Сварка обычно используется для соединения различных металлических частей вместе. Этот тип соединения популярен во всех сферах жизни и производства. Чаще всего его используют радиолюбители и самоделкины.
Пайка может помочь при ремонте компьютеров, телевизоров и радиоприемников, а также в промышленных целях, например, при ремонте холодильников. Пайка хороша для создания герметичного соединения. А некоторые материалы просто невозможно соединить другим способом.
Не все металлы можно соединить с помощью сварки. Пайка требует опыта, хороших инструментов и правильного выбора припоя и флюса для получения хорошего, плотного соединения.
Состав и тип припоя и флюса следует выбирать в соответствии с соединяемым материалом. Например, для алюминия требуется совсем другой флюс, чем для меди. Рассмотрите основные свойства флюсов, их пригодность и применение.
Основные свойства
В качестве припоя применяют разные сплавы металлов. Есть сплавы на одном чистом металле, обычно это олово. Металлы, входящие в состав припоя, отличаются между собой разными параметрами.
Смачиваемость
Любые припои для пайки в обязательном порядке должны обладать свойством смачиваемости, иначе соединяемые детали невозможно будет соединить качественной пайкой.
Смачиваемость — это явление, при котором связь между молекулами твердого тела и жидкости сильнее, чем связь между жидкостью и твердым телом. При хорошей смачиваемости жидкость рассеивается по поверхности и заполняет все ее полости. Если припой недостаточно смачивает металл, его нельзя использовать для этого металла. Чистый свинец нельзя использовать для пайки меди; он не может смачивать медь.
Температура плавления
Независимо от типа припоя, температура плавления любого типа не должна быть выше температуры спаиваемой детали. Однако она должна быть выше рабочей температуры материала, чтобы припой не расплавился при работе со сварочным оборудованием.
В этом вопросе существует два температурных порога. Первая — это температура, при которой наиболее легкоплавкий компонент припоя только начинает плавиться, а вторая — когда весь припой становится жидким. Интервал между этими двумя значениями известен как интервал кристаллизации припоя.
Если паяное соединение находится при температуре кристаллизации, то даже при небольшой нагрузке оно быстро разрушится, так как сопротивление соединения увеличится, и оно станет хрупким. При пайке важно знать, что к паяному соединению нельзя прикладывать нагрузку до полного затвердевания.
Свойства припоев
Любой состав припоя не должен содержать вещества, оказывающие токсическое воздействие на организм человека выше нормального уровня. Припой для пайки должен обладать термически и электрически стабильными свойствами. При выборе припоя необходимо учитывать теплопроводность и тепловое расширение припоя. Они должны находиться на одном уровне с паяемой деталью.
Виды припоев
Все припои для пайки делятся на твердые и мягкие припои. Температура плавления твердого припоя выше 450 градусов, а температура плавления мягкого припоя может достигать этого значения.
Мягкие припои для пайки
Наиболее популярные мягкие припои — это сплавы олова и свинца в различных пропорциях. Для придания припою особых свойств в него могут быть добавлены вспомогательные компоненты. Кадмий и висмут используются для снижения температуры плавления. Сурьма повышает прочность припоя.
Оловянно-свинцовые припои имеют низкую температуру плавления и низкую прочность. Лучше не использовать эти припои в критических зонах. Если детали, подверженные высоким нагрузкам, должны паяться мягким припоем, рекомендуется увеличить площадь пайки.
Самые популярные мягкие припои — от PIC-18 до PIC-90. цифры в маркировке указывают на процентное содержание олова в припое. Эти паяльные сплавы используются в производстве электронного оборудования. Припой 90 используется для пайки плакированных деталей. Припой-61 используется для пайки точного оборудования и важных компонентов из различных материалов. Используется для пайки латуни и меди, где требуется высокая прочность и электропроводность.
Припой-40 используется для неответственных деталей, где не требуется особая точность. Область пайки может нагреваться до высоких температур. Припой-30 эффективен для латуни и меди, а также стальных сплавов.
Твердые припои для пайки
Имеются две группы паяльных сплавов с высокой температурой плавления: медные сплавы и серебряные сплавы. Сплавы для пайки меди — это сплавы цинка с медью, которые хорошо подходят для соединений, рассчитанных на статические нагрузки. Эти сплавы хрупкие, поэтому их не следует использовать для пайки материалов с ударными или вибрационными нагрузками.
