Как припаять металл. Как паять стальные детали

Искусство пайки нужно постигать постепенно. Начиная от спаивания проводов и переходя к печатным платам — каждый из способов имеет свои тонкости как в подборе расходников для пайки, так и в технике. Сегодня мы поделимся с читателями азами паяльного дела и базовыми навыками работы.

В чём суть пайки

В паяльном деле используется способность одних металлов в расплавленном состоянии эффективно растекаться по поверхности других под действием гравитации и умеренного поверхностного натяжения. Соединение пайкой неразъёмное: две соединяемые детали как бы обволакиваются слоем припоя и остаются неподвижными после его застывания.

Поскольку мы будем рассматривать пайку именно в контексте пайки металлов, то наиболее важными параметрами будут прочность механического и проводимость электрического соединения. В большинстве случаев это прямо пропорциональные величины и если две детали плотно схвачены, то и проводимость между ними тоже будет высокой. Однако припой имеет удельное сопротивление выше, чем даже у алюминия, поэтому его слой должен быть как можно более тонким, а укрывистость — максимально высокой.

Для того чтобы пайка была возможна в принципе, существует два условия. Первое и важнейшее — чистота деталей в месте спайки. Припой присоединяется к поверхности металла на атомном уровне и наличие даже малейшей оксидной плёнки или загрязнений сделает надёжное прилипание невозможным.

Второе условие — температура плавления припоя должна быть значительно ниже температуры спаиваемых деталей. Это кажется очевидным, но существуют припои с температурой плавления выше, чем у алюминия, к примеру. Кроме того, если реальная разница в температурах плавления недостаточно высока, при застывании припоя температурная усадка деталей может помешать нормальному формированию кристаллической решётки припоя.

Флюсы и припои — как правильно подобрать

По описанным выше причинам правильный выбор флюса и припоя — это практически половина успеха в паяльном деле. К счастью, имеются вполне универсальные марки, подходящие для большинства задач. Отрасль применения почти всех флюсов и припоев вполне доходчиво указывается на этикетках, но некоторые аспекты их применения всё же нужно знать.

Начнём с флюсов. Их применяют для протравливания деталей, снятия и растворения оксидной плёнки с дальнейшей защитой металла от коррозии. Пока поверхность покрыта флюсом, можно быть уверенным в её чистоте, как и в том, что расплавленное олово будет хорошо её смачивать и растекаться.

Флюсы различают по типу металлов и сплавов соединяемых деталей. В основном это смеси металлических солей, кислот и щелочей, активно вступающих в реакцию при нагреве паяльником . Ну а поскольку оксидных форм и загрязнений существует достаточно много, коктейль должен специально подбираться под конкретный тип металлов и сплавов.

Условно флюсы для пайки делятся на два типа. Активные флюсы создаются на основе неорганических кислот, в основном хлорной и соляной. Недостаток их в необходимости смывки сразу по завершении пайки, иначе остатки кислот вызывают довольно сильное корродирование соединения и сами по себе обладают достаточно высокой проводимостью, способной вызвать замыкание. Зато активными флюсами можно паять практически что угодно.

Второй тип флюсов создаётся, преимущественно, на основе канифоли, которая может использоваться и в чистом виде. Жидкий флюс гораздо удобнее в нанесении, в него также входят спирт и/или глицерин, полностью испаряющиеся при нагреве. Канифольные флюсы наименее эффективны при пайке стали, однако для цветных металлов и сплавов используют преимущественно их или другие соединения органической химии. Канифоль также требует смывки, ибо в долгосрочной перспективе она способствует корродированию и может становиться проводимой, набирая влагу из воздуха.

Жидкая и твёрдая канифоль

С припоями всё несколько проще. В основном для пайки используются свинцово-оловянные припои марки ПОС. Цифра после маркировки означает содержание олова в припое. Чем его больше, тем выше механическая прочность и электропроводность соединения и при этом ниже температура плавления припоя. Свинец используется для нормализации процесса застывания, без него олово может растрескаться или покрыться иглами.

Существуют специальные типы припоев, прежде всего — бессвинцовые (БП) и прочие нетоксичные, в них свинец заменён индием или цинком. Температура плавления у БП выше, чем у обычных, но соединение прочнее и более устойчиво к коррозии. Есть также легкоплавкие припои, растекающиеся уже при 90-110 ºС. К таким относятся сплавы Вуда и Розе, используют их для пайки компонентов, чувствительных к перегреву. Специальные припои находят главное применение при пайке радиоаппаратуры.

Мощность и виды паяльников

Главным отличием паяльного инструмента является тип источника его питания. Для обывателей наиболее знакомы сетевые паяльники, питающиеся от 220 В. Их используют главным образом для пайки проводов и более массивных деталей, ибо перегреть медный провод практически невозможно за исключением, разве что, оплавления изоляции.

Плюс сетевых паяльников в их высокой мощности. За счёт неё обеспечивается качественный и глубокий прогрев детали, плюс не требуется громоздкого блока питания для работы. Из недостатков можно выделить невысокое удобство работы: паяльник довольно тяжёлый, жало расположено далеко от ручки и для тонкой работы такой инструмент не годится.

Паяльные станции используют термоконтроль для поддержания стабильного уровня температуры. Такие паяльники не обладают значительной мощностью, обычно 40 Вт — это уже потолок. Однако для чувствительной к перегреву электроники и пайки мелких деталей этот инструмент подходит наилучшим образом.

Выбор жала и уход за ним

Жала для паяльников различают по форме и материалу. С формой всё просто: самым примитивным и в то же время универсальным является шиловидное жало. Возможны вариации в форме лопаточки, конуса с затуплённым концом, со скосом и прочие. Главная задача при выборе формы — добиться максимальной площади соприкосновения с конкретным типом спаиваемых деталей, чтобы нагрев был мощным и при этом непродолжительным.

