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

Пайка нержавейки твердыми припоями

Пайка своими руками

Стоит отметить, что пайка нержавеющей стали в домашних условиях с применением оловянного припоя — это не такое уж частое явление. Поскольку сама технология пайки сложна и редко применяется в быту. Но порой домашнему мастеру все же приходится столкнуться с необходимостью пайки нержавейки. Это может быть просто мелкий ремонт. Что делать в таких случаях?

Прежде всего, ознакомьтесь с обучающими материалами и видео. Они помогут лучше понимать всю суть работы с нержавеющей сталью. Так вы сможете избежать большинства ошибок и добиться более-менее достойного результата. А мы, в свою очередь, кратко расскажем вам, как выполнять пайку и что нужно учесть.

Инструменты

Работа начинается с инструмента. Без него вы просто не сможете выполнить пайку. Конечно, некоторые инструменты можно сделать своими руками из подручных средств, но мы все же рекомендуем приобрести качественный инструмент в магазине.

Итак, для пайки вам понадобится:

  • Электрический паяльник, работающий от стандартной сети в 220В. Его мощность должна быть не ниже 100Вт, а лучше еще больше.
  • Конечно, флюс типа «бура». Пастообразный или жидкий. А также кисточка для его нанесения.
  • Наждачная бумага, напильник или шлифмашинка.
  • Металлический припой, изготовленный из чистого олова или смеси олова со свинцом.

Необязательно, но рекомендуется держать при себе стальной трос и небольшую металлическую трубку. Позже вы узнаете, зачем нам нужны эти компоненты.

Технология пайки

Теперь перейдем к технологии пайки. Еще раз повторим, что мы рассказываем о пайке на дому, а не в условиях промышленного цеха.

Для начала зачистите поверхность металла. Для этого используйте наждачку, шлифмашинку или напильник. Удалите все пятна, загрязнения, следы или масла или краски, очаги коррозии. Если это не сделать, качество сварки сильно ухудшится. Швы будут дефектными, и ваша работа пойдет насмарку.

После того, как вы тщательно подготовили поверхность деталей, нанесите флюс. Чтобы нанести флюс для пайки нержавейки используйте небольшую кисточку. Наносите флюс равномерным не толстым слоем. Флюс не только защитит сварочную зону от окисления, но и обеспечит качественное лужение. Об этом мы поговорим далее.

После нанесения флюса на будущую зону сварки, необходимо выполнить лужение. Луженое — это процесс, при котором тонкий слой олова наносится на металлическую поверхность. Этот процесс необходим для дальнейшей пайки. У новичков часто не получается с первого раза правильно выполнить лужение. Это не страшно. Вы можете нанести второй слой, предварительно прогрев детали до невысокой температуры.

Вы прогрели детали, снова попытались выполнить лужение, но ваши попытки не увенчались успехом? У многих сварщиков припой просто скатывается вниз, вместо того, чтобы образовывать тонкий слой на поверхности металла. Здесь-то нам и понадобится стальной трос и металлическая трубочка. Из этих двух компонентов можно сделать простейшую металлическую кисть.

Чтобы ее изготовить, трос должен быть того же диаметра, что и трубочка. Трос продевается в трубочку и на одном конце разматывается до образования своеобразной «косточки». С помощью такого приспособления выполняется зачистка металл. Да, вы используете эту «кисть» вместо наждачной бумаги или напильника. Как показывает практика, применение такого нехитрого приспособления эффективнее всего очищает поверхность металла. А ведь от этого во многом и зависит лужение. Многие просто недостаточно тщательно очищают поверхность, из-за чего не удается покрыть металл оловом.

Только после того, как все эти этапы выполнены, можно приступать к самой пайке деталей. Здесь уже все гораздо проще. Припой подается в сварочную зону одной рукой. В другой руке нужно держать паяльник и двигать его синхронно с припоем, равномерно заполняя стык между двумя деталями.

