Твердая пайка. Как паять нержавейку и технология пайки твердым припоем

Имеется несколько способов пайки твёрдыми припоями. Эти способы могут быть классифицированы (фиг. 212) по способу на­грева металла в процессе пайки. Твёрдые припои иногда разделя­ются на тугоплавкие с температурой плавления 875-1100° и легко­плавкие с температурой плавления ниже 875°. Отдельную группу составляют алюминиевые припои. Обычные твёрдые припои раз­

деляются на медные, медноцинковые, медноникелевые и серебря­ные. Наиболее важные твёрдые припои стандартизованы.

Фиг. 212. Способы пайки твёрдыми припоями.

Состав и примерное назначение медноцннко - вых припоев по ГОСТ 1534-42 даны в табл. 24. Состав и примерное на­значение серебряных припоев по ОСТ 2982 даны в табл. 25.

Кроме указанных стандартных припоев, представляют извест­ный интерес и могут на­ходить промышленное применение припои, указанные в табл. 26. В ряде случаев в каче­стве припоя используется технически чистая медь в температурой плавления 1083°.

Стандартные медноцинковые припои (состав в процентах) Таблица 24

Основой большинства флюсов для твёрдой пайки является бура Na2B407, кристаллизующаяся с 10 частями воды с образованием крупных прозрачных бесцветных кристаллов Na2B407 10Н2О. Кри­сталлическая десятиводная бура начинает плавиться при 75°, по мере усиления нагрева постепенно теряет воду, сильно вспучиваясь и разбрызгиваясь, и переходит в безводную соль - плавленую или жжёную буру, плавящуюся при 783°. Бура в расплавленном состоя­нии может быть нагрета до высоких температур без заметного испарения, весьма жидкотекуча и энергично растворяет окислы многих металлов, в особенности окислы меди.

Для усиления действия флюса к буре часто добавляется борная кислота В (ОН)3, благодаря которой флюс становится более густым и вязким, требующим повышения рабочей температуры. Для пони­
жения рабочей температуры флюса, что особенно важно для легко­плавких припоев, вводят хлористый цинк ZnCb, фтористый калий K. F и другие галоидные соли щелочных металлов.

Таблица 25

Стандартные серебряные припон (состав в процентах)

						Темпера - j тура плав - і леяия в °С	Примерное на­значение
							Пайка латуни,
							менее 58% медн
							Пайка меди, брон­
							зы, латуни, стали
							Пайка меди и
							Пайка ленточ­
							Пайка проводов

Для пайки нержавеющей стали применяется смесь из равных частей буры и борной кислоты, замешанных до густоты пасты на насыщенном водном растворе хлористого цинка.

Для пайки серого ковкого чугуна в флюсы часто вводятся сильные окислители, например хлорат калия, перекись марганца, окись железа и т. д., для выжигания графита и увеличения чистой металлической поверхности, смачиваемой припоем.

Таблица 26

Б. Серебряные Темпера­тура плав­ления в °С Примерное назначение Универсальный, для пайки меди и медных сплавов, стали, никеля Эвтектический с высокой элек­тропроводностью, пайка проводов Легкоплавкий, самофлюсующий - ся, для меди и медных сплавов, не пригоден для чёрных металлов Особо легкоплавкий, универ­сальный, для меди и медных спла­вов, стали, никеля

Флюсы могут иметь форму порошка или пасты. Применяются также флюсы и в виде жидких растворов, например раствор буры в горячей воде. Иногда целесообразно применять прутки припоя, покрытые с поверхности флюсом. Флюсующее действие могут про­изводить составные части самого припоя. Например, фосфор, окис­ляясь в фосфорный ангидрид, является хорошим флюсом для меди и медных сплавов, восстанавливая окислы и переводя их в легко­плавкие фосфорно-кислые соединения. Поэтому фосфористые мед­ные припои не требуют флюсов для пайки медных сплавов, что очень удобно на практике.

