Пайка стали, меди, алюминия, нержавейки, оцинковки

Отличия пайки металла от сварки

Существует два основных метода скрепления двух металлов: cварка и пайка. В первом случае элементы скрепляются за счет расплавления кромки металла. Это может быть как нагрев, так и скрепление при помощи нагнетания давления. В случае пайки заготовки скрепляют между собой при помощи присадочного материала – припоя.

В некоторых случаях пайка является более щадящим и экономичным способом скрепления заготовок. Также пайка обладает рядом преимуществ:

1. Обе детали не нагреваются да температуры плавления. Таким образом получается сохранить их физические и химические свойства.
2. Заготовки не требуют тщательной очистки и обработки, как это требуется при сварке.
3. Оборудование для пайки стоит намного меньше, чем сварочные аппараты.
4. Возможность изготовления сложных узлов и конструкций.
5. Прочность полученного стыка. Детали не гнуться и не деформируются после спаивания.

Рассмотрим подробнее методы пайки разных металлов.

Технология сварки свинца и его сплавов

Подготовка под сварку

Перед сваркой свариваемые кромки должны быть зачищены до металлического блеска на ширину не менее 30 мм от каждой кромки. Допускается применение химического травления в растворе уксусной кислоты, содержащем уксуснокислый аммоний, или промывка в четыреххлористом углероде.

Очищенная поверхность свинца сохраняется незначительное время и может потребоваться повторная зачистка кромок непосредственно перед сваркой.

Сварка плавлением свинца и его сплавов может производиться в любом положении швов в пространстве. При двусторонней сварке металла толщиной до 10 мм скос кромок не производят. Для полного провара металла толщиной более 6 мм при односторонней сварке рекомендуется производить односторонний скос кромок под углом 35° с каждой стороны с притуплением до 4 мм. При вертикальной сварке вследствие легкоплавкости, жидкотекучести и большой удельной массы свинца следует применять передвижные формирующие планки-подкладки. Применять подкладки рекомендуется и при сварке других стыковых соединений, причем для толщины до 4 мм подкладки могут быть из асбеста.

Присадочную проволоку выбирают в соответствии с маркой свариваемого свинца.

Целесообразно присадочный металл закладывать в стык, что повышает производительность сварки и до некоторой степени предохраняет от вытекания металла.

Сварку свинца осуществляют преимущественно газовым пламенем, дугой угольным электродом или неплавящимся электродом в среде аргона.

Газовая сварка

Газовая сварка применяется для свинца и его сплавов толщиной от 0,8 до 30 мм и более. Используют ацетилено-кислородное и водородно-кислородное пламя. Как правило, газовую сварку применяют при облицовке гальванических ванн, сварке свинцовых трубопроводов небольших диаметров, наплавке свинца на черные металлы. Ацетилено-кислородную сварку производят пламенем нормального состава (β= 1÷1,2). Мощность пламени (л/ч) W=100s, где s — толщина свариваемого металла, мм. Процесс сварки необходимо осуществлять с максимально возможной скоростью, чтобы не происходило вытекание свинца из стыка. При толщине металла более 1,5—2 мм сварку производят в несколько слоев «левым» способом с наклоном горелки 30—45° к изделию. В качестве флюса применяют стеарин или расплав стеарина с канифолью, перед нанесением флюса на кромки свариваемые листы в стыке подогревают горелкой. Флюс химически не реагирует со свинцом и только защищает металл от окисления.

Вследствие высокой пластичности свинца не требуется мер по борьбе со сварочными напряжениями, однако при сварке сурьмянистого свинца возможно образование трещин.

