Ничего не найдено :(
    В гостях у Самоделкина! » Темы » Советы » Пайка твердыми припоями, латунью

    Пайка твердыми припоями, латунью



    Здесь, мы рассматриваем процессы под углом их применения в домашней лаборатории и мастерской, оснащенной, как правило, не идеальным образом. Пайка относительно низкотемпературными припоями на основе олова и его сплавов применяется весьма широко. По крайней мере, азы процесса с простейшими навыками осваиваются быстро, инструмент и материалы просты и недороги. Между тем, применение припоев тугоплавких «твердых» расширяет сферу применения пайки. Для мастера-самоделкина это дополнительная степень свободы особенно полезная в приборостроении, работе с тонкой механикой и высокими температурами.


    Теория.

    Пайка твёрдыми припоями даёт более прочное, надёжное и относительно термостойкое соединение. Твёрдые припои для латуни и меди могут представлять собой более легкоплавкий вариант латуни. Тогда её пайка становится похожей на сварку. Таким способом, с помощью горелки можно наращивать изношенные медные или латунные детали. Как флюс применяется бура, но в неё выгодно добавлять процентов десять пентабората калия. Это слегка снижает температуру плавления флюса, делает его чуть более жидким и сильно уменьшает видимое свечение факела горелки, так как калий «выедает» натриевый дублет, а сам светит уже на границе с ИК излучением, где чувствительность глаза невелика.

    Здесь нужно сказать о необходимости стеклянных очков при пайке, так как они защищают глаза работающего от возможных брызг металла и от перегрева, вызывающего «катаракту стеклодува». Также пламя даёт и ультрафиолет, который для глаз вреден.

    «Твёрдый» спай может работать при повышенной температуре, но в этом случае его нужно паять не фосфорсодержащим, а серебряным припоем с цинком. Цинк даёт плотный и тугоплавкий окисел, который замедляет проникновение кислорода к металлу, который, кстати, хорошо проходит сквозь нагретое серебро. Сплавы меди, содержащие алюминий, паять труднее, так как обычные флюсы окись алюминия растворяют плохо. Возможна добавка в них флюсов для пайки алюминия, фторидов. Рецепты флюсов для трудно паяемых медных сплавов можно найти в литературе.

    Отдельно упомянем припои, содержащие кадмий. Этот металл снижает температуру плавления оловянно-свинцовых, серебренных и медных припоев, но он ядовит, легко испаряется и при пайке возможно образование его окислов коричневого цвета. Дым от такой пайки крайне опасен для лёгких, поэтому таких припоев следует избегать, либо работать под надёжной вытяжкой.

    Латуни и сами могут использоваться как твёрдый припой для чистой меди и сталей, сплавов железа и никеля. Обычно для пайки железа достаточно иметь сплав меди типа «золота алхимиков», состоящий из двух частей меди и одной части цинка. Его можно получить прямым сплавлением компонентов подходящей горелкой в выемке кирпича, добавляя к горячей меди цинк и буру, но при этом цинк часто вскипает и горит, поэтому, опять же, необходима вытяжка либо работать следует на открытом воздухе и обязательно в очках. Пары окиси цинка также вредны. Добавка в этот припой одного-двух процентов никеля (аноды радиоламп из него делали, он магнитный) делает цвет такой латуни слегка зеленоватым и повышает прочность спая.

    Вредными в припое следует признать примеси свинца, висмута и других нерастворимых в твёрдой меди легкоплавких металлов, которые собираются на границах зёрен и делают металл хрупким при повышенной температуре (красноломкость). Поэтому медь для приготовления латунного припоя следует тщательно отбирать, лучше всего применять медную электротехническую проволоку без остатков мягких припоев. Это же касается и цинка. Также при пайке железа следует признать вредным примесь кремния, которая упрочняет сам припой, но охрупчивает границу его с железом за счёт образования силицида железа. В сплавленную жидкую латунь нужно погрузить железную проволоку толщиной миллиметра четыре и постепенно оттягивая жидкий металл и подогревая сам слиток, вытянуть палочку припоя.

    В качестве припоя можно использовать и случайные куски латуни, ненужные латунные детали, стружку. Поскольку у нас нет заводской лаборатории для анализа их состава, то нужно проверить наличие кадмия по цвету осадка от дыма и проверить совместимость такого припоя с железом. Для этого спаивают два гвоздя, смотрят, как их смачивает припой, а после остывания слегка проковывают, чтобы проверить хрупкость самого спая и припоя. Если в припое содержится много фосфора, то он плохо растекается по железу и даёт крайне непрочное соединение. Однако, им можно паять чистый никель, который сам образует твёрдый раствор с фосфором, медно-никелевые сплавы и медь. Судьёй и контролёром тут тоже может служить молоток.

    Небольшая примесь фосфора, видимо, в доли процента, делает медь более легкоплавкой и способной хорошо смачивать железо. Но вредного действия на стык железа с припоем ещё не оказывает. Однако, при нагреве готового спая медно-фосфорные припои быстро окисляются, даже быстрее, чем чистая медь. Поэтому наличие цинка важно для пайки тех же термопар, горелок паяльных ламп.