Порошкообразные флюсы можно посыпать тонким слоем на кромки, причём часто применяется предварительный подогрев кро­мок, с тем, чтобы частицы флюса плавились, прилипая к металлу, и не сдувались пламенем горелки при пайке. В порошкообразный флюс можно также обмакивать конец прутка припоя, нагретый выше температуры плавления флюса, который прочно пристаёт к прутку.

Пасты и жидкие растворы наносятся кистью или в них обмаки­вается припой. Можно изготовлять пасту из флюса с порошко­образным припоем и наносить её на кромку перед пайкой.

Для пайки имеют важное значение подготовительные работы, часто определяющие качество соединения. Широко применяются три основные формы паяных соединений: нахлёсточное, стыковое и соединение в ус (фиг. 213). Наиболее распространённым являет­ся нахлёсточное соединение, удобное для выполнения и весьма. прочное. Увеличивая перекрытие нахлёсточного соединения, можно повышать его прочность и в большинстве случаев достигнуть равно-
прочности с основным металлом. Стыковое соединение обладает лучшим внешним видом и при хороших припоях и правильном вы­полнении часто может обеспечить достаточную прочность (предел прочности может доходить до 40-45 кг! мм1). Стыковое соединение применяется в тех случаях, когда удвоение толщины металла неже­лательно. Соединение в ус, требующее усложнённой подготовки кро­мок, совмещает преимущества стыкового и нахлёсточного соедине­ний и обеспечивает хороший внешний вид и отсутствие выступаю­щих кромок и удвоения толщины. Соединение в ус даёт возмож­ность достичь равнопрочности с це­лым сечением за счёт увеличения ра­бочей площади соединения.

Существенное значение имеет ве­личина зазора между соединяемыми кромками, которая должна быть ма­лой как для улучшения всасывания жидкого припоя действием капилляр­ных сил, так и для увеличения проч­ности соединения. Для серебряных припоев рекомендуется зазор 0,05-

0,08 мм, для пайки медью в защитном газе рекомендуются зазоры не более 0,012 мм. Строгие требования к величине зазора предписывают достаточно чистую механическую об­работку поверхностей, гак как грубая обработка, например опи­ловка напильником или опескоструивание, может быть причиной чрезмерного расхода припоя в соединении и резкого падения его прочности.

Для получения хорошего смачивания припоем, поверхность, под­лежащая пайке, должна быть безукоризненно чистой.

Обезжиривание может производиться горячей щёлочью, три - хлорэтиленом или четырёххлористым углеродом. Окислы удаляются травлением в кислотах с последующей тщательной промывкой и сушкой.

Механическая чистка производится протиркой концами, тонкой наждачной шкуркой, шлифованием тонкими номерами шлифоваль­ных кругов, щётками и т. д. При сборке часто применяется предва­рительное нанесение флюса на кромки с размещением припоя между кромками; в этом случае применяется припой в форме фольги или тонкого порошка, или же припой в виде проволоки или ленты, по­мещаемой около места пайки.

Собранные детали перед пайкой должны быть достаточно прочно скреплены сжимами, проволочными связками, шпиль­ками, точечной сваркой и т. д. с тем, чтобы устранить возмож­ность смещения деталей при нагреве и в процессе пайки. По­верхность изделий, которая не должна облуживаться, покры­вается перед пайкой пастой из мела, глины, графита или их смесей, или смачивается раствором хромовой кислоты и т. п. веществами, устраняющими прилипание припоя к поверхности изделия.

В соответствии с приведённой выше классификацией приведём краткое описание основных способов выполнения процесса твёрдой пайки.

Газовая пайка. При этом способе нагрев места пайки осуще­ствляется газовыми горелками. Для пайки мелких деталей поль­зуются горелками, работающими на воздухе с природным (мета­ном) или другим горючим газом или же ацетиленом. Для крупных деталей применяются горелки, работающие на кислороде с мета­ном или другими горючими газами, в особенности ацетиленом. Кислородно-ацетиленовые горелки применяются как специального типа для пайки, дающие широкий факел, так и нормальные, сва­рочные. Специальные горелки для пайки дают менее концентриро­ванный нагрев и охватывают пламенем сразу значительную по­верхность; пламя поддерживается с небольшим избытком ацети­лена.

