Пайка стали твердым припоем

Пайка твердыми припоями

И все же, несмотря на то, что низкотемпературная и высокотемпературная пайки представляют собой явления одной сущности, их технология, используемые материалы и оборудование, характеристики получаемого соединения существенно различаются. Что, собственно, и явилось основанием для разделения этих способов. За граничную температуру, разделяющую их, приняты 450°C.

Отличия высокотемпературной пайки от низкотемпературной

Важным отличием высокотемпературной пайки от низкотемпературной является повышенная термоустойчивость соединения. Поскольку температура плавления твердых припоев значительно выше температуры плавления мягких, соединение, выполненное высокотемпературной пайкой, способно работать при более высоких температурах, сохраняя все свои свойства. Во многих случаях при выборе способа пайки, эта особенность является определяющей.

Но есть и то, в чем пайка твердыми припоями уступает пайке мягкими припоями. Относительно высокая температура может вызывать структурные изменения в некоторых металлах. Такое, в частности, наблюдается в чугуне, в котором при пайке могут возникать закалочные структуры, приводящие к повышенной хрупкости металла в зоне шва.

Высокая температура плавления твердых припоев предъявляет свои требования к источникам нагрева. Они должны обеспечивать расплавление припоев, температура плавления которых достигает иногда 1000°C. Это исключает использование при высокотемпературной пайке удобных паяльников, являющихся основным инструментом при пайке мягкими припоями.

Резюмируя вышесказанное, можно подвести итог сравнения высокотемпературной и низкотемпературной паек. К достоинствам первой относится высокая прочность и термоустойчивость соединения, к недостаткам — сложность технологического процесса, обусловленная необходимостью прогрева паяемых деталей до относительно высоких температур.

Применение пайки твердыми припоями

Пайка твердыми припоями является основным способом при изготовлении металлорежущего инструмента с твердосплавными пластинами. Припаивание последних обеспечивает достаточную прочность соединения и не оказывает отрицательного воздействия на твердость и геометрию режущих пластин.

Изготовление всевозможных сосудов из цветных металлов и нержавеющих сталей, соединение стальных и медных трубопроводов, работающих под высоким давлением или повышенной температуре в различных системах — холодильных, теплообменных и пр. — также не может обойтись без пайки твердыми припоями.

Широко используется высокотемпературная пайка при ремонте автомобилей — радиаторов, трубопроводных систем двигателя и трансмиссии, кузовов, различных деталей — везде, где нельзя или нежелательно применять сварку.

Целесообразно использование высокотемпературной пайки для соединения между собой тонкостенных деталей, работающих при значительных нагрузках и упругих деформациях.

Для ремонта медных и латунных бытовых изделий, подвергающихся в процессе эксплуатации высоким температурам, высокотемпературная пайка является способом ремонта не имеющим альтернативы. Таких, например, как старинный самовар, растапливаемый дровами. В этом случае мягкие припои не могут применяться из-за неспособности выдерживать высокую температуру нагрева.

Источники нагрева при высокотемпературной пайке

Основными источниками нагрева при высокотемпературной пайке являются газовые горелки различных типов, индукторы и печи. Применяется также нагрев электросопротивлением. В быту чаще всего твердыми припоями паяют с помощью горелок.

Припои

Иногда используют в качестве припоя и технически чистую медь. Однако гораздо чаще используют пайку медными припоями, представляющими собой соединения меди с другими металлами — цинком, серебром, кремнием, оловом и пр. Каждый из этих элементов вносит свою лепту в технологические свойства припоев. Почти все они снижают температуру плавления (у чистой меди она составляет 1083°C).

При высокотемпературной пайке используются медно-цинковые, медно-фосфорные, серебряные припои и латуни.

Медно-цинковые припои. Существует большое количество медно-цинковых припоев (ПМЦ-35, ПМЦ-39, ПМЦ-50, ПМЦ-54, ПМЦ-57 и пр.). Цифры указывают процентное содержание меди. Их используют для пайки бронзы, меди, стали. Недостатком чисто медно-цинковых материалов является плохая работа в условиях ударных, вибрационных и изгибающих нагрузок. Чтобы убрать или снизить этот недостаток используют легирование их другими металлами (например, латуни можно рассматривать как легированные медно-цинковые припои). Легированные медно-цинковые припои используются, в частности, при пайке твердосплавных резцов.

Медно-фосфорные припои. Медно-фосфорные припои (ПМФ-7, ПМФ-9, ПМФОЦр-6-4-0,03) представляют собой сплав меди с фосфором. Следующая за буквами цифра указывает на процентное содержание фосфора. Припой ПМФОЦр-6-4-0.03, кроме меди и фосфора, содержит олово и цирконий.