    Термопары можно делать из нихромовой и константановой проволоки. Такие проволоки работают длительное время до шестисот градусов, если их спаять латунью. Будущий спай надо тщательно зачистить, обмотать тонким «плиточным» нихромом, обмазать большим количеством мокрой буры и после смачивания латунью, сильно прогреть, чтобы часть нихрома могла раствориться, легируя латунь никелем и хромом. Такой спай обгорает медленно.

    В целом, нужно считать твёрдую пайку латунью или серебром крайне удобным методом соединения железных деталей. Этот метод позволяет резко упростить изготовление различных изделий, от ключа для замка, до деталей вакуумной установки или телескопа. Напаивать токарные резцы. Однако, температуры паяльной лампы для плавления латуни недостаточно и нужно применять либо электролизёр, либо пропан с кислородом. Для пайки железа латунью с бурой чистое водородно-кислородное пламя слишком окислительное и горячее. Гремучий газ нужно обогащать парами бензина, либо добавлять тот же пропан. Горелка должна иметь достаточную мощность для быстрого нагрева деталей, что резко уменьшает их окисление.

    Флюсы для пайки

    В различных книгах приведено большое количество рецептов паяльных флюсов. Однако для большинства работ достаточно всего несколько рецептов.

    Расплавленные щёлочи типа едкого натра, калия, их сплавы пригодны для лужения железа, нержавейки и меди паяльником. Позволяют работать водородным и водородно-кислородным пламенем. Добавка в пламя углеводородов дезактивирует флюс, хотя листы можно нагревать с обратной стороны. При пайке радиаторов позволяет хорошо пролудить даже корродированные бачки, сильно загрязнённые органикой. Отмывать следует водой. Флюс сильно разрушает кожу рук. После отмывки можно паять лужённые поверхности с фосфорной кислотой. Пары и брызги вредны для глаз, кожи, лёгких, для рук. Сильной коррозии железа не вызывают.

    Бура. Применяется для обычных паек железа латунью или серебряными припоями, для пайки меди и латуни медно-фосфорными припоями или серебром. Расплав вязкий, хромсодержащие стали и сплавы флюсует только после хорошей зачистки и быстрого нагрева. Добавка борфтористых и фтористых солей повышает активность, но при этом выделяются и более вредные для здоровья человека пары. Пайка твёрдосплавных пластин возможна при быстром нагреве. Особенно плохо флюсует хороший сплав Т15К6, для которого рекомендуют флюс Ф-100. Свойства буры несколько улучшаются добавкой десяти-двадцати процентов пентабората калия.

    Бура не корродирует железо и её часто не удаляют после пайки. От влаги она постепенно вспучивается и превращается в противный белый порошок. Удалить буру со спая можно лёгкой проковкой молотком. Лучше действует пятипроцентный раствор серной или фосфорной кислоты. Чтобы он не растворял железо, в травильный раствор можно добавлять муку, «сухой спирт», формалин, хлебные корки, даже пиво! После стравливания буры и окислов, детали нужно промыть в воде щёткой и пассивировать в щелочном растворе бихромата, промыть в воде и высушить гигроскопичной бумагой или чистой х/б тряпкой. Для здоровья человека бура, как и борная кислота, вредны и опасны. Ими травят тараканов. С большими количествами растворов буры работать надо в перчатках. Нужно избегать их попадания в организм, хранить в отдельной таре и не с пищевыми продуктами.

    Борфтористый калий KBF4. Относительно легкоплавкая и трудно растворимая в воде соль. Расплав чистого борфторида быстро растекается по меди и латуни, обеспечивает отличное растекание серебренных припоев. Его можно применять самостоятельно, либо добавлять в буру. При нагреве выделяет вредный для здоровья трехфотристый бор, поэтому работать нужно под тягой. Остатки флюса легко смываются водой.


    Практическая работа.

    Располагая в мастерской электролизером с микрогорелкой, попробуем экспериментальную пайку латунью. Латунь возьмем от старорежимного разбитого мощного «автомата». Пациенты – попавшие под руку гвозди 100 мм. (Фото 2).


    Фото 2. Тронутые ржавчиной гвозди выдернутые из каких то деревяшек.



    Что понадобилось для работы.

    Водородно-кислородная микрогорелка с электролизером, припой – случайная электротехническая латунная деталь, флюс – бура. Несгораемое основание, средства защиты, мелочи.


    К делу.

    Пациентов выпрямил молотком на стальной плите и зачистил наждачкой в патроне шуруповерта (Фото 3).


    Фото 3. Зачищенные детали перед пайкой. Чтобы не раскатились в самый неудобный момент, скрепил мягкой стальной проволокой.



    Фото 4. Гремучий газ даже в небольшой горелке – великое дело. Некрупные стальные детали быстро раскаляет до ярко-желтого свечения. Припой должен расплавляться от прикосновения к деталям. Горячее, присыпал бурой и внес латунь. Гремучий газ вынужденно чистый, без паров бензина – этого аппарата у меня пока нет.



    Фото 5. Вид остывших деталей после пайки.