По материалу почти все жала медные, однако бывают с покрытием и без него. Покрывают медные жала хромом и никелем для увеличения жаростойкости и устранения окисления поверхности меди. Жала с покрытием очень долговечные, но несколько хуже смачиваются припоем и требуют бережного отношения. Для их чистки используют латунную стружку и вискозные губки.

Жала без покрытия можно по праву отнести к расходникам для пайки. Такое жало при работе периодически покрывается слоем окислов и припой перестаёт к нему прилипать. Рабочую кромку нужно заново зачистить и залудить, поэтому при интенсивном использовании жало стачивается достаточно быстро. Для замедления обгорания жала его рекомендуется предварительно отковать, а затем обточить для придания нужной формы.

Пайка проводов

Провода паять наиболее просто. Концы жил окунаем в раствор флюса и проводим по ним паяльником, жало которого обильно смочено во флюсе. В процессе лужения излишки расплавленного припоя желательно стряхивать. После нанесения полуды из проводов формируют скрутку, а затем тщательно прогревают её с небольшим количеством припоя, заполняя свободное пространство между жилами.

Возможен и иной способ, когда перед скручиванием провода просто тщательно смачивают флюсом и паяют без предварительного лужения. Особенно такой метод популярен при пайке многопроволочных жил и проводков небольшого диаметра. Если флюс качественный, а паяльник обеспечивает достаточно сильный прогрев, даже скрутка из 3-4 «пушистых» жил по 1,5 мм 2 хорошо пропитается оловом и будет надёжно спаяна.

Обратите внимание, что в электромонтаже , то есть внутри распределительных коробок, паять проводку не принято. В первую очередь по причине неразъёмности соединения, плюс ко всему спайка обладает значительным переходным сопротивлением и всегда есть высокий риск её корродирования. Провода паяют исключительно при соединениях внутри электроприборов или для лужения концов многопроволочных жил перед их затяжкой винтовыми клеммами.

Работа с электронными компонентами

Пайка электроники — наиболее обширная и сложная тема, требующая опыта, навыков и специального оборудования. Однако заменить неисправный элемент на печатной плате сможет и дилетант даже при наличии одного лишь сетевого паяльника.

Выводные элементы (которые с ножками) паять проще всего. Они предварительно неподвижно фиксируются (пластилином, воском) выводами в отверстиях платы. Затем с обратной стороны паяльник плотно прижимается к хвосту для его прогрева, после чего в место спайки вводится проволочка припоя, содержащего флюс. Слишком много олова не нужно, достаточно чтобы оно затекло в лунку со всех сторон и образовало некое подобие вытянутого колпака.

Если выводной элемент болтается и его нужно придерживать руками, то место спайки сперва смачивается флюсом. Его нужно очень небольшое количество, здесь оптимально использовать флаконы от лака для ногтей, предварительно промытые ацетоном. Олово при такой технике пайки набирается на паяльник в небольшом количестве и его капелька аккуратно подносится к выводу элемента в 1-2 мм от поверхности платы. По ножке припой стекает, равномерно заполняя лунку, после чего паяльник можно убирать.

Очень важно, чтобы соединяемые детали оставались неподвижными до полного остывания припоя. Даже малейшее нарушение формы олова при кристаллизации приводит к так называемой холодной спайке — дроблению всей массы припоя на множество мелких кристаллов. Характерный признак такого явления — резкое помутнение припоя. Его нужно разогреть заново и дождаться равномерного остывания в полной неподвижности.

Некачественная, холодная пайка

Для поддержания олова в жидком состоянии, достаточно чтобы паяльник контактировал залуженной поверхностью жала с любой точкой увлажнённого участка. Если паяльник буквально прилипает к спаиваемым деталям, это свидетельствует о недостатке мощности для нагрева. Для пайки чувствительных к нагреву полупроводниковых элементов и микросхем обычный припой можно смешивать с легкоплавким.

Пайка массивных деталей

Наконец, кратко расскажем о пайке деталей с высокой теплоёмкостью, таких как кабельные муфты, баки или посуда. Требование к неподвижности соединения здесь наиболее важно, крупные детали предварительно соединяют струбцинами, мелкие — комками пластилина, перед пропайкой соединения его прихватывают точечно в нескольких местах и снимают скрепы.

Паяют массивные детали как обычно — сперва полуда на месте соединения, затем заполнение шва жидким припоем. Однако припой в этих целях используют специальный, обычно тугоплавкий и способный сохранять высокую герметичность, а также хорошо выдерживающий частичный нагрев.

При такой пайке крайне важно поддерживать детали хорошо прогретыми. Для этих целей паяльный шов непосредственно перед местом спаивания подогревают газовой горелкой , а вместо обычного электрического паяльника используют массивный медный топорик. Его также постоянно подогревают в пламени горелки, попутно смачивая припоем, а затем заполняют соединение, частично расплавляя предыдущий шов на несколько миллиметров.

Подобная техника пайки с подогревом может использоваться и при работе обычным паяльником, например, при спайке толстых жил кабеля. Жало в этом случае выступает лишь оперативным инструментом для тщательного распределения олова, а основным источником нагрева служит газовая горелка.

Пайка паяльником относится к наиболее распространенным и простым способам пайки, однако она имеет два существенных ограничения. Во-первых, паяльником можно паять только низкоплавкими (мягкими) припоями, а во-вторых, им нельзя (или, во всяком случае, затруднительно) паять массивные детали с большим теплоотводом - из-за невозможности прогреть их до температуры плавления припоя. Последнее ограничение преодолевают, подогревая паяемую деталь внешним источником тепла - газовой горелкой, электрической или газовой плитой или каким-то иным способом, - но это усложняет процесс пайки.

Перед тем как паять паяльником, нужно обзавестись всем необходимым. К основным инструментам и материалам, без которых пайка невозможна, относится сам паяльник, припой и флюс.