Дуговая сварка угольным электродом

Дуговая сварка угольным электродом выполняется на переменном и постоянном токе, лучшие результаты получаются на постоянном токе прямой полярности. При бесфлюсовой сварке на поверхности расплавленной ванны образуется пленка оксида свинца, которую необходимо механически удалять. Лучшее качество швов получают при использовании флюсов — стеарин или расплав стеарина с канифолью. Металл малых толщин (до 4 мм) сваривают встык за один проход, при больших толщинах— за два или три прохода. Сварку за первый проход осуществляют без присадочного металла за счет расплавления кромок. При втором проходе используют присадочный металл, увеличение размеров сварочной ванны достигают круговыми движениями электрода. Третий проход выполняют при сварке свинца значительных толщин. Рекомендуется пульсирующая дуга: наряду с перемещением электрода в горизонтальной плоскости ему сообщаются небольшие колебания в вертикальной плоскости. Сварку ведут без подогрева, в начале сварки путем задержки дуги подогревают первый участок стыка. Сварку ведут без перерыва. При случайном обрыве дуги необходимо вначале зачистить участок вокруг кратера до металлического блеска и лишь после этого продолжать сварку. С целью сглаживания сварного шва допускается его обрубка и проковка.

Режимы дуговой сварки свинца угольным электродом характеризуются малыми сварочными токами — не выше 100 А из-за возможной резки при более высоких токах и напряжении на дуге 10—12 В.

Ориентировочные режимы дуговой сварки свинца угольным электродом приведены в табл. 29.1.

Для механизации сварочных работ рекомендуется использовать дуговую сварку неплавящимся электродом в среде инертных газов. Сварку свинца малых толщин (до 3 мм) во всех пространственных положениях выполняют короткой дугой на постоянном токе прямой полярности в среде аргона.

Импульсно-дуговая сварка

Импульсно-дуговая сварка осуществляется точками, поэтому большое влияние на проплавляющую способность дуги оказывает величина шага точек: при толщине свариваемых листов 3 мм рекомендуется шаг 2,5—3,5 мм, при 5 мм — 1,5—2,5 мм. При большем шаге снижается величина провара. Для обеспечения максимальной проплавляющей способности дуги форма импульса тока должна приближаться к прямоугольной.

Холодная сварка свинца

Холодная сварка свинца используется для малых толщин—до 2—2,5 мм. Минимальная величина деформации при этом составляет 84%. Холодная сварка сдвигом позволяет снизить величину деформации до 50 %. Скорость нагружения мало влияет на деформируемость и прочность сварных соединений из свинца. Прочность сварных соединений составляет σв = 29÷49 МПа и близка к прочности основного металла, на уровне основного металла находятся электропроводность и другие свойства.

Свинец можно сваривать взрывом.

Волченко В.Н. «Сварка и свариваемые материалы», том 1. -М. 1991

Пайка цветных металлов

Изделия из цветных металлов требуют точной подгонки. Именно поэтому их чаще паяют, а не варят. Изучим отдельные виды цветных металлов и их скрепление при помощи пайки.

Важно:

Всегда фиксируйте обе заготовки при помощи тисков, струбцин либо других крепежных элементов. Особенно, если вы работаете с габаритными деталями. Колебания или сдвиги во время пайки могут перекосить шов, припой может стечь. Это повлечет за собой хрупкость стыка и со временем на нем могут образоваться трещины или свищи.

Пайка меди

Медь – это довольно часто встречающийся металл в повседневной жизни. Водопроводные трубы, электрические кабели, электронные компоненты – все они частично или полностью состоят из меди.

В основном существует два метода пайки меди:

• Высокотемпературная (рабочая температура порядка 600 ˚С);
• Низкотемпературная (рабочая температура до 450 ˚С).

В рамках данной статьи мы рассматриваем пайку в домашних условиях, поэтому возьмем низкотемпературную технологию.

Для пайки меди вам потребуется:

1. Припой. В основном его изготавливают из сплавов олова (95—97 %) с медью, сурьмой, висмутом, серебром, селеном. Лучшими свойствами обладают серебросодержащие припои. Широкое применение получили и трёхкомпонентные виды, в состав которых входит олово, медь и серебро. Использование оловянно-свинцовых припоев на производстве ограничено из-за вредности свинца. В домашних условиях также стоит поберечь свои легкие от паров свинца. Используйте активную вытяжку.
2. Флюс для пайки меди (активированный, кислотный, некислотный, антикоррозийный).
3. Газовая горелка.

