Как паять латунь: как выбрать флюс, припой и подходящий инструмент

Газовая сварка никеля и никельсодержащих сплавов

Газовую сварку никеля используют, в большинстве случаев, для сварки никелевых
листов или полос, толщиной до 3-4 мм. Сварку ведут без подготовки кромок. Часто
газовой сваркой соединяют малогабаритные детали, т.е. в таких случаях, когда
другие способы сварки плавлением не позволяют обеспечить качественное формирование
сварного шва. После сварки шов зачищают от шлака.

Подготовка металла под сварку

Подготовка никелевых листов и полос для газовой сварки заключается в зачистке
кромок и выполнении прихваток на расстоянии 200мм друг от друга. Листы, с толщиной,
не превышающей 1,5мм, отбортовывают, и сваривают без применения присадочного
металла.

Тонкие никелевые листы при
сварке подвергаются значительным деформациям. Поэтому, необходимо предварительно
раздвигать свариваемые листы под небольшим углом. Рекомендуемый зазор между
кромками под сварку выбирают из расчёта 1,5-2% от длины сварного соединения.
Фиксирующие приспособления не используют, т.к. они существенно увеличивают риск
образования
горячих трещин при сварке металла.

Газы для сварки, сварочное пламя и мощность горелки

Газовую сварку никеля ведут нормальным сварочным пламенем, при соотношении
кислорода к ацетилену, примерно, 1,1-1,15. Применение других газов
для газовой сварки никеля не рекомендуется, и.к. они не обеспечивают требуемого
качества шва из-за выделения большого количества воды.

Ацетилен перед сваркой необходимо сушить и освобождать от сероводорода. Поэтому
воду в ацетиленовом
генераторе следует менять чаще. Для этой цели, также, хорошо подойдёт фильтр-осушитель,
наполненный хлоридом кальция CaCl. Осушитель следует располагать за водяным
предохранительным затвором, чтобы осушенный газ проходя через затвор, вновь
не насыщался водой.

Мощность газосварочной горелки можно определить по формуле:

W=(140…200)s, л/ч, где s — толщина металла, мм

Выбор присадочного металла

Присадочный металл по химическому составу должен быть приближен к свариваемому
металлу. Часто в качестве присадочного металла используют нарезки из основного
металла. Хорошие результаты показывает присадочная проволока, легированная такими
металлами, как кремний, марганец, железо, или титан.

Для того, чтобы снизить риск возникновения трещин, рекомендуется выбирать присадочный
материал, содержащий, приблизительно, 20% марганца, 0,06% магния и 0,2% кремния.
Можно использовать присадочную проволоку из нихрома. Диаметр проволоки выбирают
не менее чем половина свариваемой толщины, но не более 5мм.

Выбор флюса для газовой сварки никеля

При газовой сварке никеля выбирают активные флюсы, способные растворять оксиды,
образующиеся в процессе сварки металла,
в частности, оксид никеля NiO. В составе флюса не допускается наличие вредных
элементов и флюс должен плавиться при более низкой температуре, чем основной
металл, чтобы повышать жидкотекучесть сварочной ванны. Для газовой сварки никеля
чаще всего выбирают многокомпонентные флюсы. Возможно применение флюсов, использующихся
при газовой сварке меди. Наиболее часто встречающиеся марки флюсов представлены
в таблице ниже:

Флюсы №5 и 6 в таблице, не нашли широкого распространения, т.к. они достаточно
сложны по составу, но при этом, преимуществ перед другими флюсами они не дают.
Флюс №4 рекомендуется для сварки никелевого сплава нихрома. Все флюсы замешиваются
на воде или на спирте. При этом спирт предпочтительнее, т.к. снижена вероятность
попадания воды в сварочную ванну.

Техника газовой сварки никелевых изделий

Сварку
осуществляют правым
способом газовой сварки, т.к. при таком способе металл сварного шва и зоны
термического влияния охлаждается медленнее. Положение сварочной горелки должно
быть под углом 45° к свариваемым поверхностям и под углом 90° к присадочному
прутку. В большинстве случаев сварка выполняется за один проход. При этом присадочный
пруток окунается попеременно, в ёмкость с флюсом и в сварочную ванну.

