Припой для пайки

Распространенные ошибки

Начинающие мастера достаточно часто в работе допускают ошибки, приводящие к некачественной пайке. К наиболее распространенным ошибкам относятся такие.

1. Некачественная зачистка. Если мастер во время выполнения работ недостаточно хорошо поработает шкуркой или упустит этот момент, материал не схватится с обрабатываемой поверхностью.
2. Недостаточное обезжиривание поверхности. Нужно тщательно обработать раствором каждый участок.
3. Недостаточный прогрев деталей, из-за которого происходит недостаточное проникновение припоя во все участки обрабатываемой поверхности.

Чтобы получить действительно хороший результат, необходимо периодически очищать наконечник жала паяльника. Качество полученного соединения можно проверить, если поковырять его отверткой или каким-то другим подобным предметом. Надежный шов отслоить таким способом не удастся.

Если весь процесс был проведен качественно и с соблюдением всех условий, то шов будет крепким

Очень важно ответственно подходить к выбору припоя, покупая его только в проверенных магазинах. Некачественный материал может испортить результат даже у самого опытного мастера

О том, как паять металлы в домашний условиях, смотрите в следующем видео.

Пайка паяльником

Для того чтобы начать пайку, необходимо подготовить рабочее место и необходимый инструмент. Независимо от вида предполагаемых работ, к рабочему месту предъявляются следующие требования:

• Наличие хорошего освещения позволит не только с комфортом работать, но и заметить небольшие огрехи в спаянных деталях, что затруднительно при недостатке света;
• Отсутствие легковоспламеняющихся предметов;
• Свободное рабочее пространство, на котором можно легко разместить спаиваемую деталь;
• Наличие вентиляции сделает работу не только комфортнее, но и безопаснее, вдыхание расплавленной канифоли отрицательно сказывается на дыхательной системе;
• Увеличительное стекло дает возможность работать даже с маленькими деталями и тонкими проводами;
• Простая подставка решает проблему с размещением нагретого паяльника.

Выбор паяльника

Основой качественной пайки является прогревание металлических деталей до температуры спаивания, соответственно, для каждого вида работ рекомендуется использовать паяльники разных мощностей:

• Для пайки радиодеталей и микросхем лучше всего использовать паяльник мощностью не более 60 Ватт, в противном случае можно перегреть деталь или просто расплавить ее;
• Детали толщиной до 1 мм будут лучше прогреваться при использовании инструмента мощностью 80−100 Ватт;
• Детали со стенкой до 2 мм требуют больших мощностей и определенного опыта в работе, поэтому в данной статье пайка таких деталей рассматриваться не будет.

После выбора мощности паяльника следует подготовить его к работе, точнее, подготовить наконечник. Есть паяльники со сменными жалами, которые подходит для разных видов работ. Выпускаются также модели с медным жалом, которое можно заточить или с помощью молотка придать любую нужную форму. Серьезным минусом таких наконечников является необходимость постоянно их лудить, чтобы на поверхности не появлялась пленка окиси, мешающая приставать припою. Также производители выпускают более дорогостоящий вариант с никелированным покрытием, но оно боится перегрева и требует бережного обращения.

Что еще нужно для пайки

Помимо самого паяльника для пайки необходимо следующее:

• припой;
• канифоль;
• паяльные кислоты или флюсы.

Припой является связующим материалом между спаиваемыми деталями, и работать без него не получится никак. Сейчас в магазинах продаются специально подготовленные припои в виде скрученных в спираль проволочек различного диаметра, от которых удобно «отщипывать» нагретым жалом необходимый кусочек, но можно и по старинке использовать в качестве припоя кусочек олова, но работать будет не так удобно.

Канифоль используется для подготовки поверхности к нанесению припоя. Припой с канифолью распределяется равномерно, при отсутствии последней скатывается в капли, а к некоторым поверхностям вообще не пристает.

Паяльная кислота, или флюс необходима для подготовки контактов к спаиванию. Новичку следует знать, что флюс для каждого спаиваемого материала отличается, и нельзя применять кислоту для пайки алюминия на медном проводе, иначе припой просто не ляжет.