Особенности

Во время работ вы наверняка столкнетесь с некоторыми трудностями. Например, при медленной пайке в составе нержавейки могут сформироваться карбидные соединения. Качество шва ухудшится, а вероятность образования дефектов увеличится. Чтобы избежать этих проблем выполняйте пайку быстро и уверено. Не медлите и не останавливайтесь подолгу на одном этапе.

Также рекомендуем после пайки прокалить деталь в печи. Так карбидные соединения точно не смогут образоваться в составе нержавейки.

Можно ли спаять нержавеющую сталь с помощью меди?

Для начала нужно сказать, что данный процесс имеет повышенный уровень сложности выполнения. Но, несмотря на это, спаять нержавеющую сталь с помощью меди возможно. Чаще всего соединения подвергаются детали из одного металла, то есть если соединять детали только из нержавейки или только из меди качества шва будет высоко. Но рано или поздно возникнет ситуации, когда нужно спаять эти два материала между собой и в этом случае приходится уступать качеству итогового результата.

Для выполнения данной манипуляции были созданы специальные припои, с их помощью удается создать соединения достаточно высокой прочности и ее вполне хватает для того, чтобы использовать вещь в стандартном режиме. Если при пайке какого-либо другого материала отсутствует обязательная необходимость использования флюса, то здесь требуется полное проведения подготовительных процедур, вплоть до лужения.

Как и любой другой способ пайки, данный имеет свои преимущества и недостатки. Для начала стоит рассмотреть плюсы применения:

  • с помощью этого метода пайки моно решить достаточно сложные технологические задачи;
  • альтернативы этому способу, которая бы позволяла соединить медь с нержавеющей сталью на таком же уровне, просто нет;
  • непосредственно сам процесс пайки не занимает много времени, для его выполнение не требуется наличие инструментов узкой специализации, вполне достаточно будет обычной горелки;
  • современные технологии позволяют создавать припои, которые достаточно хорошо справляются с соединением разнородных металлов;
  • спаять нержавеющую сталь с медью можно как в промышленных масштабах, так и в бытовых условиях.

Минусы:

  • качество итогового результата находится на достаточно низком уровне относительно других методов пайки;
  • возникают определенные сложности при подборке нужного вида припоя;
  • используемый флюс очень быстро подвергается процессу окисления, поэтому начинать паять нужно  сразу же, не затягивая действие температурной обработки;
  • в большинстве случаев для пайки используется «легкий» припой, что значительно повышает сложность процедуры из-за того, что появляется необходимость в четкой настройке используемого температурного режима.

Припои для драгоценных металлов

Основным материалом при пайке является припой, специальный расплавляемый сплав. Ювелирные припои имеют в своём составе драгоценные металлы.

Классификация этих сплавов осуществляется по температурной шкале их плавления. Сплавы для пайки, применяемые в ювелирном деле, обычно плавятся при температуре от 650 до 1000 ℃.

Эти относительно высокие значения температур и определяют газопламенное оборудование в качестве основного в ювелирной пайке.

Электрический паяльник не в состоянии обеспечить нагрев до такой степени. Условно припои делятся на мягкие и твёрдые. Чем ниже температура плавления такого сплава, тем он мягче, и наоборот.

Выбор сплава для ювелирной пайки представляет особую важность и должен осуществляется индивидуально к каждому изделию. Важнейшим критерием в этом вопросе является цвет изделия

Дело в том, что в зависимости от пробы металла, из которого изготовлено украшение, а также состава добавок, применённых в сплаве, цвет материала может иметь различные оттенки.

Очевидно, что при пайке ювелирных изделий, цвет применяемого сплава должен совпадать с цветом основного материала, в противном случае, работа может быть признана браком.

С этой целью, сплав, использующийся для ювелирной пайки золотых и серебряных изделий должен иметь ту же пробу, что и материал изделия, а также по возможности близкий состав.