Медно-фосфорные припои относятся к среднеплавким (700-850°C), обладают высокой текучестью и хорошей коррозионной устойчивостью к агрессивным средам. Используются для пайки меди и ее сплавов (бронзы, латуни, мельхиора). Можно их использовать и в качестве заменителя серебряных припоев при ремонте ювелирных изделий.

Пайка сталей и чугуна медными припоями, содержащими фосфор, не применяется из-за повышенной хрупкости соединения и его неспособности переносить ударные, вибрационные и изгибающие нагрузки. Это вызвано образованием по границе шва пленки фосфитов.

Отличительную особенность медно-фосфорных припоев является то, что они являются самофлюсующимися. При пайке ими медных изделий, применение флюса не обязательно.

Латуни. Широкое распространение в качестве припоев получили латуни, которые являются сплавом меди с цинком. Латуни Л62 и ЛОК-62-06-04 дают прочные паяные соединения. ЛОК-62-06-04 отличается от Л62 наличием олова и кремния, обеспечивающих более высокие технологические свойства припоя. Олово увеличивает жидкотекучесть и снижает температуру плавления, а соединения кремния предохраняют цинк от окисления и испарения. Латуни применяются при пайке меди, стали, чугуна.

Серебряные припои. Серебро является отличным материалом для пайки. Серебряным припоям, которые представляют собой в основном сплав серебра с медью и цинком, принадлежит первое место по растеканию, смачиваемости, прочности и антикоррозионности. Не будь они такими дорогими, можно было бы отказаться от всех остальных припоев, используя только серебряные. Благо они обладают универсальностью и способны паять практически любой металл.

Припои на основе серебра обозначаются буквами ПСр (ПСр-15, ПСр-25, ПСр-45, ПСр-65, ПСр-70). Марки ПСр-15 и ПСр-25 используются для пайки не очень ответственных деталей. Если требуется получить особо качественное соединение, используют припой ПСр-45, имеющий 45% серебра, 30% меди и 25% цинка. ПСр-45 обладает отличными качествами — вязкостью, ковкостью, жидкотекучестью, устойчивостью против коррозии, способностью выдерживать вибрацию и удары. Припой ПСр-65 не уступает ПСр-45, но слишком дорог.

Серебряными припоями можно паять практически любой металл — медь и ее сплавы, серебро, стали и пр. Однако в силу их дороговизны пайку серебряными припоями применяют только там, где это экономически целесообразно, в частности, для соединения нержавеющих сталей, относящихся к разряду труднопаяемых и требующих припоев, обладающих хорошей смачиваемостью и позволяющих избежать коррозии, которая может возникнуть в спае.

Флюсы

Пайка меди и ее сплавов может производиться с помощью чистой буры, которая является универсальным флюсом для высокотемпературной пайки.

Используются различные формы выпуска флюсов — жидкости, порошок, кусочки (кристаллы буры, например). Чтобы облегчить их дозирование (избыток флюса так же нежелателен, как и недостаток), используют объединение их с припоем. Делается это разными способами — добавлением в виде порошка в сыпучие формы припоев, обмазкой прутков припоя или помещением внутрь трубочки из припоя, совместным прессованием таблетированных форм.

Технология высокотемпературной пайки

Пайка выполняется в такой последовательности. Механическим путем зачищаются стыковые части деталей. Операция необходима для удаления стойкой окисной пленки, которая покрывает нержавеющие стали.

Детали зажимаются в тисках в требуемом положении.

Зона пайки промазывается флюсом.

Зажигается горелка, и устанавливается необходимый режим горения. Пламя должно быть восстановительным, с небольшой нехваткой кислорода (но не до копоти и желтого огня). Пересыщенное кислородом пламя окисляет поверхность металла.

Производится разогрев паяемой зоны до начала изменения цвета детали (при прикосновении, флюс на прутке должен начать плавиться). Прогревать нужно все соединение, перемещая пламя в разные стороны.

Осуществляется офлюсовывание стыка флюсом с прутка — трением последнего по стыку. Если используется неофлюсованный пруток, после прогрева кончика, его нужно окунуть во флюс, чтобы тот покрыл его.

Нагрев зоны пайки доводится до вишневого цвета. Обычно пайка твердыми припоями производится в интервале цветов от темно-вишневого до светло-вишневого.

Расплавляется припой. При достаточном количестве флюса он легко растекается по зоне пайки, затягивается в стык.

После окончания операции производится зачистка спая.