Пайка погружением. При этом способе пайка производится по­гружением изделия в ванну с расплавленным припоем или в ванну с расплавленными солями. Для металлических ванн обычно исполь­зуются медноцинковые припои. Расплавленный припой в ванне по­крывается слоем флюса. Поверхность изделия, которая должна остаться чистой от припоя, смазывается пастами и растворами, пре­пятствующими её смачиванию.

Соляные ванны для твёрдой пайки устраиваются по типу соля­ных ванн для термообработки стали. Особенно удобны ванны с электрическим нагревом. Соляная смесь обычно составляется из хлоридов калия и бария КС1 + ВаС12. Состав ванны для любого температурного интервала можно подобрать, меняя соотношения составных частей соляной смеси.

Детали собираются с нанесеним флюса на поверхность, подле­жащую пайке, и с размещением припоя между кромками или около места соединения, после чего скрепляются и обмакиваются в ванну. Соляная ванна обеспечивает постоянный температурный режим с точностью ± 5° и защищает место пайки от окисления. Когда де­таль вынута из ванны, её защищает от окисления при охлаждении плёнка расплавленных солей, которая по охлаждении может быть удалена промывкой в горячей воде. Применение соляных ванн для твёрдой пайки заслуживает большого внимания. Весьма вероятно широкое распространение этого метода в нашей промышленности в ближайшие годы.

Пайка погружением в ванны отличается высокой производитель­ностью, однородностью качества пайки и может быть механизи­рована.

Электрическая пайка. Электрический нагрев места пайки может быть осуществлён различными методами: электрической дугой пря­мого или косвенного действия, пропусканием тока через место свар­ки, вихревыми токами, которые индуктируются в металле изделия переменными магнитными полями, за счёт разогрева контакта между поверхностью изделия и токоподводящим электродом и т. д.

Для пайки дугой прямого действия медноцинковые припои мало пригодны, ввиду летучести цинка и сильного его испарения и выго­рания под действием высокой температуры дуги. Наиболее при­годны тугоплавкие медные припои с содержанием фосфора или кремния. Для пайки используется угольная дуга, которая на­правляется преимущественно на конец стержня припоя, касаю­щегося основного металла, и не должна расплавлять кромок изделия.

Угольная дуга косвенного действия (дуговая горелка) заменяет газовую горелку и даёт возможность выполнять процесс пайки всеми типами твёрдых припоев, как медноцинковых, так и сере­бряных. Технологически дуговая горелка менее удобна, чем газо­вая, и применяется обычно лишь при небольшом объёме работ по пайке.

Электрическая пайка сопротивлением может выполняться на нормальных сварочных контактных машинах или на специальных электрических аппаратах для пайки. Нагрев места пайки произво­дится пропусканием через него тока большой силы. Ток получается от низковольтного трансформатора, встроенного в корпус аппарата для пайки и составляющего с ним одно целое.

Более универсальными электрическими аппаратами для пайки являются аппараты, работающие по способу горячего контакта между угольным или графитным электродом и изделием. Такой аппарат состоит из двух основных частей: понижающего транс­форматора, подвижного или стационарного, и клещей для пайки, соединяемых с зажимами трансформатора гибкими проводами, ко­торые могут иметь значительную длину, что придаёт установке гиб­кость и универсальность применения.