Информация:

На крупных производствах и заводах часто используют паяльную пасту. Чаще всего в ее состав входят: флюс, маленькие частицы припоя и специальные добавки.

Рассмотрим пошаговую технологию пайки двух медных элементов:

1. На обе детали наносят флюс. Им покрывают место стыка и область, на которую будут наносить припой.
2. В место стыка закладывают припой. Это может быть оловянная проволока или специальная паста.
3. Полученное соединение нагревают при помощи газовой горелки. Припой распределяется по месту стыка, а также частично на область около пайки.
4. Полученную заготовку оставляют остывать. В этот момент нельзя крутить или гнуть полученную деталь. Место стыка должно полностью остыть, чтобы припой смог полностью затвердеть.
5. Остатки флюса удаляют при помощи абразивной щетки.

Важно:

Не направляйте открытый огонь прямо на припой. Он должен расплавиться и заполнить собой шов вследствие нагрева кромок деталей.

Пайка алюминия

Алюминий достаточно капризный материал. Многие эксперты считают, что в домашних условиях скрепить две алюминиевые заготовки просто невозможно, так как место скрепления необходимо прогревать до температуры порядка 600 ˚С, а это чревато прогоранием самого листа алюминия.

Но это утверждение не совсем верно. Спаять два элемента из алюминия можно, если использовать особый флюс и припой. Рассмотрим подробнее все компоненты, которые понадобятся для работы с алюминием:

1. Припой. Лучше всего для работы с алюминием подходят припои в составе которых есть: кремний, алюминий, медь, серебро и цинк. К таким можно отнести отечественный припой «34А» или его зарубежный аналог «Aluminium-13».
2. Флюс. Лучше, если в его составе будет фторборат аммония с добавлением триэтоналомина. Некоторые используют обычную буру.
3. Паяльник, мощностью не менее 100 Вт.

Полезно:

Припои с высоким содержанием цинка обладают лучшими антикоррозийными свойствами.

Пошаговое руководство по пайке алюминиевых заготовок:

1. Зачистить обе заготовки от грязи и пыли.
2. Удалить при помощи наждачной бумаги оксидную пленку. Эту операцию проделывают с целью уменьшения оксидного слоя, который моментально образовывается на поверхности алюминия.
3. На место соединения наносят флюс.
4. Припой закладывают равномерно и постепенно, не подвергая постоянному нагреву поверхности алюминиевых заготовок.
5. Полученный стык зачищают при помощи металлической щетки или мелкой наждачной бумаги.

Пайка листов жести

Обычная жесть скрепляется довольно просто. Металл без примесей или нанесения чаще всего дает ровный шов и не меняется под воздействием высоких температур. Для пайки жести потребуется:

1. Припой. В основном используют припои на основе олова и сурьмы. К ним относят ПОС-40 или ПОС-30. В некоторых случаях используют ПОС-90, в состав которого входит свинец.
2. Флюс. Подойдет как соляная кислота, так и обычная канифоль. Свежая оксидная пленка на жести удаляется очень легко.
3. Паяльник мощностью не менее 40 Вт.

Технология пайки:

1. Зачистить жестяные элементы от грязи и пыли.
2. Нанести канифоль на место стыка.
3. Положить припой на стык и при помощи паяльника расплавить его.
4. Зачистить полученное место при помощи мелкой наждачной бумаги или металлической щетки для ровного шва.

Пайка оцинкованного железа

В отличие от обычной жести, оцинкованное железо имеет ряд специфических характеристик. Во-первых, цинк на поверхности листа испаряется при температуре 960 ˚С. Поэтому не рекомендуется использовать мощные горелки в работе с оцинкованным листом.

Во-вторых, не все припои подходят для работы с оцинкованным железом. Например, крайне не рекомендуется использовать припой ПОС-90, так как он разрушает структуру листа.

Компоненты для пайки:

1. Припой. Лучше всего выбрать ПОС-30.
2. Флюс — борная кислота или хлористый цинк.
3. Паяльник мощностью не менее 40 Вт.