Правила пайки стали

Пайка, как технология создания неразъёмных соединений металлических изделий имеет древнюю историю. И сегодня, несмотря на лидирующую позицию сварочных процессов, пайка стали, алюминия, меди, и многих других металлов и сплавов продолжает успешно применяться в различных отраслях техники.

Процесс пайки разных по составу металлических сплавов имеет свои особенности. Это связано с различной температурой плавления и химическим составом сплавов. К некоторым маркам стали пайка не применяется.

Сущность паяльной технологии

Пайкой называют соединение металлических деталей с помощью припоя, являющегося более легкоплавким металлом, который, будучи расплавленным, смачивает соединяемые поверхности.

Таким образом, процесс паяния связан с нагреванием и протекает при температуре, превышающей точку плавления припоя, но не достигающей температуры плавления соединяемого металла.

В процессе пайки соединяемые детали основного металла не изменяют форму, поскольку сами не подвергаются плавлению.

Прочность создаваемого соединения определяется механическими свойствами, которыми обладает припой для пайки. Когда стальные детали припаивают друг к другу, соединение всегда уступает по прочности основному материалу.

Главным препятствием для создания паяных соединений является окисел, образующийся на поверхности любого металла. Слой окисла не позволяет расплавленному припою равномерно смочить поверхность детали, поэтому металл должен предварительно зачищаться.

Для защиты поверхностей от окисления в процессе спаивания, применяются специальные вещества – флюсы. Для соединения разных материалов используются различные флюсы. Например, для того, чтобы спаять нержавейку, применяют буру. Флюсами для стали могут служить канифоль, паяльная кислота.

Основным процессом, сопровождающим создание паяного соединения, является нагрев заготовок. В зависимости от массы спаиваемых деталей и вида применяемого припоя, нагрев может осуществляться следующими способами:

паяльником;
газовой горелкой;
высокочастотным индуктором;
в специальных печах.

Например, проволоку небольшого диаметра можно легко прогреть обычным паяльником, при пайке стальных труб понадобится газовая горелка, а массивную заготовку придётся помещать в печь.

Низколегированной

Низколегированная углеродистая сталь относится к сплавам железа, наиболее легко подвергаемым процессу пайки.

Это объясняется тем, что на поверхности сталей данного типа образуется сравнительно непрочная плёнка окислов, легко устраняемая применением обычных флюсов.

Процесс пайки чёрных металлов может проходить при относительно низкой температуре, не превышающей 450 ℃ в случае применения мягких и легкоплавких свинцово-оловянных припоев.

Для получения паяного соединения, обладающего большей твёрдостью и механической прочностью, следует применять более твёрдые тугоплавкие припои, например на основе меди. Такая пайка осуществляется при температуре до 750 ℃.

Конструктивной

Этот вид сталей характеризуется наличием хрома, применяемого в качестве легирующей добавки. Благодаря хрому сталь приобретает необходимые механические характеристики.

Однако наличие этого легирующего компонента существенно затрудняет процесс пайки, так как на поверхности конструкционных сталей образуется довольно прочная и с трудом разрушаемая плёнка окисла.

Припаять сталь с добавкой хрома можно, применяя активный флюс, содержащий кислоты. Кроме этого, для получения качественного результата, используются специальные приспособления, создающие защитную атмосферу в зоне осуществления пайки.

Кроме этого, стальную поверхность, подготовленную для пайки, покрывают слоем порошка, содержащего металлические компоненты. Этот защитный слой предотвращает окисление стальной поверхности и выгорание легирующих элементов в процессе нагревания.

Паяное соединение легированных сталей производится с применением твёрдых припоев, содержащих медь, серебро или никель.

Инструментальной

Инструментальная сталь отличается очень высокой твёрдостью. Однако виды инструментальной стали, не имеющие в своём составе вольфрама, изменяют свои механические свойства при нагревании до 200 ℃ и более, значительно теряя при этом прочность.

Такие виды стали не подлежат пайке. Для устранения этого недостатка инструментальные стали, подлежащие нагреву в процессе эксплуатации, производятся с вольфрамовыми добавками. Такая сталь может подвергаться нагреву до 600 ℃, не утрачивая при этом ценных механических свойств.

Спаять инструментальную сталь можно припоем на основе никеля или ферросплавов. Нагревание заготовок обычно производят индукционным способом. При этом применяются флюсы, содержащие бор и фтор.

Последовательность операций

Процесс пайки стальных деталей начинается с тщательной очистки заготовок от грязи, ржавчины и следов масел. Для этого пользуются шлифовальной шкуркой, напильником, стальной щёткой. Ржавые детали можно обработать преобразователем ржавчины на основе ортофосфорной кислоты. Жировые загрязнения удаляются растворителем или щелочным раствором.