Использование в быту

Применение техники твердой пайки в домашних условиях предполагает наличие газовой горелки, посредством которой можно обеспечить высокую степень нагрева в зоне контакта.

Помимо этого, потребуется сам тугоплавкий припой, плавящийся при температурах свыше 450 градусов, а также специальная активная добавка, называемая флюсом.

Лишь при выполнении этих требований в результате паяльных работ удается получить достаточно надежное и твердое паяное соединение.

В качестве примера можно привести использование твердого припоя при спайке рамы велосипеда, восстановление которой другими методами не так эффективно и надежно.

Твердые припои пользуются повышенным спросом при ремонте различной кухонной утвари и посуды, изготавливаемой из твердосплавных материалов (латуни или меди, например).

Чаще всего восстановительному ремонту подлежат растапливаемые углем самовары или подобные им нагревательные приспособления из тугоплавких металлов.

Добавим к этому, что бытовая пайка твердыми припоями широко востребована и при проведении ремонтных работ, касающихся восстановления отдельных узлов холодильного и теплообменного оборудования.

В последнем случае для спайки медных трубок посредством газовой горелки потребуется , позволяющий получать прочное и надежное соединение, пригодное для эксплуатации в критических условиях.

Рассмотрим особенности работы с паяльными составами различной степени тугоплавкости на примере такой распространенной операции, какой является запайка труб.

Преимущества

• Данный метод позволяет решать сложные технологические операции;
• Это один из немногих способов достичь подобного соединения;
• Сама процедура происходит достаточно быстро и не требует дополнительных инструментов, так как для этого достаточно обыкновенной горелки;
• Современные разработки припоев обеспечивают относительно высокую совместимость металлов при спаивании;
• Процесс доступен как для домашнего проведения, так и для промышленных потребностей.

Недостатки

• Качество пайки уступает другим методам по надежности;
• Трудно подобрать правильный припой;
• Флюс быстро окисляется, так что действия приходится проводить, не затягивая начало температурной обработки;
• Зачастую используются легкоплавные припои, что делает процесс обработки более сложным, так как нужно четко отрегулировать температуру и следить, чтобы ничего не растеклось.

Способы

Существует несколько способов, как сделать соединение такого рода и зависят они больше не от того какой используется припой для пайки нержавейки с медью, а от инструмента обработки. Таким образом, в качестве основных выделяются два – пайка паяльником и горелкой.

В первом случае, при использовании паяльника, данный инструмент используется для относительно небольших деталей. Им удобней соединять небольшие вещи, так как нет риска перепалить их слишком большой температурой. В то же время сам паяльник уступает по мощности горелке и не может работать с твердоплавными материалами. Также им неудобно обрабатывать большие поверхности, так как в данном случае процесс будет слишком длительным и флюс может окислиться уже к тому времени.

Горелка является более часто используемым способом. Ею может проводиться пайка нержавейки с медью латунью и другими припоями. Здесь можно легко обрабатывать большие поверхности, делать герметические соединения. Сам процесс происходит намного быстрее, чем с паяльником, а также появляется возможность подогреть заготовки до нужной температуры. Скорость проведения процедур не позволяет флюсу окисляться.

Пайка меди с нержавейкой горелкой

Выбор припоя

От правильного подбора припоя зависит итоговый результат работы, так как он обеспечивает заполнение места соединения, которое должно быть полностью покрыто материалом, что должен быть хорошо схвачен на поверхности. Одним из самых простых вариантов является пайка нержавейки латунью. Ведь это очень распространенный припой, который используется также и для пайки нержавейки с нержавейкой. В некоторых случаях его можно использовать без флюса.

Также проходит пайка нержавейки медно-фосфорным припоем, который улучшает качества соединения с медью. Это более дорогостоящий материал, но для ответственных соединений подходит лучше.

Оловянно-серебряный припой, такой как Castolin 157, является отличным способом пайки, но стоимость материала является более высокой, чем у остальных.

В самых простых случаях может использоваться радиотехнический припой, но по технологии производства лучше выбирать специализированные расходные материалы.

Технология пайки нержавейки с медью

Пайка нержавеющей стали латунью, или другими припоями, начинается с подготовки поверхности.