Технология спайки двух элементов из оцинковки аналогична работе с обычной жестью. Главное — греть место спайки равномерно, не допуская перегрева отдельных областей.

Пайка нержавеющей стали

Нержавеющая сталь — это сплав, в котором присутствует никель и хром, а также титан. Пайка нержавейки немного отличается от аналогичной работы с обычным или оцинкованным железом. В зависимости от количественного содержания того или иного металла в составе нержавейки, она будет иметь разные физические характеристики.

Так, лист с большим содержанием никеля при температуре 500 — 700 ˚С может выделять карбидные соединения. Подобные листы подвергают равномерному и быстрому нагреву, чтобы избежать разрушения структуры материала.

Рассмотрим необходимые компоненты:

1. Припой. Его выбирают в зависимости от условий пайки. В условиях открытой местности или повышенной влажности отдают предпочтение припоям на основе серебряных сплавов с незначительным содержанием никеля. В сухих помещениях или доменных печах используют хромникелевые или серебряно-марганцевые припои. Для первичного лужения двух деталей используют обычный припой на основе олова и свинца.
2. Флюс — бура в виде порошка или пасты.
3. Мощная газовая горелка выдающая температуру свыше 800 ˚С. Пригодится паяльник с мощностью выше 100 Вт для первичного лужения.

Пошаговая технология пайки:

1. Тщательно зачистить места соединения двух элементов из нержавейки.
2. Закрепить оба листа и на место стыка нанести флюс из паяльной кислоты.
3. Место стыка залудить тонким слоем припоя на основе олова. На этом этапе используют обычный паяльник. Следите за тем, чтобы припой не скатывался с листа. Если этого избежать не удалось, предварительно прогрейте листы и повторите лужение.
4. Повторить лужение флюсом.
5. Спаять оба листа, используя припой в зависимости от условий пайки. На этом шаге используйте газовую горелку.

Важно:

Если припой скатывается с листа даже после предварительного прогревания, используйте металлическую щетку. Она помогает удалить оксидную пленку, которая может оставаться на залуженной поверхности после нанесения флюса.

Немного о бессвинцовой пайке

В 2003 году Европейским парламентом и Советом по отходам электрического и электрон­ного оборудования (WEEE) введена директива, регламентирующая применение и утилизацию продукции радиоэлектронной промышленности, имеющей в своем составе тяжелые металлы и огнезащитные составы. Это было обусловлено влиянием тяжелых металлов и составов, приме­няемых при производстве радиоэлектронной про­дукции на жизнь людей, пользующихся электрон­ными устройствами.

В настоящее время радиоэлектронные приборы часто меняют не потому что они выработали свой рабочий и ремонтный ресурс, а в связи с непре­стижностью той или иной «старой» модели этого устройства. Сейчас проблема утилизации продук­ции радиоэлектронной промышленности, содержа­щей свинец и его соединения, стоит особенно ос­тро. По ряду опубликованным данным основными потребителями свинца являются автомобильная и военная техника. В электронной промышленности, по данным различных источников, доля свинца со­ставляет от 0,5 до 7%.

Свинец (Рb) — это легкоплавкий металл сере­бристо-белого цвета с синеватым отливом и тем­пературой плавления 327,46°С. Он имеет плот­ность 11,34 г/см3 (при 20°С). Свинец и его соединения токсичны. Свинец накапливается в ко­стях и может вызывать их разрушение, осаждать­ся в печени и почках. Свинец негативно воздей­ствует на кровеносную систему и центральную нервную систему, а также негативно сказывается на репродуктивной функции человека. Особенно опасно воздействие свинца на детей: при длитель­ном воздействии может вызывать умственную отсталость и хронические заболевания мозга.

В изделиях электронного производства свинец, в основном, применяется в припоях, при пайке изделий и в покрытиях выводов компонентов и печатных платах. Для монтажа радиоэлектронной аппаратуры ранее наиболее широко применяли легкоплавкие припои ПОС (припой оловянно-свин­цовый), цифры, стоящие после этой аббревиатуры, обозначают процент содержания олова в припое. Хорошо паяются оловянно-свинцовыми припоями такие металлы, как золото, серебро, палладий и их сплавы, а также медь, никель, латунь, бронза. Пло­хо поддаются пайке оловянно-свинцовыми припо­ями железо, сталь, чугун, алюминий (металлы приведены в порядке ухудшения качества пайки).