Чтобы избежать коробления, в случае большой длины сварного соединения, сварку
выполняют обратно-ступенчатым способом, отступая при этом от края соединения,
приблизительно, на 300мм. После заварки длинного участка соединения, возвращаются
к не заваренному краю и сваривают его, также обратно-ступенчатым способом. Рекомендуемые
схемы сварки длинных швов никеля показаны на рисунке.

Общие требования

Количество композиций металлов, не включающих свинец, постоянно увеличивается. Благодаря многолетнему применению на практике, известность получили несколько основных составов. Для многих из них характерно явление эвтектики.

Оно заключается в том, что температура плавления сплава с тщательно подобранным соотношением металлических компонентов ниже, чем у любой другой смеси выбранных металлов. Эвтектические качества бессвинцового припоя позволяют снижать температуру нагрева рабочей зоны, экономить количество потребляемой электроэнергии.

Существуют общее требования к припоям без свинца – отсутствие лишних примесей. Посторонние металлы негативно влияют на качества шва:

• если в сплавах в небольших количествах находится никель, то шов может иметь полости;
• примеси алюминия приведут к получению тусклого и зернистого соединения;
• железо значительно увеличивает вероятность образования окалины;
• медь в избыточном количестве склонна увеличивать смачиваемость;
• сурьма может вызвать образование шва, хрупкого при невысоких показателях температуры.

Важно применять припои, сделанные авторитетными производителями. На предприятиях, профессионально занимающихся получением бессвинцовых припойных сплавов, много внимания уделяется контролю чистоты всех компонентов

Качеству такой продукции можно доверять.

Технические характеристики припоя ПОС-63

Припой ПОС 63 описан в ГОСТе и в отраслевом стандарте OCT 4Г 0.033.200. Под припоем ПОС-63 понимают такой сплав, который состоит на 63 % из олова и на 37 % из свинца. Это некая модернизация припоя ПОС-61, подогнанная под международный стандарт J-STD 006В. Большинство также имеют маркировку Sn63Pb37. Это эвтектические сплавы с температурой плавления 183 градуса Цельсия.

Применяется ПОС-63 для пайки и лужения выводов микросхем и корпусированных радиокомпонентов, печатных плат, проводов и кабелей. В общем, из современных припоев — этот самый распространенный. Технические характеристики припоя ПОС 63 примерное такие же, как у ПОС-61. Но точных значений я пока не нашел.

Достоинства припоя ПОС-63:

• самый распространенный припой ПОС серии;
• сравнительно низкая температура плавления;
• совпадение точек солидуса и ликвидуса;
• низкая стоимость;
• поставляется в виде проволоки с заполнением флюсом.

Недостатки припоя ПОС-63:

• часто подделывают, особенно китайцы;
• содержит свинец, что увеличивает стоимость утилизации электронной техники согласно современных норм безопасности.

Популярные марки

Сегодня на рынке представлены десятки марок припоев, не имеющих в своем составе свинца или компонентов на его основе. Среди лидеров индустрии можно выделить нескольких производителей.

ELSOLD. Европейская компания, успешно работающая более 50 лет. Продукция поставляется потребителям с сопроводительным химическим анализом партии, ориентирована на производство электроники и другой высокоточной техники. Бессвинцовые припои марки сертифицированы для РФ и стран ЕС, используются в космической отрасли, имеют специальную маркировку.

Это основные марки, завоевавшие популярность. Большую часть составов в бюджетных ценовых категориях представляют оловянно-медные сплавы — недорогие и вполне эффективные при правильном применении.