    Фото 6. Стравливание остатков флюса в серной кислоте с применением УЗ мойки. Кислота, вероятно, более концентрированная, нежели рекомендуется. Замедлители травления для стали не применял.



    Фото 7. Удалены остатки флюса, детали промыты водой в той же УЗ мойке. Видно, что поверхность припоя стала медной, видимо кислота стравила и цинк из верхнего слоя.



    Фото 8. Вполне энергичные попытки разрушить соединение не привели к успеху.



    Фото 9. Вид на обратную сторону пайки. Пятна – сточенные подтеки латуни.


    В целом, опыт признан успешным. С дополнительным подогревом, например, горелкой на парах бензина, вполне можно паять и более крупные детали, заодно и делая пламя более восстановительным. Латунь следует подобрать и сформовать в более удобные прутики или полоски (проволока, нетонкая фольга).


    Бондаренко Ю. Н., Babay Mazay, май, 2022 г.
    Подборки: Пайка Латунь

    Поручень для ванны и разделка стыка ванны со стеной

    Золотая рыбка из латуни, на плашке из камфорного лавра. Инкрустация металлом по дереву

    Добавить комментарий

    10 комментариев
    pitiunt
    Цитата: Бабай_Мазай
    Кузнечная сварка происходит не за счет температуры, сплавлением, а из-за пластической деформации.


    А кто против? Я только заметил что температура повышается при проковке и способствует свариванию. Замечу, плитки  Иогансона прилипают так что их трудно разъединить, однако они не свариваются находясь в молекулярном зацеплении друг с другом.
    Я видел в кузне как сваривают проковкой, с песком. При проковке этот песок выдавливается из щели вместе с брызгами металла. И при проковке яркость свечения увеличивалась.   

    Бабай_Мазай Автор
    Гость Михаил,


    На здоровье! По большей части, следует благодарить моего хорошего знакомого, можно сказать - наставника и вдохновителя. Ученого-физика, стеклодува, оптика, астронома, умеющего и знающего черт знает сколько интересного и полезного - Юрия Николаевича Бондаренко из поселка Маяки в Одесской области. К сожалению, послеперестроечные года не способствовали науке, а последнее время и вовсе не до нее. 

    Бабай_Мазай Автор

    Кузнечная сварка происходит не за счет температуры, сплавлением, а из-за пластической деформации. Когда разогретый размягченный металл проковывается, поверхности деталей приближаются друг к другу близко настолько, чтобы начали действовать атомарные силы. Кузнечное дело очень интересно, но в наши дни, хрестоматийную кузницу увидишь нечасто. Я в своей деревне, приехав сюда жить около 15 лет назад, застал только разграбленные остатки. А раньше, читал, что небольшой мобильный вариант кузницы даже выезжал с прочей техникой на полевые работы, для оперативного ремонта.   

    Валерий
    Цитата: pitiunt
    В горне нагреть, так и железо сваривается.


    Как-то в детстве видел, как дед в кузне таким образом наваривал стёртый лемех на конном плуге. Я за ним всегда как хвостик ходил. А тут он полосу решил наварить. Одно с другим сперва склепал огромными заклёпками, пробив в нагретых до бела дырки, а потом грел вместе и ковал очень долго. И сварилось!!!

    Але нови ностра алис!
    Гость Михаил

    Спасибо за статью, уважаемый Бабай_Мазай! Очень познавательно написано, думаю - послужит мне инструкцией к действиям.  good  

    pitiunt
    Цитата: Бабай_Мазай
    Нагрев в горне, на углях.


    В горне нагреть, так и железо сваривается. ещё от проковки температура повышается, поэтому железяки свариваются между собой.

    Dmitrij
    pitiunt,

    да, тоже в голове только про печь были мысли. 

    «Марти! Думать нужно в четырех измерениях...»

    Мой YouTube https://www.youtube.com/channel/UCnmrWq3ZgXynuxHfrBXqNig
    Бабай_Мазай Автор

    Да, точно! Нагрев в горне, на углях. В 90-х, кажется годах, была статья по такой пайке в "приложении к ЮТ". 

    pitiunt
    Цитата: Dmitrij
    Есть старинные изделия, паянные латунью... газа тогда явно не было, как паяли?


    В кузнечном горне. Но можно и в русской печке. Технология проста, медь с небольшой добавкой свинца натирали в порошок и намазывали место где надо спаять, чтоб не утекло, залепляли глиной. Чтобы порошок не высыпался, мешали со  смолой живицей. Канифоль по нашему )) Ну всё, в печку и следить чтобы вообще всё не расплавилось. а только там где надо ))

    Dmitrij

    Есть старинные изделия, паянные латунью... газа тогда явно не было, как паяли?

    «Марти! Думать нужно в четырех измерениях...»

    Мой YouTube https://www.youtube.com/channel/UCnmrWq3ZgXynuxHfrBXqNig

    Привет, Гость!


    Зарегистрируйтесь

    Или войдите на сайт, если уже зарегистрированы...

    Войти

    Добавьте самоделку

    Добавьте тему

    Онлайн чат

    Последние комментарии

    Все комментарии