При описании свойств припоев очень часто пользуются термином эвтектический припой. Эв­тектический припой — это сплав металлов в такой пропорции, при которой существует только одна точка плавления.

Все припои можно разделить на несколько групп:

• с температурой плавления ниже 180°С (низ­котемпературные);
• с температурой плавления 180…220°С;
• с температурой плавления 200…230°С;
• с температурой плавления 230…350°С (высо­котемпературные).

Бессвинцовые припои, в свою очередь, можно разделить на пять основных групп, каждая из ко­торых имеет свои характерные особенности и свойства:

1. SnCu — медьсодержащие эвтектические при­пои применяются для пайки печатных плат волной припоя. Имеют высокую температуру плавления.
2. SnAg — эвтектические припои, содержащие серебро. Обладают хорошими механическими свойствами и хорошо паяются. Температура плав­ления 221°С.
3. SnAgCu — к преимуществам этого припоя можно отнести низкую температуру плавления (217°С). Введение в его состав всего 0,5% сурьмы (Sb) дает возможность использовать этот припой для пайки волной.
4. SnAgBi (Cu) (Ge) — при пайке создает на­дежные соединения. Температура плавления 200…210°С. Добавление меди (Cu) и/или германия (Ge) улучшает прочность паяного соединения, а также смачиваемость спаиваемых поверхностей припоем.
5. SnZnBi — присутствие цинка (Zn) в этом при­пое приводит к малому времени хранения припойной пасты, необходимости использования активных флюсов, чрезмерному ошлакованию и оксидирова­нию, а также проблемам коррозии при сборке.

Для сборки устройств оборонной промышлен­ности, а также устройств, работающих без обслуживания, применяют припои SnAgCu, иногда с добавкой сурьмы (Sb). В изделиях для систем связи применяют SnAgCu или SnAg припои. Для устройств общего применения, таких как телеви­зоры, аудио-, видеотехника, офисное оборудова­ние, используют припои SnAgCu(Sb) и SnAg. Редко используют припои SnCu и SnAgBi.

В таблице приведены свойства и область при­менения некоторых припоев, которые можно приобрести на рынках СНГ и ЕС.

Ни один из среднетемпературных припоев, не содержащих свинец, не может заменить припой Sn63Pb37, у них температура плавления выше. Для поверхностного монтажа, при пайке оплавлением, чаще всего применяют припой Sn95,5Ag3,8Cu0,7.

При пайке предпочтение отдают эвтектическим припоям, у которых кристаллизация происходит в сравнительно небольшом диапазоне температур. Применение эвтектических припоев обеспечива­ет более высокую надежность паяных соединений, меньшее смещение элементов, в результате чего будет меньше процент «холодных» паек.

Припой на основе олова и серебра (SnAg) обладает лучшей смачиваемостью. Он обеспечи­вает лучшие прочностные характеристики паяных соединений. Этот припой, в основном, применя­ется при производстве специальной аппаратуры.

Припой на основе олова, серебра и висмута (SnAgBi (Cu) (Ge)) обладает наиболее низкой тем­пературой плавления и высокими прочностными характеристиками соединения.

Исследования, которые проведены производи­телями радиоэлектронной аппаратуры, свиде­тельствуют о том, что наиболее подходящей заме­ной припоев, содержащих свинец, являются припои группы SnAgCu (олово-серебро-медь), хотя некоторые производители склонны к приме­нению припоев группы SnAgBi (Cu) (Ge).

К недостаткам припоев группы SnCu (олово-медь) можно отнести высокую температуру плав­ления и низкую прочность паяного соединения.

При пайке припоями, не содержащими свинец, требуется более высокая температура, что может привести к повреждению интегральных схем, осо­бенно больших размеров, деформации и другим повреждениям печатных.