Виды припоев для ремонта кузова

• Суще­ству­ют раз­ные типы при­по­ев. Для ремон­та кузо­ва чаще при­ме­ня­ют­ся мяг­кие (лег­ко­плав­кие) при­пои. Они про­да­ют­ся в виде стерж­ней, длин­ной 45 см, раз­ной тол­щи­ны. В целом, они клас­си­фи­ци­ру­ют­ся как при­пои с содер­жа­ни­ем свин­ца и без содер­жа­ния свин­ца (lead free). Пер­вый тип при­поя при­ме­нял­ся мно­го лет из-за его лёг­ко­сти исполь­зо­ва­ния. Одна­ко он был запре­щён в неко­то­рых стра­нах для при­ме­не­ния в мас­со­вом про­из­вод­стве, по при­чине вре­да здо­ро­вью и окру­жа­ю­щей сре­де. Одна­ко, свин­цо­вый при­пой, по-преж­не­му исполь­зу­ет­ся част­ны­ми лица­ми и его  мож­но встре­тить в про­да­же. Мно­гие масте­ра пред­по­чи­та­ют исполь­зо­вать имен­но свин­цо­вый при­пой.
• На при­пое ука­зы­ва­ет­ся соот­но­ше­ние его ком­по­нен­тов (оло­ва, свин­ца). Тра­ди­ци­он­ный при­пой для кузо­ва состо­ит из 30% оло­ва и 70% свин­ца. Может содер­жать­ся допол­ни­тель­ный ком­по­нент, к при­ме­ру, 74% свин­ца, 25% оло­ва и 1% сурь­мы. Сви­нец опа­сен для здо­ро­вья. Что­бы его при­ме­нять, тре­бу­ют­ся сред­ства защи­ты, и нуж­но учи­ты­вать меры без­опас­но­сти. Одна­ко его лег­че исполь­зо­вать. Он доль­ше оста­ёт­ся мяг­ким после нагре­ва (в диа­па­зоне от 180 до 260 гра­ду­сов по Цель­сию). Это облег­ча­ет его нане­се­ние и раз­рав­ни­ва­ние. Этот при­пой лег­ко нано­сит­ся на вер­ти­каль­ные и гори­зон­таль­ные поверх­но­сти. После затвер­де­ва­ния свин­цо­во­го при­поя, его не реко­мен­ду­ет­ся обра­ба­ты­вать шли­фо­валь­ной машин­кой, так как обра­зу­ет­ся очень ток­сич­ная пыль. Так, его обыч­но обра­ба­ты­ва­ют спе­ци­аль­ным кузов­ным напиль­ни­ком, а на завер­ша­ю­щей ста­дии брус­ком с круп­но­зер­ни­стой шли­фо­валь­ной бума­гой вруч­ную. Если всё же при­ме­ня­е­те шли­фо­валь­ную машин­ку, то нуж­но исполь­зо­вать толь­ко круп­ный абра­зив, что­бы не было взве­си из мел­кой пыли. Остат­ки свин­ца после шли­фо­ва­ния нуж­но сра­зу ути­ли­зи­ро­вать.

При­пой с содер­жа­ни­ем свин­ца (Pb 74%), оло­ва (Sn 25%) и сурь­мы (1%).