Понижающий трансформатор изготовляется по типу трансфор­маторов для электрических контактных машин. Первич­ная обмотка трансформатора делается секционированной, что даёт возможность регулировать напряжение вторичной обмотки и рабо­чую силу тока путём переключения витков первичной обмотки, как это делается в контактных машинах. Первичная обмотка трансфор­матора включается в электрическую цепь контактором с кнопочным управлением. Кнопка включения помещается на ручке паяльных клещей (фиг. 214) или выносится в форме отдельной переносной педали. Рабочие токоподводящие контакты паяльных клещей вы­полнены в форме сменных призматических блоков - брусков из электродного угля или графита. Зажатие детали производится за­жимным винтом, включение нагревающего тока - кнопкой на ручке клещей. Рабочие токи для пайки обычно находятся в пределах 500-1000 а.

Паяльные клещи присоединяются ко вторичной обмотке транс­форматора гибкими проводами достаточного сечения и требующейся длины (обычно до 2-3 м). Для пайки меди обычно пользуются фосфористыми медными припоями и для пайки стали серебряными
припоями. Фосфорно-медные припои для пайки чёрных металлов непригодны.

Пайка токами высокой частоты. В последнее время быстро раз­вивается и начинает находить широкое промышленное применение новый весьма эффективный способ пайки токами высокой частоты. Метод основан на нагреве металла у места пайки вихревыми тока­ми, которые создаются переменным магнитным полем высокой ча­стоты. Переменное магнитное поле, в свою очередь, создаётся на­магничивающими обмотками - индукторами. При приближении индуктора к поверхности изделия возникают вихревые токи в зоне металла, подвергающейся магнитному воздействию индуктора. Дей­ствие индуктора тем сильнее, чем меньше расстояние между индуктором и нагреваемым ме­таллом. Для возможного умень­шения расстояния применяют индукторы с изоляцией из туго­плавкой эмали; в этом случае расстояние между индуктором и нагреваемым металлом может быть снижено до 0,3-0,5 мм.

Нагревание токами высокой частоты сосредоточивается в очень тонком поверхностном слое металла, в котором возни­кают вихревые токи. Нижележа­щие слои нагреваются вслед­ствие теплопроводности. Малый объём разогреваемого металла позволяет вести нагрев весьма быстро с высоким к. п. д.

Процесс пайки отличается чистотой, удобством выполне­ния, легко поддаётся механиза­ции и может быть хорошо приспособлен к условиям массового про­изводства однотипных деталей. Все эти преимущества обеспечи­вают нагреву токами высокой частоты возможность широкого про­мышленного использования при пайке. Препятствием к применению токов высокой частоты пока служит довольно высокая стоимость и некоторая сложность установок для получения этих токов. По мере упрощения и удешевления установки найдут широкое применение для процесса пайки.

Пайка в печах. Нагрев под пайку может производиться также в различных печах, по устройству аналогичных печам для термо­обработки стали. Применяются, например, очковые печи с нефтя­ным отоплением, широко применяются муфельные печи, в особен­ности удобны электрические муфельные печи. Пайка ведётся по­средством нагрева деталей с заранее нанесёнными флюсом и при­поем, который закладывается между соединяемыми кромками или

помещается рядом с местом пайки. Пайка в печах с применением флюса трудоёмка, требует достаточно квалифицированной рабочей силы и не имеет перспектив на особенно широкое промышленное применение. Значительно важнее пайка в печах в восстановитель­ной атмосфере; этот вид пайки имеет перспективы на широкое при­менение в массовом производстве.

Медь относится к тем материалам, которые лучше спаивать, чем сваривать, особенно, если речь идет о трубах с тонкими стенами, которые активно используются в отопительных, водопроводных и газовых системах в коммунальном хозяйстве и других сферах. Чтобы процесс прошел качественно, следует правильно подобрать припой для пайки медных труб. Данный металл хорошо поддается пайке, так что справиться с этим процессом может даже человек без большого опыта. В основном это относится, когда идет работа с чистым металлом, а не и прочее. Во время этого процесса структура металла труб не меняется, а сам припой обладает достаточно хорошими характеристиками, чтобы выдержать предстоящие нагрузки.