• Материал нужно очистить от всего лишнего и снять все налеты, очистить от жира и возможной ржавчины;
• Затем подготовить флюс, подвергнуть лужению места соединения заготовок и сам припой;
• После того, как флюс будет нанесен на места соединения, следует приставить в нужное место заготовку и выложить припой;

• Затем следует постепенно подогревать все горелкой, пока припой не начнет плавиться;
• Нужно следить, чтобы он равномерно растекся по поверхности соединения;
• Дать остыть естественным способом.

Контроль качества

Качество пайки контролируется по ГОСТ 19249-73. Существует несколько основных профессиональных методов, которые включают:

• Радиоскопический метод;
• Радиационный контроль;
• Технический осмотр.

Техника безопасности

При работе с горелкой следует следить за соединением баллона с газом и его местом положения, так как он представляет собой наибольшую опасность. Также нужно аккуратно обращаться с горячими предметами, которые могли не остыть после пайки. Не стоит контактировать с флюсом непосредственно, а лучше использовать защитные перчатки.

Разновидности канифольного припоя

В настоящее время такой припой с канифолью изготавливается в нескольких вариантах. Принято различать такой присадочный материал в зависимости от содержания канифоли, толщины проволоки и ряда других особенностей. Имеется возможность выбора материала, как для домашнего использования и пайки в промышленных масштабах. Изготавливается такой припой в  виде:

• В катушках. Это универсальный вариант наплавочного материала, который может использоваться как профессиональными сварщиками в мастерских и обычными домовладельцами для пайки дома. Толщина проволоки может колебаться от 0,8 до 2 миллиметров. Отметим, что пользоваться такими катушками чрезвычайно удобно. Необходимо лишь подобрать соответствующую марку припоя и толщину проволоки.
• В тубусе. Такая разновидность припоя изготавливается исключительно для домашнего использования. В таком тубусе содержится минимум материала, поэтому при необходимости больших объемов следует покупать либо сразу большое количество тубусов или же выбирать припой в катушке.
• В бухтах. Применяется большое количество материала, поэтому такое исполнение предназначено в большей степени для промышленного использования. Толщина проволоки может выполняться различной, в зависимости от конкретных потребностей покупателей. Сами бухты могут выполняться различного размера, что несколько упрощает их использование.

Физико-химические свойства используемого припоя

Классическим составом такого припой с канифолью считаются оловянно-свинцовые мягкие сплавы. Содержание олова составляет 60% и свинца 40%. Соответственно, такой состав наделяет подобный припой определенными физическими свойствами. Наличие канифоли позволяет обеспечить отличную гибкость, в результате чего перед сваркой вы сможете подобрать нужное количество такого материала и правильно его расположить в шве. Необходимо учитывать, что подобный состав имеет низкую температуру плавления, поэтому применять его для соединения тугоплавких металлов не представляется возможным. В то же время отметим, что такой припой проникает в жидком состоянии во все полости и неровности, что позволяет обеспечить прочность соединения. Но при этом проникновения такой присадки в основной материал не происходит.

Низкие показатели температуры плавления позволяют гарантировать легкость самой пайки. Свинец добавляет материалу текучесть, но при этом следует учитывать тот факт, что в свинце могут содержаться ядовитые испарения, поэтому лучше всего пайку выполнять в проветриваемом помещении

Более каких-либо дополнительных мер предосторожности соблюдать при пайке не требуется

Состав и физико-химические свойства

Классическим составом припоя с канифолью является обыкновенный мягкий оловянно-свинцовый. Содержание свинца в нем составляет 40%, а олова – 60%. К таким припоям можно отнести ПОС 60 или близкую к нему марку ПОС 61.

Благодаря этому он приобретает особые физические свойства. Припой с канифолью и без с таким составом обладает особой гибкостью, что помогает подобрать нужное положение перед спаиванием. Данный состав характеризуется относительно низкой температурой плавления, что не позволяет применять припой для пайки тугоплавких металлов. Тем не менее, он хорошо проникает во все неровности, когда находится в жидком состоянии. Это обеспечивает максимально высокую степень сцепления. Хоть здесь и не происходит проникновения в структуру основного металла, такое свойство дает возможность охватить как можно большую площадь скрепления.

