. В этом случае 70% состава занимает серебро, затем до 25% медь, а доля цинка не превышает 5%.

Специальные припои с содержанием в них чистого серебра можно делать и самостоятельно, если для этого имеются все необходимые ингредиенты. В некоторых составах, пригодных для технических работ или для пайки радиодеталей, серебра может содержаться всего 25-45%, а остальная часть поровну будет делиться между медью и цинком. Чтобы изготовить такой припой, в муфельную печь складывают все ингредиенты: серебро, цинк и медь. В печи при высокой температуре ингредиенты полностью расплавляются и смешиваются, затем готовый сплав разливают на специальную жаропрочную подложку и дают ему застыть. Готовый брусок серебряного сплава пропускают через вальцовочный станок и делают тонкие пластинки припоя небольшого размера, удобные для дальнейшего использования.

Для удаления с поверхности спаиваемых между собой деталей оксидной пленки потребуется применить флюс. Этот компонент нужно ровным слоем разместить в области будущей пайки. Флюс очистит и закроет рабочую поверхность благородного металла от воздействия на него кислорода. Для пайки изделий из серебряных сплавов флюс можно сделать и самостоятельно, смешав в равных частях порошок поташа и буры. Если поташ отсутствует, его заменяют содой – технической или обыкновенной пищевой. В виде флюса можно применять и слабый раствор кислоты, но для эффективности использовать его нужно только в теплом виде.

Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Степан Волков
Наш эксперт
Написано статей
141
Ссылка на основную публикацию
Похожие публикации