Твердый припой

Необходимость в пайке возникает как при монтаже оборудования, так и при его ремонте, так как нередко тонкостенные трубы могут быть поврежденными. Медный припой, как и сама медь, должен отличаться высокими антикоррозийными свойствами. Также он не должен зарастать различными отложениями биологического происхождения. При всем этом он должен быть пригодным для качественной пайки, чтобы не портить структуру металла и была возможность прослужить несколько десятилетий после использования.

Припой для пайки медных труб отлично подходит как для самой меди, так и для ее сплавов с цинком, свинцом, оловом, сурьмой, фосфором, железом, марганцем или никелем. Несмотря на то, что в сплавах металлов имеются окислы, он легко удаляются при помощи флюса, так что припой для пайки меди не встречает проблем на своем пути. Остальные металлы могут образовать оксиды, которые сложно растворяются флюсами, поэтому, с ними уже могут возникнуть проблемы. Во время пайки медных труб используется нахлесточный тип соединения. Это позволяет достичь конструкции максимальной прочности, что увеличивает срок ее эксплуатации. Чтобы соединение имело достаточно большую прочность, нахлест должен быть, как минимум, 5 мм. В отличие от тех случаев, когда происходит , здесь можно делать шов любой толщины и это ни как не повлияет на качество соединения. При пайке оставляется небольшой зазор, чтобы припой для пайки медных труб равномерно втянулся в отверстие и заполнил собой все промежутки для создания герметичной латки. Современные варианты данного расходного материала изготавливаются согласно ГОСТ 52955-2008.

Процесс пайки медных труб

Разновидности

1S относится к мягким припоям. У него в составе имеется серебро. Он подходит не только для труб из меди, но и для бронзовых изделий, латуни, которые применяются как для горячего, так и для холодного водоснабжение. В его составе нет флюса, так что приходится использовать его дополнительно или применять пасту.

Rosol 3 является мягким припоем, который для своей работы требует дополнительное использование флюса. Температура плавления у него относительно низкая и составляет 240 градусов Цельсия, что помогает беспроблемно работать с тонкими изделиями. Он пригоден для медных, латанных, бронзовых труб и фитингов. После применения одинаково хорошо проявляет себя как при высоких, так и при низких температурах.

Припой Rosol 3 для пайки меди

Rolot 94 относится к припоям твердого типа. Это высококачественный материал для работы с медью, латунью и красной бронзой. Лучше всего его использовать для щелевой и капиллярной пайки труб, которые ставятся без фитингов. Это припой для пайки медных труб имеет достаточно высокую рабочую температуру, которая достигает 730 градусов Цельсия, так что с тонкостенными материалами его не стоит применять. Отличительной особенностью его является большой интервал плавления.

Медный припой rolot 94

Rolot 2 является специальным твердым припоем, так как не нормирован. В его составе имеется низкий уровень содержания серебра. Он подходит для стандартных процедур пайки и хорошо обеспечивает процедуры монтажа.

Припой Rolot 2 для пайки медных труб

В особую категорию можно отнести припои для пайки пищевой меди, так как они не должны содержать ни каких вредных веществ, которые бы смогли повредить здоровью. Среди них выделяют следующие варианты:

• Оловянно-медный – низкотемпературный материал, который быстро расплавляется, при этом образуя высококачественное соединение, стойкое к воздействию коррозии. Состав — (S-SN97Cu3).

• Медный, с добавлением цинка и серебра, при этом основным материалом здесь является серебро, так как составляет целых 44%, тогда как меди всего лишь 30%, а цинка – 26%. Это высокотемпературный припой для пайки медных труб, который дает пластично, но при этом прочное соединение, не поддающееся коррозии и обладающее высокой теплопроводностью.

• Серебряно-оловяный – низкотемпературный материал, который быстро расплавляется, при этом образуя высококачественное соединение, стойкое к воздействию коррозии. Состав — (S-Sn97Ag5).