После очистки и обезжиривания, на поверхность деталей наносится слой флюса. Если в качестве припоя служит олово, детали предварительно лудят. Лужение представляет собой равномерное смачивание поверхности расплавленным оловом.

После этого, детали собирают и надёжно фиксируют в том положении, в котором они должны находиться после соединения.

Далее, детали нагреваются подходящим способом. Нагрев производится до температуры, несколько превышающей температуру плавления применяемого припоя, который должен быть помещён в область соединения.

При расплавлении он затекает в зазор между деталями, образуя соединение. После остывания и кристаллизации припоя, шов зачищают, следы флюса удаляют.

Пайка твёрдым припоем

Информация о бессеребряных припоях для пайки нержавеющей стали

Припой П-81 (диам. 2 мм)

Состав: Медь 52-54%, Фосфор 6-7%, Никель 6-7%, Цинк — 32-36%.

Соединяемые материалы: медь, серебро, никель и их сплавы (в т.ч. латунь), стали (в т.ч. нержавеющая), чугун, твердые сплавы и их сочетания и др. Пайка с использованием флюса.

Температура плавления 630-660 град.С, температура пайки 680-700 град.С.

Свойства: предел прочности на срез по стали 170 МПа; область разрушения телескопического соединения медь-сталь — по меди. Обеспечивает высокую герметичность паяных конструкций под давлением до 16 атм., обеспечивает высокую надежность работы фреоновых систем, высокое качество при ремонте твердосплавного инструмента.
Наиболее эффективен взамен высокосеребряных припоев ПСр25, ПСр29.5, ПСр40, ПСр45.

Рекомендуемые флюсы: ФК-250, ФК-235, ПВ-209.

Припой П-21 (ЛОК-57)

Состав: Медь 55-57%, Олово 6,7-7,3%, Никель 0,7-1,4%, Цинк — 34-38%.

Соединяемые материалы: стали, медь и ее сплавы, никель и его сплавы и их сочетания.

Температура плавления 800-830 град.С, температура пайки 850-890 град.С.

Свойства: предел прочности на разрыв по стали 240-260 МПа; область разрушения телескопического соединения — паяемый материал. Применяется для пайки стальных тонкостенных изделий, пайки штуцеров компрессоров и других конструкций с повышенными требованиями по прочности.

Рекомендуемые флюсы: ФК-250.

Технология пайки нержавеющей стали простым оловом, была освоена мной почти сразу.
Работа по этому, проверенному методу затруднений не вызывала. Прочность изделий и качество работы, на тот момент, вполне удовлетворяли мои скромные потребности.
Несмотря на имеющийся опыт, я долго не решался приступить к работе с твердыми припоями. Долго колебался в выборе – вложить средства в оборудование и материалы или обратиться к специалистам по аргонно-дуговой сварке.
Дух авантюризма и желание не зависеть от других людей склонили мой выбор в сторону вложения средств в «неизвестность».
Результатом этой «авантюры» стала полная независимость от дорогостоящих аргонщиков, и получение изделий приличного качества.

В московской фирме «Cold24» — http://cold24.ru/ было приобретено:

— Газовая горелка BZ8250HT «BERNZOMATIC» мощностью — 2.713Вт.
— Баллон MAPP GAS FAT BOY.
— Флюс для высокотемпературной пайки BrazeTec тип «h» (100г)
(флюс BrazeTec spezial h специально предназначен для нержавеющей стали, на тот момент его не было в наличии).
— Офлюсованный припой Braze Tec CoMet 4076U содержанием серебра 40% без кадмия.

6461. Пайка твёрдым припоем. Вопросы по конструированию. 6733. Пайка твёрдым припоем. Вопросы по конструированию. 6730. Пайка твёрдым припоем. Вопросы по конструированию. 5768. Пайка твёрдым припоем. Вопросы по конструированию.

Изучая неведомый доселе метод, наткнулся на очень полезную статью, размещённую на сайте «Tool-Land.ru»
которая помогла разобраться в некоторых нюансах и вселила уверенность в положительном результате.

Этот метод можно применить в условиях городской квартиры.
Я паял на кухне, на газовой плите под вытяжкой. Довольно удобно.

_dsc9409. Пайка твёрдым припоем. Вопросы по конструированию.

Поверхности тщательно обезжирить.
За тем, при помощи водостойкой шкурки средней зернистости P-600 или P-1000 и воды,
качественно зачистить места пайки для удаления окисленного слоя.