Готовить самому или купить

Припои могут приобретаться в готовом виде, либо готовятся самостоятельно. При самостоятельном изготовлении сплавов для ювелирной пайки, необходимые компоненты в нужных пропорциях помещаются в тигель и расплавляются пламенем газовой горелки.

Весовые доли компонентов должны быть выверены очень точно, для чего обычно используются тонкие аптекарские весы. После расплавления и перемешивания всех составляющих, из жидкого расплава отливаются прутки, для чего используются специальные формы.

Многие мастера, для удобства последующей ювелирной пайки, раскатывают прутки в тонкие пластины и нарезают их на кусочки.

Состав

Для пайки изделий из золота используют золотой сплав, для – серебряный. В соответствии с различными стандартами, принятыми в разных странах, при изготовлении ювелирных украшений используются драгоценные металлы разных проб.

В продаже можно найти по несколько видов припоя каждой имеющей распространение пробы, которые отличаются друг от друга по составу и соответственно, по цвету.

Кроме пробы и цвета, сплавы, применяемые для ювелирной пайки должны обладать специфическими качествами, которые обеспечиваются введением в них особых добавок, иногда не содержащихся в соединяемых металлах. Например, в золотые припои могут включаться серебро, медь, цинк и кадмий.

Кроме этого, серебро ослабляет желтизну оттенка золотого сплава. Введение меди напротив, повышает тугоплавкость и твёрдость припоя и добавляет красноватые тона в его окраску.

Добавление в припой кадмия и цинка снижают твёрдость, но при этом, первый придает изделию зеленоватый оттенок, второй же, ослабляет интенсивность окраски сплава.

Кроме названных компонентов, золотой ювелирный припой может содержать никель и палладий, которые придают сплаву белый цвет. Припои, содержащие эти элементы, используются для пайки ювелирных изделий из белого золота и платины.

К припоям для пайки серебряных изделий не предъявляются столь жёсткие требования в части пробы, как к золотым. Серебряные припои изготавливаются с содержанием меньшего количества компонентов, чем сплавы для пайки золота. Кроме самого серебра, в серебряном припое обычно присутствует либо только медь, либо медь с цинком.

Пайка нержавеющей стали в домашних условиях

Иногда возникает потребность спаять изделие из нержавеющей стали. Перед тем как паять нержавейку в домашних условиях, необходимо ознакомиться с технологией, принципами выполнения работ.

Подготовка

Тщательная очистка поверхности изделия в области стыка является ключом к крепкой пайке. Масло и жир удаляют с помощью растворителей, а проволочную щетку или абразивную обработку наждачной тканью применяют для устранения сложных типов загрязнения.

Шероховатая поверхность абразива эффективна, она улучшит адгезию припоя. Рекомендуется проводить ремонтные работы сразу после очистки. Если это невозможно, детали предварительно покрывают присадочным материалом (лужат). Припаивая детали из латуни или меди, необходимо нанести тонкий слой олова на предварительно разогретый участок, который соединяется с изделием.

Процесс пайки

Технологическая операция заключается в соединении нержавейки с помощью присадочного металла, благодаря силам сцепления между атомами. Руководство соединения деталей:

  1. Подключают паяльник и дают ему нагреться.
  2. Слегка шлифуют края металла в месте будущего шва или заплаты, чтобы избежать появления неровностей. 2 части должны соединиться без каких-либо промежутков.
  3. Удаление шлифовальной пыли влажной тряпкой.
  4. Области, которые недопустимо подвергать воздействию растворителей, закрывают малярной лентой.
  5. Флюс наносится в зоны, которые будут принимать припой.
  6. Разместить в рабочей зоне весь необходимый инвентарь. Паяльник кладут на безопасном расстоянии. Проволочный припой разматывают.
  7. Проводится лужение. Тонким слоем наносится смесь олова и свинца.
  8. Если покрыть изделие припоем не удается (смесь скатывается по запчасти), прибегают к проверенному способу. Изготавливают небольшую кисточку из стальной проволоки и трубки. Паяльную кислоту наносят непосредственно перед использованием щетки. Нагревают детали паяльником или паяльным пистолетом, хорошо защищают самодельной щеткой. Данная процедура эффективна, т.к. снимается окисная пленка без использования химических соединений.
  9. Наносится тонкий слой растопленного олова.
  10. Начинается процесс пайки оловом.
  11. Паяльник удерживают в области стыка, который заполняется присадочным материалом.
  12. Получить сталь нужной температуры трудно, поэтому необходимо внимательно следить за процессом. Перегретые детали покрываются оксидами, которые снижают качество отделки нержавейки.
  13. Дают остыть.
  14. Очищают швы наждачной бумагой и растворителем.

Основные ошибки во время пайки

Распространенные ошибки, мешающие достигнуть положительного результата:

  1. Неверный выбор растворителей. Агрессивные вещества необходимы для удаления оксида с подготовленной поверхности. Следует избегать использования паст на основе соляной кислоты, поскольку коррозия усложнит очистку.
  2. Перегрев места соединения.
  3. Загрязненное жало паяльника.
  4. Несоответствие требованиям. Выбор сплава должен соответствовать ожидаемым условиям эксплуатации (механическая нагрузка, цветовое соответствие, контакт с пищевыми продуктами или водой).
  5. Упущенное время. Пасту удаляют сразу после проведения работ, чтобы избежать обесцвечивания и предотвратить коррозию.
  6. Температура разогрева не соответствует плавке.
  7. Нарушение спаянных швов. Это происходит в результате движения, когда сплав затвердевает.
  8. Холодное сплочение. В результате недостаточного нагрева холодные швы часто характеризуются жесткостью, шероховатостью и неравномерностью. Эта ошибка припаивания создает ненадежные швы, подверженные растрескиванию, разрушению.

Соединение будет прочным, если использовать соответствующий припой и не экономить на флюсе.

Меры осторожности

Правила техники безопасности при пайке заключаются в следующем:

  1. Проводят работу в проветриваемом помещении.
  2. Перед паянием нужно проверить состояние провода, нет ли повреждений корпуса паяльника.
  3. Не стоит пытаться расплавить припой горелкой, чтобы не спровоцировать возгорание.
  4. Запрещается проводить работу горелкой в непосредственной близости от огнеопасных и легковоспламеняющихся материалов.
  5. Припой, содержащий свинец ядовит, поэтому нужно работать в респираторе. Паяльник нагревается до 400°C, что может привести к ожогу или пожару.
  6. Раскаленный металл вызывает ожог, поэтому его нельзя подносить близко к телу.
  7. Всегда возвращать паяльник на подставку, когда он не используется.
  8. Стоит отказаться от использования кустарных инструментов для ремонта изделий из коррозионно-стойкой стали.
  9. Присадку легко выгорающих компонентов производят в последнюю очередь.

Самостоятельная пайка в домашних условиях требует опыта и соблюдения мер безопасности.

Недостатки пайки нержавейки твердыми припоями

  • Если сравнивать с использованием других припоев, то процесс получается более трудоемким;
  • Твердые сплавы нередко оказываются более дорогостоящими, как и себестоимость пайки, за счет того, что используется больше ресурсов;
  • Далеко не каждый инструмент может дать ту температуру, которая требуется для этого процесса, поэтому, в домашних условиях он оказывается трудноосуществимым.

Подготовка оборудования и материалов

Перед тем как паять нержавейку твердым припоем, следует заняться подготовкой. Для проведения пайки нужно подобрать правильную горелку, которая бы смогла выдать требуемую температуру и обладала достаточной шириной пламени, чтобы равномерно обрабатывать поверхность.