• Медно-фосворный – высокотемпературный материал, который может использоваться без дополнительного применения флюса. Дает прочный шов, эластичность которого напрямую зависит от температуры. В составе медь занимает 94%, а фосфор — 6%

• Припой для пайки меди серебром относится к высокотемпературным. Шов получается прочным и одновременно пластичным. Следует использовать дополнительный флюс. Большим недостатком является высокая стоимость.

Физико-химические свойства

Физические свойства материала определяются его составом и должны максимально соответствовать тому металлу, с которым они будут спаиваться, но при этом припой для пайки медных трубок должен иметь более низкую температуру, чем основной металл, чтобы не повредить его и не поменять структуру, что особенно опасно с тонкостенными трубками. Исходя из всего этого, можно выделить два основных физических свойства, по которым делятся данные материалы:

• Низкотемпературные, которые обладают относительно низкой температурой плавления, которая не превышает 450 градусов Цельсия. Как правило, это сказывается на прочности шва, так как спайка не рассчитана на высокие нагрузки. Физические свойства металла не меняются, в том числе и прочность.

• Высокотемпературные припои для меди. Прочность соединения при такой разновидности повышается, но под воздействием температуры может уменьшиться прочность самого материала, так как в некоторых случаях температура достигает 800 градусов и выше, что создает эффект отжига на металле.

Технические характеристики

• Температура плавления: 630 – 730 градусов Цельсия
• С какими металлами может работать: медь, латунь, красная бронза, чугун, медь и ее сплавы, сталь разнообразных марок, никель и его различные сплавы
• Какой флюс подходит: LP 5.

• Температура плавления: 650 – 800 градусов Цельсия
• Температура рабочая: 710 градусов Цельсия
• С какими металлами может работать: медь, латунь, красная бронза, чугун, медь и ее сплавы, сталь разнообразных марок, никель и его различные сплавы.
• Какой флюс подходит: LP 5.

Особенности выбора

Большая зависимость здесь наблюдается от температуры плавления, так как чем она выше, тем большему влиянию подвергается металл трубы. Если это не принципиально важно, как в толстых трубах, на которых не лежит большая ответственность, то лучше выбирать твердый припой для меди с высокой температурой плавления. В ином случае, если стены тонкие и им не нужна высокая прочность соединения, то подойдет мягкий припой для пайки медных труб с низкой температурой плавления. Особое внимание нужно обратить на пищевую медь, так как припой в данном случае не должен содержать токсичных и ядовитых компонентов.

Чтобы выбрать каким припоем паять медные трубы, нужно знать состав и температуру плавления материала, на который он будет паяться.»

Особенности пайки

Процесс соединения мало чем отличается от других металлов. Здесь также нужно подготовить поверхность, очистив ее от пленки окисления. Затем следует нанести флюс для улучшения свойств спаивания, если того требует технология. Следует оставить зазор в 0,5 мм между деталями. Потом уже можно разогревать металл для рабочей температуры, как только она буде достигнута, требуется соединить припой с заготовкой, чтобы расплавленный металл проник во все требуемые отверстия. Затем дать остыть естественным способом.

Популярные марки:

• ПОС-10;
• ПОС-25;
• ПОС-45;
• ПОС-70;
• ПМЦ-36;
• ПМЦ-45;
• ПМЦ-54;
• ПСр-15;
• ПСр-45.

Назначение

Инструкция является руководством по пайке сталей: конструкционных, коррозионностойких () 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 чистый класса «А» ГОСТ 10157-79
2.7 Пинцет

ТВЕРДЫЕ ПРИПОИ И ФЛЮСУЮЩИЕ ВЕЩЕСТВА

3.1 Для пайки применять припои, указанные в табл.

Марка припоя	Температура пайки о С
ПСр40 ГОСТ 19738-74	650-670
ПСрМИН63	800-820
ПСр21.5	1080
ВПР1	1130
ВПР4	1050

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 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.

а) внешний осмотр;

б) рентгенографический анализ;

в) проверка узлов на прочность и герметичность;

г) металлография;

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.