_dsc9433. Пайка твёрдым припоем. Вопросы по конструированию.

Насухо убрать влагу чистой сухой салфеткой.
Перед использованием флюса его необходимо тщательно перемешать.
Нанести высокотемпературный флюс на место будущего соединения.

_dsc9418. Пайка твёрдым припоем. Вопросы по конструированию. _dsc9436. Пайка твёрдым припоем. Вопросы по конструированию.

Далее, начинаем прогревать место пайки.
При попадании пламени на флюс и разогреве поверхности он вспенивается и высыхает.
При дальнейшем нагревании порошок плавиться, и затекает в зазоры сопрягаемых деталей.

_dsc9440. Пайка твёрдым припоем. Вопросы по конструированию.

Важно! Не следует вносить припой до того как расплавиться флюс.

Если пруток без обмазки (мне показалось, что так даже удобнее) перед внесением в пламя, погружаем его в баночку с флюсом.

Если пруток офлюсован, тогда внося его в пламя, касаемся обмазкой разогретых деталей. Он мгновенно плавиться, получается дополнительное «офлюсовывание».

Когда поверхности разогреты до светло-вишневого цвета, приступаем к внесению припоя.
Разогретым припоем касаемся места пайки.
При правильном прогреве детали и стержня припоя, он быстро плавиться от прикосновения к разогретой поверхности и затекая встык, образует прочное соединение.

_dsc9449. Пайка твёрдым припоем. Вопросы по конструированию.

Внеся небольшое количество припоя, по мерее прогрева мест пайки, он будет растекаться, формируя тонкий, аккуратный и красивый шов.
Качество и точность подгонки деталей является очень важным моментом. На это нужно обратить особое внимание. От этого будет зависеть не только расход дорогостоящего припоя, но и конечная красота изделия.

Результатом освоения метода высокотемпературной пайки, стала возможность реализации новых проектов…

_dsc9459. Пайка твёрдым припоем. Вопросы по конструированию. _dsc9479_kopiya. Пайка твёрдым припоем. Вопросы по конструированию.

Пайка нержавейки твердыми припоями

Автор: Игорь

Дата: 28.06.2016

Статья
Фото
Видео

На сегодняшний день, пайка нержавейки твердыми припоями используется в тех областях, где требуется достигнуть максимально прочного соединения, не прибегая к сварке. Данный метод соединения относится к промежуточному положению между сваркой и низкотемпературной пайкой. В отличие от использования мягких припоев, твердые потом могут использоваться в условиях высокотемпературной эксплуатации. Процесс спаивания не влияет на структуру металла, что не приводит к их деформации и разупрочнению. Активно все это используется при изготовлении металлорежущих инструментов, как резцы с твердосплавными пластинами и прочие. Благодаря такой спайке получается высокая прочность соединения и нет негативного воздействия на геометрию и прочность пластин, к которым припаиваются детали.

Пайка нержавейки твердыми припоями

Твердая пайка нержавейки применяется также при ремонте и изготовлении сосудов из нержавеющей стали, соединения труб, которые могут служить для проводки воды или охладительных систем. Особенно активно она используется там, где затруднительна сварка. Ее можно встретить при ремонте автомобильных двигателей, радиаторов и трансмиссии. Благодаря высокому качеству соединения выдерживают даже упругие деформации и значительны нагрузки. Для многих вариантов ремонта, этот процесс не имеет альтернативы. Технология контролируется по ГОСТ 1499-54.

Преимущества пайки нержавейки твердыми припоями

Пайка нержавейки твердыми припоями является самой качественной из всех возможных вариантов;
Такой метод используется в промышленности для ответственных соединений, работающих в сложных условиях;
Соединение может применяться даже в местах с высокой температурой;
Детали стойки к различного рода нагрузкам;
Процесс пайки происходит относительно быстро и не требует большого количества подготовительных процедур;
Ею намного легче ремонтировать детали в станкостроительной сфере;
Во время обработки температура является не столь высокой, чтобы деформировать металл заготовок, как это случается при сварке.

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.

Выбор горелки для пайки припоями

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.

Высокотемпературная пайка нержавейки

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

Зачистить механическим способом стыковые части деталей.
Зафиксировать заготовки в неподвижном положении.
Зону, где будет происходить спайка, нужно промазать флюсом.
Горелка зажигается и устанавливается на нужный режим.
Постепенно прогревается зона спайки, пока не изменится цвет металла.
К детали подается припой, который может быть сразу покрыт флюсом.
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.