• При­пой может иметь раз­ное соот­но­ше­ние свин­ца и оло­ва (70/30, 60/40 или 50/50). При­пой с более низ­ким содер­жа­ни­ем свин­ца так­же исполь­зу­ет­ся при ремон­те кузо­ва, но име­ет низ­кий диа­па­зон пла­стич­но­сти (от 183ºC до 188ºC), поэто­му его слож­нее исполь­зо­вать. При­пои с таким соот­но­ше­ни­ем обыч­но при­ме­ня­ют на гори­зон­таль­ных поверх­но­стях, так как они быст­ро ста­но­вят­ся жид­ки­ми и могут сте­кать. При­ли­па­ние у всех свин­цо­вых при­по­ев при­мер­но оди­на­ко­вое и зави­сит от пра­виль­но­сти под­го­тов­ки поверх­но­сти.
• Как аль­тер­на­ти­ва при­пою со свин­цом был раз­ра­бо­тан более без­опас­ный при­пой без содер­жа­ния свин­ца. Во всех при­по­ях без содер­жа­ния свин­ца, оло­во явля­ет­ся глав­ным ком­по­нен­том. Дру­гим ком­по­нен­том может быть сереб­ро, медь, индий или вис­мут. Боль­шин­ство при­по­ев без свин­ца име­ют либо более высо­кую, либо более низ­кую точ­ку плав­ле­ния, чем у свин­цо­во­го при­поя. Для ремон­та кузо­ва наи­бо­лее рас­про­стра­нён при­пой без свин­ца, состо­я­щий из оло­ва и сереб­ра (94% оло­ва и 6% сереб­ра или 96% оло­ва и 4% сереб­ра). Он име­ет более высо­кую сто­и­мость. При­пой без свин­ца при­мер­но равен по харак­те­ри­сти­кам тра­ди­ци­он­но­му при­пою со свин­цом с соот­но­ше­ни­ем 50/50 (свинец/олово). Такой при­пой име­ет более высо­кую точ­ку плав­ле­ния (221°C). После нагре­ва, он оста­ёт­ся в мяг­ком состо­я­нии менее про­дол­жи­тель­ное вре­мя, чем свин­цо­вый при­пой, что услож­ня­ет его вырав­ни­ва­ние. При засты­ва­нии полу­ча­ет­ся более твёр­дым и хруп­ким. Его слож­нее обра­ба­ты­вать напиль­ни­ком. Пре­иму­ще­ство в том, что его мож­но обра­ба­ты­вать шли­фо­валь­ной машин­кой, так как он не обра­зу­ет ток­сич­ной пыли. Хотя, не нуж­но забы­вать про респи­ра­тор. Допол­ни­тель­ным пре­иму­ще­ством при­поя без свин­ца явля­ет­ся более высо­кая проч­ность на раз­рыв.
• При­пой, при­ме­ня­е­мый в элек­тро­ни­ке, обыч­но состо­ит из 60% оло­ва и 40% свин­ца. Он может содер­жать флюс в цен­тре. Флюс с кани­фо­лью, часто исполь­зу­е­мый с таким при­по­ем, не спо­соб­ству­ет адге­зии к ста­ли, а флюс с кис­ло­той может дей­ство­вать хоро­шо. Такой при­пой луч­ше при­ме­нять толь­ко для пай­ки малень­ких отвер­стий, так как его диа­па­зон пла­стич­но­сти очень малень­кий.
• Для рабо­ты с кузо­ва­ми из алю­ми­ния исполь­зу­ет­ся дру­гой тип при­поя (с содер­жа­ни­ем оло­ва и цин­ка).

Способы

Многих интересует возможность применения аргона, холодной сварки, а также низкотемпературной и газопламенной технологий. Пайка отдельных конструктивных элементов и изделий осуществляется при помощи обычных паяльников, горелок, а также хорошо известных многим паяльных ламп. На данный момент можно выделить 3 основных варианта создания подобных соединений, а именно:

• с применением канифоли в качестве флюса;
• при помощи припоев с разной основой;
• электрохимический процесс.

Первый способ актуален преимущественно для соединения поверхностей небольших площадей. Чаще всего таковыми являются провода и кабели, спаиваемые участки которых на этапе подготовки требуется максимально качественно обработать и залудить, создав соответствующий слой канифоли. Допускается применение раствора упомянутого типа флюса в диэтиловом эфире. Данный метод предусматривает добавление средства без отрыва жала паяльника.

Пайка с применением припоев достаточно широко используется в современной электротехнике, а также в процессе ремонта автомобилей и изделий из алюминия. На первоначальном этапе необходимо покрыть соединяемые места деталей сплавом. Речь идет об обязательном лужении данных частей непосредственно перед их спаиванием.

Электрохимический метод – это процедура, выполнение которой требует наличия специальной установки, предназначенной для создания гальванического покрытия. Данное оборудование позволяет выполнять омеднение поверхностей соединяемых элементов. Если такая установка отсутствует, то, в принципе, создать необходимый слой можно самостоятельно. В домашних условиях на предварительно зачищенную наждачной бумагой область наносится медный купорос. Следующий шаг – это подключение к обрабатываемой детали или изделию минусового полюса источника питания.

В качестве независимого источника энергии вполне можно использовать батарейку, АКБ и даже выпрямители. К плюсовому выводу при этом подключают электрод в виде зачищенного медного провода, сечение которого составляет около 1 мм. Его следует расположить на изолированной поверхности (подставке). В результате электролиза на обрабатываемые детали оседает медный слой.