Как и при пайке мягкими припоями, перед паянием твердыми припоями места пайки очищают от грязи и жировых веществ, спаиваемые детали плотно подгоняют друг к другу. Очищают спаиваемые швы механическим и химическим способами.

Собранные и подогнанные детали в местах пайки покрывают соответствующим флюсом в зависимости от спаиваемого металла и припоя.

На шов наносят припой, смешанный с бурой, и изделие нагревают до температуры плавления припоя различными способами: паяльной лампой, на горне, в печи. Шов должен быть пропаян по всей длине равномерно.

При паянии серебряными или латунными припоями последние накладывают на нагретое место шва или вводят в предварительно нагретый шов. Если припой не расходится по шву, на него вновь насыпают флюс.

После паяния оставшийся на швах флюс удаляют непродолжительным, в течение 10-15 мин кипячением в растворе, содержащем 10% каустической соды, 5% машинного масла и 85% воды.

Спаянное и прокипяченное изделие тщательно промывают в воде, протирают сухой ветошью и сушат.

При необходимости спаянное изделие испытывают на герметичность.

Пример паяния тройникового соединения твердым припоем . Тройниковое соединение (рис. 228, б) состоит из муфты, патрубка и трех отводных труб. Паяние осуществляется медно-цинковым припоем ПМЦ-54.

При подготовке к паянию соединяемые детали (муфту, патрубок и отводные трубки) зачищают в местах пайки, обезжиривают, собирают в узел и связывают стальной проволокой. При массовом или серийном производстве для соединения деталей на время пайки применяют специальные приспособления.

В качестве флюса при паянии данного соединения применяют буру, которую перед паянием подогревают и просушивают на слабом огне, так как сырая бура во время паяния, вздуваясь пузырями, лопается и разбрызгивается вместе с припоем. Сухую буру смешивают с припоем и хранят в коробке. Во вторую коробку помешают смесь буры с водой, употребляемую для промазки швов во время паяния.

Тройниковое соединение паяют сначала с одной стороны, затем с другой. Вначале спаивают левый конец муфты со вставленной в нее отводной трубкой (рис. 228, в), при этом соединение держат наклонно за правый конец (рис. 228, г). Потом переходят к паянию тройниковой муфты с патрубками (рис. 228,5), затем паяют правый конец соединения, удерживая изделие за левый конец в наклонном положении (рис. 228, е).

После этого переворачивают спаиваемое соединение и производят окончательную пайку швов с другой стороны.

Паяние тройникового соединения является довольно сложным процессом, так как связано с нагревом соединения до высокой температуры, при которой легко его сжечь. Чтобы избежать этого, подогрев ведут равномерно по всему месту пайки, для чего соединение перемещают относительно пламени, или наоборот.

Когда бура начнет плавиться и сделается жидкой, вместе с ней начнет расплавляться и припой, за растеканием которого необходимо следить. Если припой собирается к одной стороне, значит, эта сторона нагрета сильнее. В таком случае подогревают другую сторону, чтобы припой пошел по шву.

Если подогрев не дает положительного результата, прибавляют еще припоя с бурой.

Когда припой заполнит шов спайки, удаляют пламя от тройникового соединения. Закончив паяние, изделию дают постепенно остыть, после чего проверяют качество паяния и устраняют замеченные дефекты.

Соединение меди, представляет собой сложный технологический процесс, который позволяет выполнять неразъемное соединение.

Развитие загородного домостроения привело к тому, что в инженерных сетях все используют трубы, выполненные из цветных металлов и их сплавов. Для того, что бы трубопроводная система работала бесперебойно, а главное безопасно необходимо обеспечить качественное соединение между элементами трубопроводной арматуры. Такие соединения выполняют с применением пайки.

Какой припой выбрать

Пайку труб из меди могут выполнять с помощью двух видов — мягкого или твердого. Температура первого расплава составляет 425 °C, рабочая температура второго составляет от 460 до 560 °С. Для осуществления пайки применяют газовую горелку.