Паяльники

В зависимости от способа нагрева паяльники бывают "обычными"-электрическими (со спиральным или керамическим нагревателем), газовыми (с газовой горелкой), термовоздушными (тепло передается воздушным потоком), индукционными. Массивные молотковые паяльники могут разогреваться не только электроэнергией, но и по старинке - открытым пламенем.

Как пользоваться таким паяльником, можно узнать из описаний технологии жестяных работ, именно там они использовались чаще всего. В наше время обычно пользуются электрическими паяльниками в силу их доступности и удобства пользования. Но первые паяльники нагревались на открытом пламене.

Основным параметром, по которому подбирается паяльник, является его мощность, определяющая величину теплового потока, передающегося к паяемым деталям. Для пайки электронных компонентов используются приборы мощностью до 40 Вт. Тонкостенные детали (с толщиной стенки до 1 мм) требуют мощности 80-100 Вт.

Для деталей с толщиной стенки 2 мм и более понадобятся паяльники мощностью выше 100 Вт. Такими являются, в частности, молотковые электрические паяльники, потребляющие до 250 Вт и выше. К самым энергоемким паяльникам относится, например, молотковый паяльник Ersa Hammer 550 мощностью 550 Вт. Он способен нагреваться до температуры 600°C и предназначен для паяния особо массивных деталей - радиаторов, деталей машин. Но у него неадекватная цена.

Помимо массивности детали, на необходимую мощность паяльника влияет и теплопроводность паяемого металла. С ее увеличением мощность прибора и температуру его нагрева необходимо увеличивать. При пайке паяльником деталей из меди он должен быть нагрет сильнее, чем при пайке такой же по массе детали, но изготовленной из стали. К слову сказать, при работе с изделиями из меди может возникать ситуация, когда из-за высокой теплопроводности металла, при паянии будет происходить распайка мест, выполненных ранее.

Припои

При пайке электрическими паяльниками применяются низкотемпературные оловянно-свинцовые (ПОС-30, ПОС-40, ПОС-61), оловянно-серебряные (ПСр-2, ПСр-2.5) или иные припои и чистое олово. К недостаткам припоев, содержащих свинец, относится вредность последнего, к достоинствам - лучшее качество пайки, чем у бессвинцовых припоев. Для паяния пищевой посуды применяется чистое олово.

Флюсы

Принято считать, что хорошо паяются олово, серебро, золото, медь, латунь, бронза, свинец, нейзильбер. Удовлетворительно - углеродистые и низколегированные стали, никель, цинк. Плохо - алюминий, высоколегированные и нержавеющие стали, алюминиевая бронза, чугун, хром, титан, магний. Однако, не оспаривая этих данных, можно утверждать - нет плохо паяемого металла, есть плохая подготовка детали, неправильно подобранный флюс и неверный температурный режим.

Подобрать при пайке нужный флюс - значит решить главную проблему пайки. Именно качество флюса определяет в первую очередь паяемость того или иного металла, легкость или трудность самого процесса пайки и прочность соединения. Флюс должны соответствовать материалу паяемых изделий - своей способностью разрушать его окисную пленку.

Кислые (активные) флюсы, например "Паяльную кислоту" на основе хлорида цинка, нельзя использовать при пайке электронных компонентов, так как они хорошо проводят электрический ток и вызывают коррозию, однако, из-за своей агрессивности, они очень хорошо подготавливают поверхность и поэтому незаменимы при пайке металлических конструкций, и чем химически более стоек металл нем активнее должен быть флюс. Остатки активных флюсов нужно обязательно тщательно удалять после завершения пайки.

Эффективными флюсами для пайки стали являются водный раствор хлористого цинка, паяльные кислоты на его основе, флюс ЛТИ-120. Можно использовать и другие, более сильные флюсы, которых на рынке предостаточно.

Основное отличие пайки паяльником нержавеющих сталей от пайки углеродистых и низколегированных состоит в необходимости применения более активных флюсов, требующихся для разрушения химически стойких окислов, которыми покрыты нержавеющие стали. Что касается чугуна, то его нужно паять высокотемпературной пайкой, а, следовательно, электрический паяльник для этой цели не подходит.

Для нержавейки применяют ортофосфорную кислоту. Хорошо справляются с химически стойкой окисной пленкой и специализированные флюсы, такие, например, как Ф-38.

Для оцинкованного железа можно применять состав, содержащий канифоль, этиловый спирт, хлористый цинк и хлористый аммоний (флюс ЛК-2).

Вспомогательные материалы и приспособления

Без некоторых приспособлений и материалов, используемых при пайке, можно обойтись, но их наличие делает работу значительно удобнее и комфортнее.

Подставка для паяльника служит для того, чтобы нагретый паяльник не касался стола или других предметов. Если она не идет в комплекте с паяльником, ее приобретают отдельно или делают самостоятельно. Простейшую подставку можно изготовить из тонкого листа жести, вырезав в нем пазы для укладки инструмента.

Влажной вискозной или поролоновой губкой , уложенной в гнездо для предотвращения выпадения, гораздо удобней очищать кончик паяльника, чем обычной тряпочкой. Для этих же целей может служить и латунная стружка.

Удалять излишки припоя с поверхности деталей можно с помощью специального отсоса или оплетки. Первый внешним видом и конструкцией напоминает шприц, оснащенный пружиной. Перед использованием его нужно взвести, утопив головку штока. Поднеся носик к расплавленному припою, пружину спускают, надавив на кнопку спуска. В результате излишек припоя втягивается внутрь съемной головки.

Представляет собой плетенку из офлюсованных тонких медных проводков. Приложив ее конец к припою и прижав сверху паяльником, благодаря капиллярным силам можно как промокашкой собрать в ней весь лишний припой. Кончик оплетки, напитанный припоем, просто отрезается.