Относительно низкая температура плавления обеспечивает легкость использования. Наличие свинца добавляет текучести материалу. При использовании лучше делать все в хорошо проветриваемом помещении, так как свинец дает вредные для здоровья человека испарения.

Технические характеристики припоя с канифолью

Среди всех марок есть те разновидности. Которые применяются чаще всего. Их технические характеристики обеспечивают удобство использования и делают практически универсальными для большинства процедур.

Особенности выбора

Выбирая что лучше, припой с канифолью или без, в первую очередь стоит ориентироваться на удобство выполнения пайки. Если вам предстоят стандартные процедуры, режимы которых вполне известны, то можно выбирать припой с содержанием канифоли любой подходящей марки. Чаще всего выбор падает на материалы серии ПОС, в которых основными компонентами становятся серебро и олово. Это позволяет достичь мягкости и высокой смачиваемости за счет меньшей крепости соединения.

Чем выше температура плавления основного металла, тем выше должна быть температура плавления припоя. Это основной показатель, по которому ориентируются специалисты. Помимо состава марки нужно определиться еще с толщиной проволоки. Здесь уже легче, так как все зависит от толщины самого изделия. При работе с паяльником всегда можно наплавить каплю нужного размера из проволоки любой толщины, так что здесь не будет особой разницы. Для работы с газом уже нужно подобрать подходящий по толщине вариант. В своем арсенале стоит иметь как минимальные значения, от 0,8 мм, так и более крупные на 1,2 и 1,5 мм. Но состав материала всегда буде более важным, чем толщина.

Припой ПОС-61 0,8 мм

Особенности применения

Определившись, какой припой лучше, с канифолью или без, а также подобрав соответствующую марку, можно приступать непосредственно к пайке. Как и при работе с простым припоем, первым делом идет подготовка поверхности основного металла, его требуется очистить.

После подготовки нужно разогреть его поверхность до нужной температуры и начать использоваться припой. Это требуется, чтобы не было большого контраста между температурами расплавленного припоя и основного металла, так что перегревать сильно также не стоит. После того как расплавленный припой разольется по поверхности, ему нужно дать остыть. Таким образом, проведение пайки данной разновидности имеет лишь одну важную отличительную особенность, так как здесь не нужно использовать флюс дополнительно. Его наличие в составе делает процесс таким же легким, как и при добавлении канифоли отдельно.

Популярные производители

На отечественном рынке можно встретить следующих производителей данной продукции:

• КиевЦветМет;
• Solder;
• Вадис-М;
• Техноскрап;
• Manwell;
• «Технологические Линии»;
• Укр-Спецсплав;
• Арсенал;
• УкрИнтерсталь.

Разновидности

Основной составляющей термостойких соединений, образующихся в результате пайки твердыми припоями, является медь, из которой изготавливаются практически все тугоплавкие расходные материалы.

Чистая медь в качестве сцепляющей составляющей применяется крайне редко. Как правило, она берется в соединении с другими металлами (серебром, цинком, кремнием или оловом).

Каждая из перечисленных добавок позволяет сделать припой более тугоплавким, а получившееся сочленение – прочнее и долговечнее.

Почти все эти примеси снижают температуру, при которой плавится сам твердый припой (у чистой меди этот показатель равен 1083 градусам).

Для высокотемпературной обработки металлов, как правило, используются медно-цинковые составы, идеально подходящие для пайки бронзовых или медных деталей (реже – стали).

Однако они обладают одним существенным минусом, проявляющимся в их плохой защищенности от вибрационных и ударных воздействий. С целью устранения этого недостатка применяется метод легирования другими металлами, заметно повышающими их прочностные характеристики.

Так, твердые латунные припои могут рассматриваться как медно-цинковые составы, прошедшие операцию легирования, благодаря которой они находят широкое применение при изготовлении твердосплавных резцов.

С основными характеристиками и областями применения различных видов припоев можно ознакомиться в сводных таблицах.