Тип сплава применяют исходя из соотношения меди и других веществ, которые входят в его состав. Если, в состав средства для пайки деталей входит серебро, то такой сплав называют серебряным. Кстати, чем его больше, тем меньше температура его плавления. Кроме этого, наличие большого объема этого металла обеспечивает высокую смачиваемость и обтекание место пайки.

Другой тип смеси работы с медным материалом, который широко применяют для пайки меди это медно-фосфорный. Но, температура его плавления много выше, а такой параметр как смачиваемость, также уступает серебряным смесям.

Их применяют при производстве холодильной техники, которая применяется и в пищевой промышленности.

Выполняя пайку меди медно-фосфорным припоем, и его аналогами использование флюса не требуется. Для пайки медных деталей с латунными флюс необходим. При их использовании образуется капиллярный зазор с размером от 0,025 до 0,15 мм. Аналогичный зазор при использовании таких припоев составляет от 0 до 0,15 мм

Медно фосфорные

Соединение деталей из меди может производиться медно-фосфорным припоем в состав, которого входит серебро. Его доля может достигать 15%. Такой сплав применяют для работы с холодильным оборудованием.

Рабочая температура медно-фосфорных припоев не очень высока. Вещества этого класса обладают достаточной текучестью. Кстати, при работе, с использованием этого припоя нет необходимости в применении каких-либо флюсов. Это связано с тем в его состав входит фосфор. Именно фосфор защищает зону обработки стыка от воздействия атмосферы.

Швы, образующиеся в ходе работы, отличаются прочностью. Именно это и определило его использование для работы с холодильным оборудованием, содержащие в своем составе детали из меди. Все дело в том, что при его работе постоянно существует вибрация, в таких условиях прочность шва не будет лишней.

При соединении медных компонентов трубопроводной арматуры необходимо выполнять охлаждение элементов узла, которые обладают слабой стойкостью к перегреву. В процессе работы рабочую зону можно обдувать сухим азотом. Для этого требуется эксплуатация специального оборудования. Защита сухим азотом позволяет защитить шов от окалины.

Припои этого типа недопустимы для работы со сталью. Дело в наличии фосфора, который способствует образованию пленки.

Трехкомпонентный состав, в который входит 2% серебра носит марку 102. Сфера применения этого припоя монтаж, обслуживание холодильных комплексов, которые не подвержены вибрации.

Марка 105 содержит 5% благородного металла. Он пластичен и у него медленное растекание. Вследствие этого у него имеется возможность заполнять зазоры определенного размера. Эта марка способна выдерживать незначительные нагрузки вибрационного или ударного характера.

Марка 115, содержит в своем составе 15% серебра. Из-за этого он обладает высокой пластичностью. Шов, полученный с его помощью способен выдерживать умеренные вибрационные или ударные нагрузки, возникающие во время работы холодильных установок.

Серебряные припои

Серебро – этот благородный металл, в чистом виде обладает хорошей пластичностью. Температура плавления довольно высока (962 °С). Это делает нецелесообразным применение чистого серебра в качестве сырья для стыковки деталей нецелесообразно.

Но если в серебро внести некоторые вещества, таких, как – железо, висмут и пр., то такую композицию можно использовать для создания неразъемных стыков.

Серебряные материалы хорошо плавятся того, когда его объем уменьшается. Это снижение приводит к снижению затрат на энергию и время на выполнение сборки заготовок из меди.

Серебряные материалы хорошо обволакивают соединяемые детали, и это способствует получению швов необходимого качества. Швы, полученные с применением этих средств не подвержены окислению, и хорошо переносят различного рода механические и вибрационные нагрузки.

Состав всех применяемых для стыковки деталей серебряных сплавов регламентирует ГОСТ. Маркировка этих материалов начинается с буквенного сочетания ПСр. А ним следуют числа, которые показывают процентный объем серебра в сплаве.

Скачать ГОСТ 19738-74