Очень полезным является приспособление, называемое третьей рукой (Third-Hand Tool). При работе с паяльником иногда катастрофически "не хватает рук" - одна занята самим паяльником, другая - припоем, а нужно ведь еще держать в определенном положении паяемые детали. "Третья рука" удобна тем, что ее зажимы можно легко устанавливать в любом положении друг относительно друга.

Держатель для пайки "Третья рука"

Паяемые детали нагреваются до высокой температуры, прикоснувшись к ним можно обжечься. Поэтому желательно иметь различные зажимные устройства, позволяющие манипулировать нагретыми деталями - плоскогубцы , пинцеты , зажимы .

Подготовка паяльника к работе

При первом включении паяльника в сеть он может начать дымить. Ничего страшного в этом нет, просто выгорают масла, использованные для консервации паяльника. Нужно просто проветрить помещение.

Перед использованием паяльника нужно подготовить его наконечник. Подготовка зависит от его исходного вида. Если наконечник выполнен из непокрытой меди, его кончик можно отковать в виде отвертки, это уплотнит медь и придаст ей повышенную устойчивость от износа. Можно и просто заточить на наждаке или напильником, придав ему необходимую форму - в виде острого или усеченного конуса с различным углом, четырехгранной пирамиды, углового скоса с одной стороны. Для предохранения меди от окисления используются металлические покрытия из никеля. Если паяльник имеет такое покрытие, то ковать и затачивать его нельзя во избежание повреждения покрывающего слоя.

Существует унифицированный ряд форм наконечников, но можно, разумеется, использовать любую форму, подходящую для конкретной работы.

При пайке массивных деталей площадь соприкосновения паяльника с деталью должна быть максимальной - для обеспечения лучшей передачи тепла. В этом случае наилучшей считается угловая заточка круглого стержня (2 на фото выше). Если предполагается паять мелкие детали, то подойдет острая конусная (4), ножевая или иные формы с малыми углами.

Инструкции по работе с паяльником, имеющем медное жало без покрытия, содержат одно обязательное требование - лужение "жала" нового паяльника с целью его защиты от окисления и износа. Причем делать это следует при первом же нагреве, не мешкая. Иначе "жало" покроется тонким слоем окалины, и припой не захочет прилипать к нему. Это можно сделать разными путями. Прогреть паяльник до рабочей температуры, прикоснуться "жалом" к канифоли, расплавить на нем припой и растереть последний о деревяшку. Или протереть нагретый наконечник тряпкой, смоченной раствором хлористого цинка, расплавить на него припой и куском нашатыря или каменной поваренной соли растереть его по наконечнику. Главное, чтобы в итоге этих операций рабочая часть наконечника была полностью покрыта тонким слоем припоя.

Необходимость залудить жало вызвана тем, что флюс постепенно разъедает, а припой растворяет жало. Из-за потери формы приходится регулярно затачивать жало, и чем активнее флюс те чаще, порой по нескольку раз в день. У никелированных жал никель закрывает доступ к меди, защищая её, но такие жала требуют бережного обращения, боятся перегрева, и не факт, что производитель сделал достаточно качественное покрытие, за которое требует переплаты.

Подготовка деталей к пайке

Подготовка деталей к пайке предполагает выполнение одних и тех же операций независимо от того, какого вида (низкотемпературная или высокотемпературная) выполняется пайка, и какой источник нагрева (электрический или газовый паяльник, газовая горелка, индуктор или что-то иное) используется.

Прежде всего, это очистка детали от загрязнений и обезжиривание. Здесь нет никаких особых тонкостей - нужно с помощью растворителей (бензина, ацетона или прочих) очистить деталь от масел, жиров, грязи. Если имеется ржавчина, ее нужно удалить любым подходящим механическим способом - с помощью наждачного круга, проволочной щетки или наждачной бумаги. В случае высоколегированных и нержавеющих сталей желательно обработать соединяемые кромки абразивным инструментом, поскольку окисная пленка этих металлов особенна прочна.

Температура пайки

Температура нагрева паяльника - важнейший параметр, от температуры зависит качество пайки. Недостаточная температура проявляет себя тем, что припой не растекается по поверхности изделия, а ложится комком, несмотря на подготовку поверхности флюсом. Но даже если пайка внешне и получилась (припой расплавился и растекся по стыку), паяное соединение получается рыхлым, матовым по цвету, имеет низкую механическую прочность.

Температура пайки (температура паяемых деталей) должна на 40-80°C превосходить температуру плавления припоя, а температура нагрева наконечника - на 20-40°C температуру пайки. Последнее требование обуславливается тем, что при соприкосновении с паяемыми деталями температура паяльника будет снижаться из-за отвода тепла. Таким образом, температура нагрева наконечника должна превосходить температуру плавления припоя на 60-120°C. Если используется паяльная станция, то необходимая температура просто устанавливается регулятором. При использовании паяльника без регулирования температуры, оценивать ее фактическое значение, при использовании в качестве флюса канифоли, можно по поведению канифоли при прикосновении паяльника. Она должна вскипать и обильно выделять пар, но не сгорать мгновенно, а оставаться на наконечнике в виде кипящих капель.

Перегрев паяльника также вреден, он вызывает сгорание и обугливание флюса до момента активации им поверхности спая. О перегреве свидетельствует темная пленка окислов, возникающая на припое, находящемся на кончике паяльника, а также то, что он не удерживается на "жале", стекая с него.

Техника пайки паяльником

Существует два основных способа пайки паяльником:

Подача (слив) припоя на паяемые детали с кончика паяльника.
Подача припоя непосредственно на паяемые детали (на площадку).

При любом способе необходимо прежде подготовить детали к пайке, установить и закрепить их в исходном положении, разогреть паяльник и смочить место спая флюсом. Дальнейшие действия отличаются в зависимости от того, какой способ используется.