Принципы проведения пайки нержавейки в домашних условиях

Кто работал с нержавеющей сталью знают, что паять этот материал непросто. У этого процесса есть определённые особенности, зная которые можно избежать ошибок и спорных моментов при соединении деталей. Пайка нержавейки — это процесс, который доступен не только опытным мастерам, но и новичкам. Важно правильно выбрать инструменты, расходные материалы и выполнять определённый порядок действий.

Пайка трубы из нержавейки

Инвентарь

Для проведения работ нужно заранее подготовить все необходимые инструменты. Если пайка стали проводится в домашних условиях, нужен следующий инвентарь:

Электрический паяльник. Оптимальная мощность оборудования — 100Вт. Как аналогичный вариант можно использовать ручную пропановую горелку.
Раствор для обезжиривания рабочей поверхности.
Флюс для пайки.
Припой на основе олова.
Ветошь.

Нельзя забывать про средства индивидуальной защиты — защитные очки, перчатки, костюм для работы и респиратор.

Типы припоев

Припой для пайки нержавейки считается основным расходным материалом при проведении работ. Существует две группы припоев:

Мягкие — смеси, изготавливающиеся из свинца и олова. Эти материалы увеличивают показатели пластичности и текучести расходного материала для создания соединительного шва. Недостаток мягких составов — низкая прочность отвердевшего материала.
Твердые — используются в мастерских и на предприятиях. Составы содержат в себе 30% технического серебра, благодаря которому соединение получается прочным и долговечным.

Приготовление флюса

Правильная пайка нержавеющей стали требует от человека грамотного выбора флюса. Связано это с тем, что устойчивые к воздействию коррозийных процессов сплавы легко повредить в процессе сварки. Чтобы не допустить ошибки при выборе покупной смеси, можно приготовить её самостоятельно. Изготовление флюса:

Взять порцию буры и такое же количество борной кислоты.
Перемешать компоненты между собой.
Разбавить чистой водой.
Мешать до образования однородной массы.

Самодельные флюсы не уступают покупным составам. Чтобы увеличить его эффективность, перед нанесением вещества требуется обработать металлическую поверхность наждачной бумагой или надфилем.

Особенности проведения работ в домашних условиях

Изделия из нержавеющей стали есть в большинстве квартир и домов. При их поломке можно попробовать соединить детали самостоятельно. Пайка нержавейки в домашних условиях требует не только подготовки инструментов и расходных материалов, но и навыка. В первые разы лучше тренироваться на изделиях, которые не жалко выкинуть.

Для проведения работ нужно оборудовать рабочее место. Выполнять спайку нужно на негорючей поверхности, которая не передаёт тепло. В помещении должна быть установлена система вентиляции для вытяжки испарений флюса и припоя. На рабочем столе требуется расположить тиски или струбцины, для зажатия скрепляемых деталей.

Технология работы паяльником:

Пайка нержавейки электрическим паяльником начинается с зачистки рабочей поверхности и её обезжиривания.
Далее на место соединения наносится флюс.
Припой равномерно распределяется по соединяемой поверхности с помощью паяльника.

Бывают ситуации, когда припой не хочет приставать к материалу. Чтобы исправить эту проблему, требуется повторно зачистить поверхность с помощью проволочной щётки и обезжирить её.

Если работы проводятся с помощью газовой горелки, нужно учитывать некоторые особенности. Требуется нагревать заготовку, а не место соединения деталей. Таким образом припой расплавляется равномерно и не растекается в стороны. Заканчивать нагрев нужно после вытекания припоя из шва.

Недостатки пайки нержавейки твердыми припоями

Твердые припои на основе олова для пайки нержавеющей стали имеют существенные недостатки:

Низкая прочность готового соединения.
Температура, которую выдерживал материал, снижается до температуры плавления припоя.

Пайка твердым припоем

Из-за высокого показателя текучести твердого припоя при нагревании с ним сложно работать на вертикальных поверхностях.

Полезные советы

Пайка стали является трудоемким процессом, в ходе которого могут возникать спорные моменты. Чтобы не зацикливаться на них, нужно брать во внимание советы и рекомендации других мастеров:

Электрического паяльника мощностью в 100 Вт хватит для проведения домашних ремонтных работ. Желательно выбирать модель с не обгорающим наконечником.
Лучшим видом припоя являются прутья из сплава свинца и олова. Если нужно заделать трещину в посуде, требуется использовать оловянные припои.
Система вентиляции убережёт дыхательные пути от заболеваний, связанных с вдыханием вредных примесей.

Тренироваться нужно на ложках, чашках и старых мисках. Можно использовать отходы от производства оцинкованных отливов.