Низкотемпературные припои

Низкотемпературные сплавы используются для пайки радиодеталей, чувствительных к действию высокой температуры. К ним относятся: припой ПОС 40 и припой ПОС 30. Они широко применяются в промышленности, но их также берут и для частного использования.

ПОС 30 отлично подходит для пайки меди и сплавов не ее основе. Он используется и как присадочный материал и в целях лужения деталей. Особенностью данной марки является отсутствие в ее составе сурьмы.

ПОС 30 позволяет получать надежные герметичные соединения, что обусловило активное применение материала для трубопроводных систем. Кроме того, он характеризуется хорошей проводимостью и низким сопротивлением, что позволяет использовать его с целью получения мелких контактов.

Низкая температура плавления позволяет избежать перегрева радиодеталей при пайке. В то же время, после застывания, он надежно фиксирует части изделия.

С технической точки зрения выполнять пайку данным сплавом достаточно легко. Однако следует иметь в виду, что в случае его использования детали не должны работать при высоких температурах.

Выпускается ПОС 30 в форме проволоки различного диаметра от 0,5 до 8 мм. Толщину выбирают исходя из задач, которые необходимо решить. Чтобы соединить мелкие провода и детали, отлично подойдет наименьший вариант. А вот ремонт корпусов и спайку крупных изделий проще осуществлять 8 мм проволокой.

Припой ПОС 40 имеет близкие технические характеристики к ПОС 30. В состав также не входит сурьма. Он относится к низкотемпературному классу. Плотности отмеченных сплавов и начало температуры плавления также одинаковы.

Отличаются они друг от друга, конечно же, составом. Об этом свидетельствуют цифры в конце их маркировки.

ПОС 40 позволяет получать качественные и надежные соединения. При работе с ним не появляются трещины, а также отсутствуют не пропаянные места и другие дефекты. Незначительное сопротивление и хорошая проводимость позволяют применять ПОС для пайки электроники.

Как уже было отмечено выше, данный припой имеет низкую температуру плавления. Это также накладывает ограничения на использование изделий паяемых с его применением.

Наиболее распространенная форма выпуска сплава – проволока. Ее диаметр варьируется от 0,5 до 7 мм. Однако он существует и в виде прутков, ленты фольги, небольших трубок.

Еще одним низкотемпературным припоем является ПОС 61. Однако у него в составе присутствует сурьма. Сплав отличается достаточно хорошей пластичностью. Наиболее широко используется для пайки полупроводниковой техники. Удельное сопротивление припоя ПОС 61 составляет 0,139 Ом*мм 2 /м.

Выпускается в виде металлических слитков весом около 25 кг, прутков с сечением от 8 до 15 мм, проволоки с диаметром от 0,5 до 6 мм. Существуют также такие форм-факторы, как ленты, аноды и трубки.

Особенности и сферы применения

Канифольный припой является недорогим и в то же время высококачественным материалом, который характеризуется многофункциональностью и может практиковаться для спайки самых разных металлов. Данный припой уже включает в себя флюс (вещество для удаления оксидов с поверхности под пайку), роль которого исполняет канифоль, что освобождает от потребности покупать и применять вспомогательные материалы. Канифоль упрощает расплав присадочного материала, что способствует увеличению качества выполненной спайки.

Надо сказать, что процентное отношение канифоли находится в идеальном количестве, в то время как, применяя ее отдельно, присутствует риск взять меньшее либо большее количество расходного материала. Все это позитивно отражается на качестве производимой пайки. Следующим положительным моментом этого припоя является его невысокая температура плавления, что дает возможность исключить изменения строения основного соединяемого металла.

Свариваемость свинца и его сплавов

Низкая теплопроводность свинца позволяет сваривать металл при небольших тепловложениях. Малая растворимость в расплавленном свинце кислорода, азота и водорода позволяет при газовой сварке использовать водородно-кислородное пламя.

Пары свинца ядовиты, поэтому сварочный пост должен быть оборудован приточно-вытяжной вентиляцией, обеспечивающей содержание свинца ниже предельно допустимых концентраций.

При сварке технического свинца металл шва получается крупнокристаллическим и малопластичным. Для повышения пластичности шва основной металл и присадочную проволоку легируют кальцием, оловом, селеном и другими модификаторами.