При подаче припоя с паяльника, на нем расплавляют некоторое количество припоя (чтобы удерживалось на кончике) и прижимают "жало" к паяемым деталям. При этом флюс начнет вскипать и испаряться, а расплавленный припой переходит с паяльник на спай. Движением наконечника вдоль будущего шва обеспечивают распределение припоя по стыку.

Припоя на желе может быть достаточно если жало просто приобрело металлический блеск. Если форма жала заметно изменилась, значит припоя слишком много.

При подаче припоя непосредственно на спай, паяльником вначале разогревают детали до температуры пайки, а затем подают припой на деталь или в стык между паяльником и деталью. Расплавляясь, припой будет заполнять стык между паяемыми деталями. Выбирать, как именно паять паяльником - первым или вторым способом - следует в зависимости от характера выполняемой работы. Для мелких деталей лучше подходит первый способ, для крупных - второй.

К основным требованиям качественной пайки относятся:

хороший прогрев паяльника и паяемых деталей;
достаточное количество флюса;
ввод нужного количества припоя - ровно столько, сколько требуется, но не больше.

Вот несколько советов о том, как правильно паять паяльником.

Если припой не течет, а размазывается, значит температура деталей не достигла нужных значений, нужно увеличить температуру нагрева паяльника либо взять прибор помощнее.

Не нужно вносить слишком много припоя. Качественная пайка предполагает наличие в спае минимально достаточного количества материала, при котором шов получается слегка вогнутым. Если припоя оказалось слишком много, не нужно стараться его куда-то пристроить на стыке, лучше удалить отсосом или оплеткой.

О качестве спая говорит его цвет. Высокое качество - спай имеет яркий блеск. Недостаточная температура делает структуру спая зернистой, губчатой - это однозначный брак. Пережженный припой выглядит матовым и имеет пониженную прочность, что в некоторых случаях может быть вполне допустимо.

При использовании активных (кислотных) флюсов нужно обязательно смывать после пайки их остатки - каким-нибудь моющим средством или обычным щелочным мылом. В противном случае нельзя дать гарантии, что через некоторое время соединение не будет разрушено коррозией от оставшихся кислот.

Лужение

Лужение - покрытие поверхности металла тонким слоем припоя - может быть как самостоятельной, конечной операцией, так и промежуточным, подготовительным этапом пайки. Когда это подготовительный этап, успешное лужение детали в большинстве случаев означает, что самая трудная часть паяльной работы (соединение припоя с металлом) сделана, припаять облуженные детали друг к другу обычно уже не составляет особого труда.

Лужение проводов . Лужение кончиков электропроводов - одна из самых частых операций. Ее осуществляют перед припайкой проводов к контактам, спаиванием между собой или для обеспечения лучшего контакта с клеммами при подсоединении с помощью болтов. Из облуженного многожильного провода удобно сделать колечко, обеспечивающее удобство при креплении к клемме и хороший контакт.

Провода могут быть одножильными и многожильными, медными и алюминиевыми, покрытыми лаком или нет, чистыми новыми или закисленными старыми. В зависимости от этих особенностей и различается их облуживание.

Проще всего лудить одножильный медный провод. Если он новый, то не покрыт окислами и лудится даже без зачистки, нужно просто нанести на поверхность провода флюс, нанести на нагретый паяльник припой и поводить по проводу паяльником, слегка поворачивая при этом провод. Как правило, лужение проходит без проблем.

Если же проводник не хочет лудиться - из-за наличия лака (эмали) - помогает обычный аспирин. Знание о том, как паять паяльником с помощью таблетки аспирина (ацетилсалициловая кислота) в некоторых случаях может оказаться очень полезным. Нужно положить ее на дощечку, прижать к ней проводник и прогреть его в течение нескольких секунд паяльником. При этом таблетка начинает плавиться, и образующаяся кислота разрушает лак. После этого провод обычно лудится легко.

Если нет аспирина, убрать с поверхности проводника мешающий лужению лак помогает и хлорвиниловая изоляция от электропроводов, которая при нагревании выделяет вещества, разрушающие лаковое покрытие. Нужно прижать паяльником проводок к кусочку изоляции и несколько раз протащить его между изоляцией и паяльником. После чего облудить провод в обычном порядке. При зачистке от лака при помощи наждачной бумаги или ножа нередки надрезы и обрывы тонких жил провода. При зачистке путём обжига, провод может потерять прочность и легко сломаться.

Следует учитывать, что расплавленный полихлорвинил и аспирин выделяют в воздух вредные для здоровья вещества.

Ещё, для покрытых лаком (эмалью) проводов можно приобрести специальный флюс, удаляющий лак.

Новый многожильный медный провод лудится также легко, как и одножильный. Единственная особенность состоит в том, чтобы вращать его в ту сторону, при которой проводки будут скручиваться, а не раскручиваться.

Старые провода могут быть покрыты окислами, препятствующими лужению. Справиться с ними поможет та же таблетка аспирина. Нужно расплести проводник, положить его на аспирин и прогреть несколько секунд паяльником, двигая проводником взад-вперед - и проблема облужения исчезнет.

Для лужения алюминиевого провода потребуется специальный флюс - например, тот, который так и называется "Флюс для пайки алюминия". Этот флюс является универсальным и подходит также для пайки металлов с химически стойкой окисной пленкой - нержавеющей стали, в частности. При его использовании нужно только не забыть после очистить соединение от остатков флюса во избежание коррозии.

Если при лужении проводов на них образовался избыток прибоя, убрать его можно, расположив провод вертикально концом вниз и прижав к его концу нагретый паяльник. Лишний припой стечет с провода на паяльник.