Наиболее удобным материалом для изготовле­ния печатных плат по бессвинцовым технологиям является FR-4, он имеет высокую температуру сте­клования. Этот параметр указывает на то, при ка­кой температуре материал становится мягким и печатная плата начинает деформироваться. FR-4 применяют при пайке в печах и волной, при тем­пературах 255…265°С. При автоматической уста­новке элементов на платы при бессвинцовой тех­нологии может нарушаться точность установки микросхем, особенно тех, которые имеют значи­тельные геометрические размеры. При этом необходимо учитывать, что некоторые типы инте­гральных схем, конденсаторов, элементов для со­единения не выдерживают температур, превы­шающих 230°С. Что касается технологии пайки методом оплавления, то необходимо выбрать бо­лее тщательно материалы печатных плат и компо­ненты, которые на нее устанавливаются.

В припоях, содержащих более двух компонен­тов, но не содержащих свинца, могут образовы­ваться интерметаллические соединения в зави­симости от скорости охлаждения, влияющие на прочностные характеристики паяного соедине­ния. Промышленностью выпускаются компонен­ты, на выводах которых применяют бессвинцовые покрытия и покрытия, содержащие свинец. При взаимодействии паяльных паст, выполненных из бессвинцовых припоев, и электрических компо­нентов, у которых на выводах присутствуют по­крытия на основе олово-свинец, возможно сме­шивание сплавов, которое может привести к образованию шариков из припоя, приводящих к образованию перемычек между выводами эле­ментов. Использование компонентов с большими геометрическими размерами потребует увели­чить либо температуру в зоне пайки, либо время пайки, что потребует выбирать более стойкие к воздействию температуры материалы для изгото­вления печатных плат.

Кое-что о ремонте устройств, выполненных по бессвинцовой технологии

При ремонте электронных устройств, выполнен­ных по бессвинцовой технологии, при выпаивании расположенных на них элементов, вследствие более высоких температур пайки, усиливается воздействие на печатную плату, что может привести к отслаива­нию дорожек печатных плат и контактных площадок, элементов, особенно в местах подхода проводящих дорожек к переходным отверстиям, короблению по­верхности печатных плат и расслоению плат.

При ручном монтаже и ремонте устройств с использованием бессвинцовых припоев, специа­листы рекомендуют не увеличивать температуру жала паяльника, а увеличивать время пайки.

При ремонте аппаратуры, выполненной по бес­свинцовой технологии, выпаивание компонентов устройств возможно с помощью фена паяльной станции, с контролем температуры воздуха, пода­ваемого в область пайки, а также с помощью нас­адок на фен для конкретного типа компонентов. При этом нагретый воздух подается только в зону выво­дов микросхемы. В домашних условиях при выпа­ивании компонентов в корпусах SO и SOP возмож­но продевание нити между корпусом микросхемы и выводами, с последующим нагревом выводов и отсоединении вывода компонента от печатной пла­ты, либо с помощью безопасного лезвия, вводимо­го между выводом компонента и печатной платой с прогревом паяльником или монтажным феном. При ремонте устройств с компонентами в корпусах типа DIP, в домашних условиях, и использовании пе­чатных плат с односторонним монтажом, возмож­но применение медицинских игл со сточенным кон­цом. Внутренний диаметр иглы должен немного превышать диаметр выводов компонента. Двухвы­водные SMD компоненты (резисторы, конденсато­ры и диоды) обычно выпаивают с помощью термопинцетов или специально изготовленных насадок на жала паяльника. В домашних условиях удобно использовать два паяльника.

Не следует пытаться «подковырнуть» элемент с помощью жала паяльника паяльных станций, так как можно повредить его покрытие. При этом долговеч­ность жала значительно снизится. В том случае, если необходимо сохранить только компонент устройства, а печатную плату сохранять не нужно, для выпайки можно применять нагреватели плат. Для удаления припоя с места пайки можно исполь­зовать вакуумные отсосы, паяльники с отсосом или впитывающую припой медную оплетку с флюсом, не требующим отмывки, ширина которой 1,5…2,7 мм.