Следует сделать так, чтобы под рукой всегда находился флюс и припой, чтобы вовремя сделать все нужные процедуры. Перед работой нужно подготовить все под заданный режим работы и проверить работоспособность инструментов.

Отличия высокотемпературной пайки от низкотемпературной

При высокотемпературном спаивании используется нагрев при помощи горелки, тогда как в ином случае применяется электрический нагрев.

Также различается температура плавления самого припоя. В первом случае она намного более высокая, что также влияет и на качество соединения, так как оно становится значительно выше. Низкотемпературная пайка, впоследствии, выдерживает меньшие температурные режимы воздействия. Высокотемпературная может вызывать структурные изменения в металле, если температура его плавления близка к той, которая используется при обработке. Для них также используется оборудование различной мощности.

Выбор твердого припоя

Медно-цинковый припой представлен в серии ПМЦ с различным содержанием меди. Его часто используют вместе с дополнительным легированием, чтобы снизить сильную отдачу при вибрации.

Медно-фосфорный представлен в серии ПМФ с различным содержанием фосфора, в зависимости от цифры модели. У него хорошая устойчивость к коррозии и высокая текучесть. Иногда его могут использовать для замены серебряного припоя.

Медно-циноквые обладают высокими технологическими свойствам. При добавлении олова температура плавления снижается, так что он относится к универсальным припоям.

Для каждой процедуры выбор материала может отличаться, что зависит от свойств деталей.»

Выбор флюса

Пайка нержавеющей стали твердыми припоями требует тщательного подбора флюса. Одним из лучших вариантов для данного металла состоит на 70% из буры, на 20% из борной кислоты и на 10% из фтористого кальция.

Технология пайки нержавейки твердым припоем

  1. Зачистить механическим способом стыковые части деталей.
  2. Зафиксировать заготовки в неподвижном положении.
  3. Зону, где будет происходить спайка, нужно промазать флюсом.
  4. Горелка зажигается и устанавливается на нужный режим.
  5. Постепенно прогревается зона спайки, пока не изменится цвет металла.
  6. К детали подается припой, который может быть сразу покрыт флюсом.
  7. Осуществляется постепенное запаивание поверхности, передвигая расходный материал вдоль линии спайки.

Пламя горелки не должно содержать в себе слишком много кислорода, так как он окисляет поверхность заготовок и делает соединение менее надежным.»

Контроль качества шва

Существует несколько способов проверить, насколько хорошо все спаялось. Для этого используют такие методы как:

  • Параметрический;
  • Трансформаторный;
  • Люминесцентный;
  • Цветной;
  • Оптический;
  • Визуальный.

Меры безопасности

Даже когда происходит пайка пищевой нержавейки твердыми припоями в домашних условиях, то следует придерживаться правил безопасности. Во-первых, для пищевой нержавейки припой не должен содержать цинк или свинец. Также не стоит забывать о высоких температурах, с которыми идет работа и брать все незащищенными руками раньше времени остывания. Баллон с газом должен находиться на достаточном расстоянии от открытого огня горелки.

Почему пайка может не получиться?

Основными причинами неудач являются:

  • Недостаточно хорошая зачистка перед самим процессом;
  • Плохой разогрев заготовки, так что припой не смог нормально сцепиться с металлом;
  • Был неправильно подобран припой для такого соединения;
  • Было использовано недостаточное количество флюса, так что материал не начал плавиться, как того требовала технология;
  • После спайки, когда все еще не остыло, было механическое воздействие со сдвигом детали.

C низкой температурой плавления

Все жаропрочные, многие нержавеющие стали предназначены для высоких температурных нагрузок. Мягкие припои для их паяния применяются редко.

В некоторых случаях пайку проводят, используя припой для нержавеющей стали из олова и свинца. Детали нагревают пламенем горелки или паяльника. Рабочие части окунают в расплав.