Лужение большой поверхности металла

Лужение поверхности металла может понадобиться для защиты его от коррозии или для последующей припайки к нему другой детали. Даже если лудится совсем новый лист, который внешне выглядит чистым, на его поверхности всегда могут находиться посторонние вещества - консервирующая смазка, различные загрязнения. Если же лудится лист, покрытый ржавчиной, то он тем более нуждается в очистке. Поэтому лужение всегда начинается с тщательной очистки поверхности. Ржавчина зачищается наждачной шкуркой или металлической щеткой, жиры и масла убираются бензином, ацетоном или иным растворителем.

Затем кисточкой или другим инструментом, соответствующем флюсу, на поверхность листа, наносится флюс (это может быть не пастообразный флюс как на фото ниже, а, например, раствор хлористого цинка или другой активный флюс).

Паяльник с относительно большой плоской поверхностью жала разогревается до необходимой температуры и на поверхность детали наносится припой. Желательно чтобы мощность паяльника была около 100 Вт или выше.

Затем паяльник прикладывать к припою на детали наибольшей плоскостью и держится в таком положении. Время нагрева детали зависит от ее размеров, мощности паяльника и площади контакта. О достижении необходимой температуры свидетельствует вскипание флюса, плавление припоя и растекание его по поверхности. Постепенно припой распределяется по поверхности.

После лужения поверхность металла очищается от остатков флюса спиртом, ацетоном, бензином, мыльной водой (в зависимости от химического состава флюса).

Если припой не растекается по поверхности металла, то это может быть из-за плохой очистки поверхности перед лужением, плохого прогрева металла (по причине недостаточной мощности паяльника, маленькой площади контакта, недостаточного времени прогрева металла детали), грязного наконечника паяльника. Ещё причиной может быть неправильный выбор флюса или припоя.

Лужение может осуществляться путем нанесения (слива) припоя с паяльника и распределением его "жалом" по поверхности, или подачей припоя непосредственно на площадку - припой плавится от прикосновения к разогретому металлу детали.

Пайка листового металла внахлест

При ремонте кузовов автомашин, всевозможных жестяных работах возникает необходимость в пайке листового металла внакладку. Спаивать листовые детали наложением друг на друга можно двумя способами, - предварительно облудив их, или используя паяльную пасту, содержащую припой и флюс.

В первом случае перекрывающиеся зоны деталей после механической зачистки и обезжиривания предварительно лудят. Затем части соединения прикладываются друг к другу облуженными поверхностями, фиксируются зажимными устройствами и прогреваются с помощью паяльника с разных сторон до температуры плавления припоя. Свидетельством удачной пайки является вытекание расплавившегося припоя из зазора.

При втором способе, после подготовки деталей, контактная зона одной из детали покрывается паяльной пастой. Затем детали фиксируют в нужном положении, стягивают зажимами и, как и в первом случае, прогревают шов паяльником с двух сторон.

При покупке паяльной пасты, нужно обращать внимание на её назначение, т.к. многие паяльные пасты предназначены для пайки электроники и не содержат активных флюсов позволяющих паять сталь.

При использовании содержания данного сайта, нужно ставить активные ссылки на этот сайт, видимые пользователями и поисковыми роботами.

LVital 21-07-2005 14:35

Вопрос в следующем: есть большое желание перестволить Шеридан 397 на Вальтеровский ствол (4,5мм, чок, 605мм длина, Ф12). Для этого придется профрезеровать вдоль ствола канаву и припаять ствол к компрессору. Насколько я помню из отзывов владельцев, в Шеридане ствол латунный и припаян. Удастся ли мне припаять стальной ствол и что для этого нужно сделать? Какой флюс, какой припой, какая мощность паяльника для этого требуются?

Кирьян 21-07-2005 15:12

Для пайти стали используют более тугоплавкие припои(чаще всего медно и серебро содержащие), а так как температура пайки высокая и длинна ствола не маленькая есть все основания пологать, что ствол "уведет".
Как вариант пайка ствола в нескольких местах или еще вариант - ставиш ствол на(в) "восмерки" и припаеваеш к насосу только восмерки(на них же можно и планочку поставить под оптику.)

Youri 21-07-2005 15:57

Можно паять обыкновенным припоем,предварительно облудив сталь с ортофосфорной кислотой или,что лучше,со специальным флюсом
Последующая промывка водой обязательна
Прогревать лучше маленькой газовой горелочкой,а потом паяльником

LVital 21-07-2005 16:12

А что за специальный флюс? Соляная кислота, или достаточно спиртового раствора канифоли?

wellad 21-07-2005 16:30

Доступнее всего на мой взгляд преобразователь ржавчины. Сделан на основе хлористого цинка или ортофосфорной кислоты. Продается в магазинах автозапчастей. Облуживается часть ствола под пайку с обязательной промывкой мыльной водой. Потом нагреваешь ствол и коробку горелкой и одновременно вставляешшь. В месте стыка должен появиться расплавленный припой. Нагревать сильно нельзя, а то припой обгорит. Во время прогрева может помочь канифоль. Успехов.

Skunk 21-07-2005 16:42

Можно паять с обычным хлоридом цинка. Продается мужиками на "хозяйственном" рынке.

guron 21-07-2005 16:58

Активный флюс называется (менее агрессивен, чем ортофосфорная, я иногда не промываю после него, когда некогда , по составу не скажу ) IMHO ортофосфорная эффективнее. Меня вот другой вопрос терзает - нафига ты его паять собрался? Я как представил как ты будешь 12 мм "ломик" нагревать до 200-300 градусов, мне аж поплохело не лучше ли будет прихомутать. Хотя я не знаю как оно там на бенджиках устроено, мож на нем (стволе все и держится ) Кстати тут тебе насоветовали припои с серебром - нафиг их - зае.устанешь греть, лучше низкотемпературные припои (сплав "Розе" к примеру или Вуда - оба менее 100 градусов) чтобы облудить "ломик" - греешь на эл плитке глицерин (до 100 градусов) и расплавляешь в нем "розе" - так он с кислородом не будет контактировать, мажешь "ломик" ортофосфорной кислотой и в эту емкость. Бенджик тоже облудить, затем все это объединяешь и паяешь феном и паяльником.
Все что написал на бенджике не проверялось, я его только на картинках видел, просто делюсь опытом пайки одной большой железяки к другой, без использования высоких мощностей.