Самые распространенные ошибки

Существует ряд ошибок, которые человек может допустить при проведении работ:

Припой может не приставать к материалу из-за некачественной очистки рабочей поверхности.
Загрязнение детали жирными пальцами перед нанесением флюса.
Недостаточный нагрев. Припой не всегда успевает заполнить шов для надёжного скрепления.

Важно не забывать чистить наконечник паяльника. Желательно воздержаться от использования припоев с высоким процентным содержанием свинца.

Инструкция по пайке сталей. Пайка высокотемпературными припоями узлов агрегатов

Назначение

Инструкция является руководством по пайке сталей: конструкционных, коррозионностойких (нержавеющих) и жаропрочных высокотемпературными твердыми серебрянными припоями ПСр40; ПСр МИН63; ПСр21,5; и медными припоями ВПР1; ВПР4 и их импортными аналогами газовыми горелками, а также в камерных печах и печах с вакуумной средой.

Оборудование и материалы

2.1 Горелка газовая ГОСТ 1077-79
2.2 Электропечь камерная с температурой до 1300 градусов
2.3 Вакуумная печка типа СНВ
2.4 Необходимые приспособления для установки и фиксации деталей
2.5 Ацетон ГОСТ 2603-79
2.6 Аргон чистый класса «А» ГОСТ 10157-79
2.7 Пинцет

ТВЕРДЫЕ ПРИПОИ И ФЛЮСУЮЩИЕ ВЕЩЕСТВА

3.1 Для пайки применять припои, указанные в табл.

3.2 Термообработка припоя производится в случае целесообразности, если припой недостаточно пластичен.
3.3 Для пайки применять перечисленные виды флюсов:
• ПВ200 для пайки припоями ПСр21,5 и ВПР1;
• ПВ201 для ПСр40 и ПСрМИН63;
• Калий тетрафторборат (КВF2) ГОСТ 9532-75 для пайки ПСр21,5 и ВПР1 в нейтральной среде.

4 ПОДГОТОВКА ПОВЕРХНОСТИ ДЕТАЛЕЙ И ПРИПОЯ

4.1 Размер зазоров должен быть, как правило, от 0,7 до 0,15мм для соединений типа «телескоп» и до 0,2 мм для других соединений (нахлесточных, стыковых, тавровых) Допускается уменьшение зазора в соединении типа «телескоп», если это вызвано особенностями конструкции узла.
4.2 Поверхности, подлежащие пайке, должны быть доведены до шероховатости не ниже 2,5.
4.3 На цементированных изделиях, после снятия медного покрытия, поверхности под пайку должны быть зачищены механически до чистого металла.
4.4 Наличие фаски в месте формирования галтели при печной пайке необходимо исключить. Кромки разделки в которой размещается паяемая деталь, должны притупляться радиусом ±0,1 мм.
4.5 Присутствие цветов побежалости и коррозии на паяемых поверхностях узлов после мех. обработки не допускается
4.6 Детали, поступающие на пайку, должны быть промыты.
4.7 Непосредственно перед пайкой обезжирить детали, входящие в узел и припой в ацетоне или другом растворителе и посушить на воздухе 10-15 мин. Сборку после данной процедуры проводить пинцетом или пользоваться х/б перчатками.

5 ПОДГОТОВКА ОБОРУДОВАНИЯ И ОСНАСТКИ

5.1 При пайке в камерной печи в аргоне внутренняя поверхность контейнера должна быть очищена от грязи и очищена путем промывки ацетоном или др. растворителем.
5.2 Вакуумная печь перед загрузкой узлов под пайку должна быть очищена от грязи и масла согласно руководству по эксплуатации.
5.3 Оснастка должна быть перед пайкой промыта в ацетоне или др. растворителе. В случае наличия рыхлых окисных пленок допускается обдувка оснастки электрокорундом или гидрохонингом.
5.4 При пайке в нейтральной среде перед запуском аргона в печь систему трубопроводов продуть аргоном. Смена баллонов в процессе пайки запрещается.

6 СБОРКА

6.1 Сборку узлов производить в приспособлениях обеспечивающих требуемое положение деталей и исключающих напряжения в зоне пайки.
6.2 Фиксацию припоя производить на машинах контактной сварки при помощи сварочного пистолета или сварочных клещей.