Для обеспечения щадящего для печатной платы режима при ремонте, монтаже и демонтаже эле­ментов применяют нагреватели плат. С их помощью керамические подложки или многослойные печат­ные платы могут подогреваться до температуры 50…450°С. Размеры подогреваемых поверхностей в зависимости от модели подогревателя могут со­ставлять от 50×80 мм до 190×245 мм. Они имеют встроенные узлы контроля температуры и обеспе­чивают электростатическую защиту.

При ручной пайке с использованием бессвинцо­вых припоев очень важно состояние жала паяльни­ка и время нагрева места пайки. При бессвинцовой технологии пайки припои содержат олово в больших количествах, что приводит к более интенсивному разрушению покрытия жала, к частым его заменам. На покрытие жала паяльника или паяльной станции влияют более активные флюсы и повышенная тем­пература пайки, которая может достигать 343°С.

Для пайки элементов выпускаются флюсы на основе неактивированной или активированной канифоли, остатки которой, при необходимости, можно удалять уайтспиритом. Существует также индикаторный флюс-гель, в состав которого вхо­дит индикатор активности. После монтажа флюс обесцвечивается, что показывает, что активные со­ставляющие флюса в месте пайки отсутствуют.

Для лужения жал при пайке бессвинцовыми припоями существуют специальные составы на основе SnAg, называемые активаторами жал. В ак­тиватор погружают нагретое жало с последующей обтиркой и покрытием припоем, который исполь­зуется.

Для пайки припоями, не содержащими свинец, применяют специально разработанные жала, кото­рые имеют до 5-7 слоев различных металлов. Те­ло жала выполнено из электролитической меди, внешний слой — хром, затем следует слой никеля, слой железа. Рабочая поверхность жала в заводских условиях покрывается оловом. Медное жало полое. Внутри оно покрыто слоем никеля. В паяльниках паяльных станций датчик температуры располага­ется на конце нагревательного элемента, вводимо­го в полость жала как можно ближе к месту пайки.

В домашних условиях для залуживания жала необходимо очистить его от припоя, не используя напильники, надфиля и методы, которые могут повредить покрытие медного жала другими метал­лами. До полного нагрева жала его частично по­крывают канифолью. В кристаллическую канифоль помещают небольшое количество припоя. Под слоем канифоли залуживают расплавленным при­поем жало паяльника.

При определении «на глаз», по какой технологии выполнен монтаж того или иного устройства, нужно помнить, что при монтаже бессвинцовыми припоями паяное соединение имеет матовую поверхность и более выраженную кристаллическую структуру.

Автор: Александр Артюшенко, г. Киев

Пайка черных металлов

Качество скрепления стальных изделий зависит от нескольких факторов:

• марки стали;
• пористости заготовок;
• уровня очищенности стыковочного шва.

В качестве припоя выбирают оловянные или латунные сплавы. Их используют в зависимости от поставленной задачи. Более простой способ — использование олова. С ним проще работать, однако, конечный шов не будет обладать высоким уровнем прочности.

Припои на основе латуни намного прочнее, но для работы с ними потребуется особое оборудование.

Рабочий процесс на подготовительном этапе практически не различается. В обоих случаях детали зачищают от грязи и ржавчины. Фиксируют при помощи струбцин или тисков. В качестве флюса используют обычную ортофосфорную кислоту. После этого наступает этап самой пайки.

Пайка стали оловом

При пайке оловом подбирают паяльник мощностью от 100 Вт. Для получения качественного шва обе детали предварительно залуживают, после чего в готовый шов подают оловянный припой и завершают пайку.

Пайка стали латунью

Латунь плавится при температуре свыше 900 ˚С, поэтому для работы с таким припоем потребуется газовая горелка. Важно нагревать оба элемента равномерно. В противном случае латунь быстро расплавится. Она будет хорошо прилипать только на краях стальных заготовок (что может вызвать хрупкость и разрушение под напряжением), что поспособствует образованию трещин в конечном изделии.

Советы по правильной и прочной пайке металлов

Работая со сталью или другими металлами необходимо придерживаться базовых правил безопасности, а также знать некоторых нюансов пайки.