Youri 21-07-2005 17:41

А что за специальный флюс? Соляная кислота, или достаточно спиртового раствора канифоли?

у нас флюсы продают в радиомагазинах,на Митино
флюсы разные
-на ортофосворной и соляной кислотах требуют тщательнейшей водной промывки
есть флюсы,не требующие промывок
у меня несколько видов есть
-для аллюминия
-нихрома и нержавейки
-для стали без промывки
-для бронзовых сплавов
стоят они копейки
найди способ отправки и я тебе вышлю

guron 21-07-2005 19:10

Кстати на них есть ТУ может и в Украине такие найдутся Стоят действительно копейки. Я выменял 5 литров ЛТИ-120 + поллитра ортофосфорной, щавелевой, и литр активного флюса на поллитра спирта А сыпучие реагенты вообще нахаляву домой таскал

guron 21-07-2005 19:23

Еще вспомнил у меня тут этажем ниже припаивают нержавейку к алюминию специальной пастой,правда при высокой температуре

Alter 21-07-2005 20:35

Меня учил паять один мужик. На других изделиях он делал так.
Зачищал деталь до шероховатости примерно 6.3, обезжиривал. Тоже самое с другой деталью. Потом грел обеи на домашней газовой плите, но не до красного каления)). Примерно градусов 200-250. Причём в твоём случае надо подержать подольше-толщины большие. Брал паяльную кислоту (обязательно с цинком) и *на горяче* капал на поверхность. Паяльник нужен мощностью больше 100Вт, ну можно и этот. Облуживал обе детали, так чтобы сверкало. Но температуру нужно держать! Давал немного остыть, потом снова грел на газе, чтобы олово слегка текло и быстро соединял, потом грел немного снова-хрен потом отдерёшь. Но учтите. если стрелять зимой, то возможны траблы (оловянная чума). Вообще паять ствол -не есть хорошо. Нужно замастячить скользящую посадку и посадить плотно на два сухаря. Случае чего обратно можно *переиграть*))

SlepoySn 21-07-2005 20:52

Пропаяй латунью.

KVK 21-07-2005 22:17

А не поведёт?

SLAYER 22-07-2005 12:47

Еще как поведет.

Только мягким припоем паять.Залудить с фосфорной или соляной кислотой,даже без цинка можно,скрутить проволокой и нагреть до температуры плавления припоя,флюсом еще промазать. Припой аккуратненько растечется по залуженым местам и красиво все пропаяет.

Могу дать и припой с температурой плавления 90с,если, а то обычного ПОСП нет у меня. И кислоту,фосфорную и соляную и флюс дам. Паяй на здоровье.

Кайнын 22-07-2005 01:06

с таким вопросом надо идти в гладкоствол.

и там расскажут, что паять стволы вручную учатся годами.

может, действительно, механически как крепить?

или вопрос стоит в сохранении внешней похожести?

wellad 22-07-2005 01:08

При пайке латунью греть надо докрасна. С таким объемом металла придется взять паяльную лампу или ацетиленовую горелку. Конечно припаять можно, но куда будет смотреть ствол х.з. Сплав Розе рулит.

SHURUP 22-07-2005 01:15

LVital. Мягкими припоями (оловянно-свинцовые, Вуда, Розе) невозможно обеспечить приемлемую механическую прочность, можно только загерметизировать.
В жаркий летний день на солнцепёке брызги сплава Розе или Вуда ещё и в глаза брызнут . Рецептов твёрдых припоев - милиён и флюсов столько же. И если ты никогда не держал руках газовую горелку - пожалей вентовку. Найди спеца, не того кто металлолом режет, а кто имеет представление о ПСр.
Почитать советы на форуме и запаять, очень опасно для девайса.

SLAYER 22-07-2005 01:50

Виталь, а тот модератор,который я на Шеридан пистолет припаял к стволу сплавом с 90С плавления еще держится? Небыло у меня другого тогда.
А вот как Errrero cтволы паяет оловянно-свинцовым припоем ПОС-40,это примерно 230С, 40%олова.

blacksmith 22-07-2005 03:46

Сталь отлично пааяется аспирином (ацетилсалициловой кислотой), любым, блин, припоем.
ИМХО

IV 22-07-2005 08:00

Мне кажется, если паять, то низкотемпературным припоем, иначе может повести. Но. Почему никто не вспоминает о клеях. Современными клеями можно так приклеить, что не отдереш. Тут была гдето тема, клеили взводной зацеп на газовую пружину, а усилие там сами знаете. Имеет смысл посмотреть в эту сторону. Никакого нагрева. Только хороший клей на рынке не купиш, надо специализированные фирмы искать, там же и консультироваться. Требования - прочность и отсуствие усадки.

alhimik 22-07-2005 10:09

запаяй латунным припоем.
Или цинковым - они попрочнее хотя и плавятся при более высоких температурах.
Флюс: хлорид цинка, соляная кислота.

guron 22-07-2005 10:39

quote: Originally posted by SHURUP:

В жаркий летний день на солнцепёке брызги сплава Розе или Вуда ещё и в глаза брызнут

Ну вот этого не надо. Тут теплоотвод приличных размеров, и даже паяльником эту пайку не сразу разогреешь.

Кирьян 22-07-2005 12:47

Интересно мне как вы будете греть 600 мм. ствол в домашних условиях??
Очень большая вероятность что его уведет. На газовой комфорке точно не нагрееш - сам пробывал(не свол, но не меньшую железку)
ИМХО самый рульный вариант это три восмерки, одна полноценная 8 и две подрезанные. Та что 8 на конец цилиндра насоса, еще и усилиш узел крепления ручки насоса, а две на 1/3 и 2/3 ствола еще и планку под ОП на них поставиш. Точечный нагрев в районе 8 ни чего и ни где не уведет.