7 ПАЙКА

а) Пайка газовой горелкой
7.1 Развести флюс в Н2О или в спирте до пастообразного состояния, затем покрыть соединяемые поверхности.
7.2 Припой покрыть флюсом, разведенным в Н2О или в спирте и обсыпать порошком флюса
В процессе нагрева необходимо наблюдать за тем, чтобы поверхность металла у места зазора не оголялась от флюса и, при необходимости, делать подсыпку порошка флюса.
7.3 Нагреть паяемый участок до температуры, указанной в таблице выше. Температура при пайке контролируется зрительно по началу плавления припоя.
Нагрев зоны соединения производить равномерно по всей длине соединения, не допуская перегрева. При пайке деталей с разной толщиной стенок прогревать сначала более массивные детали.
7.4 Не допускать контакта флюса с пламенем более 4-5 минут из-за возможности потери им флюсующих свойств. Оптимальное время нагрева флюса при пайке в газовом пламени 20-60 сек.

7.5 В процессе пайки до полного охлаждения узел подвергать механическому воздействию воспрещается.

7.6 При необходимости для предохранения внутренней поверхности труб от чрезмерного окисления, на внутреннюю поверхность трубы нанести флюс или пропускать внутрь аргон.

При пайке трубу в зоне соединения располагать, по возможности, вертикально. Арматура должна находиться снизу.

7.7 Нагартованные детали из стали типа 12Х18Н9Т перед пайкой подвергать отжигу (детали из труб после гибки)

7.8 Подгибка трубопроводов после пайки не рекомендуется и совершенно не разрешается на расстоянии меньшем 20 мм от места пайки. Наплывы припоя на ниппеле разрешается запиливать.

б) Пайка в камерной печи

7.9 Производить в герметичных контейнерах со стальным колпаком-экраном в атмосфере аргона.

7.10 Флюсы 200, 201, 209 разводятся в воде до пастообразного состояния и наносятся тонким слоем, затем просушиваются в течение 10-15 мин. Порошок тетрафторбората калия засыпается в контейнер. Количество флюса, температура, время выдержки, расход аргона, скорость нагрева и охлаждения оговаривается в технологии.

7.12 Контроль температуры производить термопарой, вводимой внутрь контейнера.

Горячий спай термопары должен быть помещен, по возможности, как можно ближе к поверхности паяемого изделия.

7.13 Детали охлаждать под потоком аргона до комнатной температуры. Допускается обдув контейнера сжатым воздухом с целью уменьшения времени охлаждения.

в) Пайка в вакуумной печи

7.14 Производить преимущественной в среде аргона.

7.15 Собранный узел в приспособлении поместить на поддон печи, закрыв его колпаком-экраном из стали типа 12Х18Н10Т.

7.16 Пайка в среде аргона выполняется по следующей схеме:

Продуть систему трубопроводов до вакуумного крана аргоном
Откачать из печи воздух до остаточного давления, указанного в технологии. Разрешается промывка камеры аргоном, заключающаяся в следующем: откачка до 10-3мм рт. ст., заполнение газом и снова откачка до требуемого разряжения.
Подать в камеру печи газообразный аргон. Подачу вести непрерывно в течение 8-10 мин.
Включить нагрев и произвести пайку.

7.18 Контроль температуры выполняют при помощи термопары с записью на самописце. Горячий спай термопары должен быть помещен как можно ближе к поверхности паяемого узла. Допускается замер температуры в камере при условии учета экспериментально определенной разницы температур на поверхности изделия и в камере.

8 УДАЛЕНИЕ ОСТАТКОВ ФЛЮСА

В горячей, затем в холодной проточной воде с последующей обдувкой гидрохонингом.

9 КОНТРОЛЬ ШВОВ

9.1 Контроль состояния узлов должен проводиться на всех этапах тех.процесса подготовки поверхностей, сборки и пайки, введения флюса и припоя, устранения остатков флюса после пайки.

9.2 Применяемые материалы должны быть ГОСТированны или иметь ТУ. Следить за сроком годности флюса.

9.3 Применять следующие виды контроля:

а) внешний осмотр;

б) рентгенографический анализ;

в) проверка узлов на прочность и герметичность;

9.4 Внешнему осмотру подвергать 100% узлов с помощью увеличительного стекла 4-7 кратного увеличения.

Осматривать нужно паяный шов и зону, примыкающего к нему основного металла на расстоянии не менее 10 мм.

9.5 Шов должен быть чистым, без пористости, раковин, свищей, непропаев, посторонних включений, остатков флюсов и т.д. при условии, что припой заполнил зазор и образовал галтель.

10 ИСПРАВЛЕНИЕ ДЕФЕКТОВ

10.1 Недопустимые непропаи, поры, раковины и др. дефекты устранять подпайкой не более 2-х раз тем же припоем, которым проводилась пайка или с более низкой температурой плавления.