Недостатки

• Использование газа всегда является более опасным для здоровья и жизни человека процессом, так как существует вероятность взрыва;
• Процесс подготовки, а также последующей уборки, является более длительным и менее удобным;
• Применение газа оказывается более дорогостоящей процедурой, чем использование электрической сварки;
• Задействуется большое количество оборудования.

Материалы и инструмент

Условия сварки алюминия предполагают наличие всех необходимых средств, которые помогут сделать этот процесс максимально качественным. Для этого требуется:

• Газовая горелка – основной рабочий инструмент мастера, который осуществляет подачу газа к месту сваривания металла. Существует несколько моделей горелок, но все они весьма сходи между собой, так как служат для вывода газа из двух источников и регулировки параметров подачи;
• Шланги – служат для соединения горелки с баллонами. Их требуется грамотно хранить и тщательно ухаживать за ними, так как при поломке может возникнуть опасная ситуация.
• Манометр – инструмент для измерения давления в баллоне, который обязательно должен присутствовать во время процесса. Это требуется, чтобы следить за количеством оставшегося газа, чтобы соблюдать соответствующие режимы.
• Баллоны с газом – сварка алюминия может проходить при помощи кислорода, как основного вещества, задающего температуру горения, а также ацетилена, пропана и прочих сопутствующих газов.
• Присадочная проволока – материал, который будет подаваться в качестве основного вещества, формирующего шов соединения. Подбор марки проволоки осуществляется согласно марке алюминия или его сплава. Когда идет сварка алюминия газосваркой, то требуется, чтобы материал проволоки был максимально идентичен основному материалу на заготовке. Если осуществляется газовая сварка алюминия толщиною до 2 мм, то проволока должна быть 1-1,5 мм. Если толщина до 5 мм, то диаметр проволоки должен быть 1,5-3 мм, а свыше 5 мм – проволока от 4 и выше.

Подготовка кромок

Сварка алюминия газовой горелкой хоть и проходит проще, чем электрическая, но глубина приваривания от этого страдает, так что требуется дополнительно подготавливать кромки. Если толщина заготовки составляет менее 4 мм, то эта процедура не является обаятельной, так как мощности горелки будет вполне достаточно, чтобы достать на такую глубину. В ином случае требуется придать кромкам деталей со стороны соединения «V»-образную форму.

Подготовка кромок к газовой сварке алюминия

Угол скоса может составлять от 30 до 45 градусов, в зависимости от толщины, так как чем она выше, тем больше должен быть угол. Для этого потребуется большее количество присадочного материала, но благодаря этому соединение окажется более качественным. Обработка происходит при помощи болгарки, напильника или других металлорежущих инструментов.

Пошаговая инструкция

Прежде всего следует разобраться с параметрами. Параметры сварки алюминия, в зависимости от толщины, выглядят так:

1. Сварка алюминия газовой горелкой начинается с подготовки материала, так как алюминий требуется очистить от налетов и обезжирить, а также зачистить от пленки окиси и подготовить кромки;
2. Затем следует выложить флюс, который улучшит качества сваривания и поможет бороться с окислительной пленкой, которая очень быстро появляется на металле;
3. Затем можно подогреть металл, чтобы он не деформировался от резких перепадов температуры и на нем расплавился флюс;
4. Затем уже идет непосредственный процесс сварки алюминия, путем подачи присадочного материала в место образования валика шва;
5. Когда все будет окончено, то желательно постепенно снижать мощность горелки, подогревая металл, чтобы снять с него напряжения;
6. После остывания шов нужно обработать, оббив шлак и зачистив его до эстетически приемлемого вида.

Техника безопасности

Газовая сварка алюминия и его сплавов является небезопасным процессом, как и любая работа с газом. Перед каждым использованием оборудования нужно убеждаться в его целостности и внимательно следить за показанием манометра. Сами баллоны желательно отставлять как можно далее от источника пламени, так как сварка алюминия горелкой дает открытое пламя, которое может привести к детонации. Также нужно следить, чтобы не пережимались шланги во время работы, что также может стать причиной несчастного случая.