В маркировке припоев рядом с сокращением ПОС присутствуют цифры, указывающие на содержание олова. Так, в составе ПОС-18 содержится 18 % олова, до 2,5 % сурьмы, десятые доли процента меди, висмута, мышьяка, все остальное составляет свинец.

Припой ПОС-30 включает 30 % олова, до 1,5 % сурьмы, мизерные количества меди, висмута, мышьяка. Остальную часть массы занимает также свинец. Состав ПОС-40 вмещает до 40 % олова, около 2 % сурьмы, незначительные примеси меди, висмута, мышьяка, почти 58 % свинца.

Для проведения успешной пайки нержавеющих сталей необходим флюс. Образованию хорошего шва способствует смесь хлористого цинка и соляной кислоты. Можно как флюс использовать 40 %-й раствор ортофосфорной кислоты в воде.

Иногда облегчает спайку нержавейки предварительное омеднение электролизом. Если электролитическая установка имеется в зоне доступа, процесс не составляет труда, приводит к хорошему спаиванию.

Выбор материалов и инструментов

Инструменты для пайки нержавейки: электрический паяльник, газовая горелка, флюс, припой, металлическая щетка, растворитель.

Электропаяльник должен иметь мощность не менее 60 Вт, оптимальное значение – 100 Вт, так как маломощный не нагреет до нужной температуры детали. Если припой нужно положить на детали большого размера, используется паяльник мощнее. Удобнее и быстрее работать с паяльником, жало которого необгораемое, он более долговечен. Технические особенности паяльника ограничены различными обстоятельствами. Разогреть этот инструмент способен только мягкие и низкоплавкие припои. Детали, теплоотвод у которых очень велик, спаять им тоже проблематично. Температура жала паяльника выбирается в зависимости от припоя, чтобы было возможно его расплавить. Слишком большая мощность в домашних условиях не требуется, так как вызовет только перерасход энергии, а при пайке мелких деталей перенагрев может их сжечь.

Желательно приобретать такой паяльник, который имеет переменный уровень нагрева. Такой инструмент прослужит дольше и будет экономить энергию. Паяльник, который имеет непрерывный нагрев, постоянно работает на предельной мощности, выйдет из строя значительно быстрее. Его жало откалывается и разрушается под действием высоких температур долгое время. Обычным паяльником невозможно расплавить латунь, для этого металла требуется воспользоваться газовой горелкой. Ее использование значительно усложняет пайку даже в том случае, если использовать компактного типа газовый баллончик.

Порядок работ при пайке нержавейки.

Существует припой, в который добавляют кадмий. К категории легкоплавких относятся припои на основе цинка, но ими нельзя пользоваться с углеродистой и низколегированной сталью, так как сцепление между ними плохое и непрочное. Для нержавейки лучше всего подходит припой из чистого олова, к тому же только припой такого типа можно использовать, если запаянное место будет находиться в контакте с пищевыми продуктами.

При пайке в сухой атмосфере или при печной могут быть использованы припои серебро-марганцовые, хром-никелевые или чистая медь. Такой металл, как медь, чаще всего имеет недостаточное растекание по поверхности, поэтому применяется латунь, чтобы припаять медь к нержавейке. Если пайка происходит в коррозийных условиях, можно паять серебряными тинолями с небольшим добавлением к ним никеля.

Помимо припоя, требуется еще и флюс, для не подходит привычная канифоль. Этот материал хорош для того, чтобы паять медь, но для использования на нержавейке флюс должен быть активным. Такие флюсы, как паяльная или ортофосфорная кислота, после нанесения сразу же требуют начинать работу. Когда при нанесении на места пайки нержавейки ортофосфорной кислоты проходит много времени, на поверхности она образует затрудняющую пайку фосфатную пленку.

Очень часто в качестве флюса выступает бура, которая порошком или пастой наносится на шов. Как только она расплавлена, начинают нагревать остальной материал до красноты, и по достижении 850°С припой вводится в шов.

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