Другие виды припоя
Существуют и другие типы сплавов припоя, которые используются редко. Они необходимы при сварке редких металлов или в особых условиях. Паяльные сплавы на основе никеля используются для высокотемпературной пайки или для производства нержавеющей стали. Золотые паяльные сплавы используются для вакуумных трубок. Имеется также магниевый припойный сплав.
Форма выпуска
Припой выпускается в различных формах и упаковках. Наиболее распространенными формами являются припойная проволока или фольга, а также порошок или хлопья припоя. Существуют также гранулированные формы припоя и паяльной пасты. Форма припоя выбирается в зависимости от типа зоны пайки.
Пайка алюминия
Алюминиевые детали соединяются пайкой, при этом используются специальные паяльные сплавы. Пайка алюминия используется в промышленности и быту.
В целом, пайка алюминия считается сложной задачей. Это происходит, когда используется неправильный тип припоя. Для других металлов используется неправильный тип припоя. Причиной этой трудности является образование оксидной пленки, которая не позволяет хорошо смачивать алюминий.
При пайке алюминиевых деталей используйте припой, содержащий цинк, серебро, медь, алюминий и кремний. На рынке представлено множество припоев, содержащих эти компоненты в различных пропорциях. Наибольшей коррозионной стойкостью и прочностью соединения обладают припои с высоким содержанием цинка.
Алюминий также можно паять обычным свинцово-оловянным припоем, но для этого требуется хорошая подготовка поверхности, включая чистку металлической щеткой из нержавеющей стали. Для пайки необходимо использовать активный флюс. Однако этот метод используется редко.
Сварка алюминия осуществляется при высоких температурах. Наиболее часто используемым сплавом для пайки алюминия является сплав алюминия с медью и кремнием.
Пайка меди
Медь легче всего поддается пайке. Почти все паяные сплавы могут быть соединены с медью. Используются мягкие и твердые припои, а также сплавы олова, свинца, серебра и цинка.
Все виды мягкого припоя подходят для ремонта компьютеров или телевизоров. Для пайки труб, водопроводов и холодильников используется твердый припой. Следуйте этим простым правилам, и вы получите хороший результат.
Пайка нержавейки
Для соединения пайкой деталей из нержавеющей стали специалисты рекомендуют использовать припой, состоящий из свинца и олова. Хорошо работает припой, содержащий кадмий. Также можно использовать мягкие припои на основе цинка.
Их не следует использовать с низколегированными сталями, а также с углеродистыми сплавами. Лучшим материалом для пайки нержавеющей стали является чистое олово, особенно если припой будет контактировать с пищевыми продуктами.
Для пайки в сухом помещении или в печи можно использовать паяльные сплавы марганец плюс серебро, чистую медь или никель плюс хром. При пайке в коррозионных условиях используйте оловянные спирты на основе серебра, содержащие некоторое количество никеля.
Пайка стали
Эффективным паяльным сплавом для соединения стальных деталей является PIC-41. Можно использовать и другие паяльные сплавы, но они менее пригодны для этой цели. Паяльные сплавы на основе цинка плохо реагируют со сталью, особенно с низколегированными и углеродистыми сплавами.
Как самому приготовить припой
При самостоятельном изготовлении припоя состав (обычно свинец и олово) взвешивается на весах. Эту смесь расплавляют в тигле на газовой горелке. Расплавленный состав перемешивают металлическим стержнем.
Затем с поверхности расплавленного припоя маленькой стальной пластинкой удаляется окалина и аккуратно заливается в форму из олова или гипса.
Плавка проводится в проветриваемом помещении с соблюдением мер безопасности, т.е. в очках, фартуке и перчатках.
Виды флюсов
Вы не можете паять без флюса, как и без припоя. Это химическое вещество, которое растворяет и поглощает оксиды. Флюс защищает металл от окисления и способствует смачиванию соединяемых деталей.
При пайке олова и свинца используется солянокислый флюс или флюс на основе хлористого цинка. Хлорид аммония или бура также могут использоваться в качестве флюсов. Эти потоки являются активными потоками. Пассивные флюсы состоят из канифоли, масла, вазелина и подобных веществ.
Например, для мягких припоев можно использовать растворы соляной кислоты. Для стали, меди и латуни используется хлорид цинка. Жирные вещества можно растворить в спирте с помощью аммиака. Смесь тунгового масла, хлорида цинка и канифоли используется в качестве флюса для пайки алюминиевых сплавов. Фосфорная кислота также имеет свое применение.