Как нагревать и охлаждать металл

Важный шаг перед началом работы — подготовка заготовок. И здесь необходимо знать наверняка, какой сплав вы будете спаивать или проверить его самостоятельно:

1. Посмотрите, как реагирует металлическая заготовка на нагрев паяльником или горелкой. Как быстро образуется оксидная пленка на поверхности. Об этом лучше знать заранее и наверняка, иначе последующая работа будет проходить в спешке.
2. Подготовленные и закрепленные детали лучше всего прогревать постепенно. Следите, чтобы на металле не появлялось перегретых очагов. Область пайки должна быть прогрета равномерно по всей площади.
3. Не прогревайте только стыковочный шов, работайте также по площади возле стыка. Чаще всего нужно прогреть 0,5 — 2 см в зависимости от целей пайки и габаритов соединяемых элементов.
4. Используйте только те паяльники или горелки, которые выдают рабочую температуру плавления припоя.
5. Не охлаждайте готовый шов при помощи холодной воды или других жидкостей. Дайте металлу «отдохнуть» и равномерно остыть несколько минут на открытом воздухе.
6. Спаянные заготовки снимайте из тисков или струбцин только после полного остывания припоя.

Какие металлы прочнее всего между собой паяются

В отличие от сварки, в пайке основным показателем качества готового изделия является не марка стали или металла, а выбор припоя, а также технологии формирования самого шва пайки. Так что тут вопрос скорее про то, на какой металл какой припой липнет лучше всего. Конечно, чем ближе по составу и плотности припой и металл, тем лучше будет адгезия. В итоге все сводится к выбору правильного припоя для каждого случая в отдельности.

А еще нужно следить, чтобы при соединении двух металлов не образовывалось электропары. Иначе соединение будет ржаветь и разрушаться от малейшей влаги. Так что тут будет уместна таблица совместимости при соединении цветных металлов между собой.

Буква «А» в таблице совместимости означает «ограниченно допустимый в атмосферных условиях».

Приведу еще несколько простых советов:

1. Выбирайте более тугоплавкие припои.
2. Тщательно зачищайте стыки скрепляемых деталей. Обрабатывайте наждачной бумагой не только сам шов, но и 0,5 — 2 см около стыка по поверхности металла.
3. Залуживайте и запаивайте внахлест. Таким образом, вы увеличиваете общую площадь скрепления двух или нескольких деталей.

Техника безопасности при пайке стали в домашних условиях

Часто пренебрежение элементарными правилами работы с электрическими или горючими приборами приводит к потере здоровья или порче имущества.

Настоятельно рекомендую соблюдать технику безопасности при пайке:

1. Держите паяльник на металлической площадке или специальном держаке, который отводит нагретое жало инструмента от плоскости стола.
2. Выключайте паяльник от сети сразу после окончания работ.
3. Проверяйте качество подключения газового баллона к самой горелке. Не допускайте утечек газа.
4. Работайте в хорошо проветриваемом помещении.
5. Не оставляйте горелку во включенном состоянии, если вы уже закончили работу.
6. Уберите любые легковоспламеняющиеся вещества из рабочей зоны.
7. Не хватайтесь голыми руками около нагретого шва. Вы можете получить ожог.
8. Не трогайте пальцами припой, чтобы проверить прочность шва.

Соблюдая данные меры можно избежать травм, а также сохранить имущество в целостности. Паяйте с удовольствием и знанием дела!

Как паять цветные металлы: медь, латунь и алюминий

Пайка цветных металлов происходит с использованием высоко- и низкотемпературных припоев. Помимо олова и свинца, в составе припоев для пайки цветных металлов могут содержаться висмут, сурьма, селен, а также серебро и другие компоненты.

Изделия из цветных металлов требуют более тщательной подготовки. Важная особенность любой пайки металлов заключается в том, чтобы избежать любой подвижности в процессе соединения металлов. Именно по этой причине заготовки во время пайки следует надежно фиксировать на столе, особенно если речь идёт о габаритных изделиях.