LVital 22-07-2005 13:27

Спасибо всем за кучу идей. Сиди и выбирай на здоровье

2 SHURUP: большие детали, тем более, сталь, я никогда не паял. Проводочки-транзисторчики-микросхемы - было дело.
2 SLAYER: держится, за предложение спасибо. Греть ствол ТЭНом - а это мысль.
2 Кирьян: спасибо, плохо что вид изменится.
2 blacksmith: с аспирином я потренируюсь обязательно.
2 alhimik: паять латунью сталь к латуни, это уже сварка получается , и я думаю, для меня это просто нереально.

2 IV: вот это, похоже, ОНО. Никого никуда не поведет, и греть не надо.

LaMuD 22-07-2005 13:35

Паял сплавом Розе и ортофосфорной кислотой на электроплите. Держится хорошо, но припаять красиво хрен получится. Не нужно портить красивую винтовку, а лучше если уж руки совсем нестерпимо чешутся, то или приклеить или сформовать пару хомутов из быстрой стали или эпоксидки с пластификатором (эпоксидка с тонером для лазерника весьма пррочный и не хрупкий материал). Можно даже разборные сделать т.к. можно проложить плёнку и затем просверлить отвестия и нарезать резьбу.

А чё в Бене такой плохой ствол?

beginner 22-07-2005 13:43

quote: Originally posted by LaMuD:
А чё в Бене такой плохой ствол?

присоединяюсь к вопросу

LVital 22-07-2005 15:34

Не так чтобы уж совсем плохой.
- он латунный, и ершик у меня латунный, а чистить леской с ветошью ненавижу
- нарезы на выходе не нравятся. Шероховатые какие-то. Если удастся, выложу фото.
- чем изголяться с модератором на родном стволе, лучше изголяться с новым стволом Имхо, возни одинаково.
- у меня есть ствол LW 605мм диаметром 12мм. Если бы его не было, и вопросов бы не было

SwD 22-07-2005 15:46

Поменять ершик на капроновый
- ствол полирнуть

Как насчет латунной же трубки/колец/полуколец на новый ствол?
Припаиваем латунь, вставляем железо..

beginner 22-07-2005 15:51

кстати, Демьян вроде бы делал душитель на Бенджика.

да и просто помогать советами человеку, который Вальтеровский ствол собрался фрезеровать - это... даже не знаю с чем сравнивать. Ну как с дитём вроде какую нехорошую операцию сделать...
Может, у меня такое отношение к стволу- потому как я в МСК, с нашими заморочками ЗОО? Не знаю...

beginner 22-07-2005 18:42

quote: Originally posted by LVital:
А что с ним может случиться? Или словосочетание "Вальтеровский ствол" должно произноситься с придыханием?

ага.
может, стоит попробовать соорудить с этим стволом что-то "более другое"? ПСП там с пейнтболльным баллоном?

ЗЫ. всё имхо.

OVM 22-07-2005 19:55

Мда...Вы меня господа извините, но человек хочет припаять ствол в Бенджике, проблема-то!
Родной был припаян, повело? ФИГ! Сталь отлично паяется, достаточно сначала отдельно облудить ствол (после зачистки и обезжиривания) хлористым цинком, причем паяльник для ствола нужен 100 ватт, лучше маленькая газовая горелка, кстати продаются такие, на обычный баллон для зажигалок, стоит в Москве баллон ~ 80 руб, горелка 800 руб. Далее - прочность, да уж! Обычного оловянистого-свинцового припоя - за глаза! Латунью паять - нафиг, нафиг - ни к чему.
Ствол не поведет!!! Ребята, диаметр ствола 12 мм! Соединен будет с трубой насоса, температура ~ 260C, какая поводка?! А родной ствол при пайке почему не ведет? Скажете одинаковые материалы? Но сечение разное....да и расширение стали и латуни не сильно разные.

Запаивайте! Обычным легкоплавким припоем, нормально будет!

А вообще, на один нормальный совет (не мой - !) 10 штук, типа "Слышу звон, да не знаю где он..." (Никого не хотел обидеть)

С уважением,
Олег

LVital 22-07-2005 20:00

Извини, удалил свое сообщение сам за отсутствие политкорректности, но ты успел увидеть и ответить

Я не вижу проблемы выбрать круглой фрезой 2мм в глубину у ствола, имеющего диаметр 12мм. В том смысле, что не думаю, что у ствола от этой процедуры что-то испортится. Наверняка заказывать нужно будет у грамотного фрезеровщика, чтобы он сделал оправку и все такое. Кроме того, я не вижу, куда такой тонкий ствол, фактически, лейнер, можно приспособить. Вывешивать его на всю длину нельзя - будет сеять. Есть одна красивая задумка типа буллпапа, но технических знаний не хватает для составления грамотных чертежей, так что тот проект пока в долгом ящике.

LVital 01-08-2005 12:19

Потому, что ответка - латунная труба диаметром около 25мм и толщиной стенки около 1мм.

иваныч 01-08-2005 22:27

Тогда лучше просверлить в призме 2 отверстия по стволу и трубе и разрезать на несколько частей, чтобы центровка не ушлла, а затем припаять.

LVital 02-08-2005 12:00

Подожди, какие отверстия и кого резать?! Труба - это насос, ее резать нельзя.

иваныч 02-08-2005 18:46

Взять кусок метала длинной 120-150мм толщиной 30-32мм просверлить в нем 2 паралельных отверстия, одно под трубу второе под ствол т.е. 25мм и 16мм получится ствольная коробка. Если она не нужна можно её распилить на части, получатся кронштейны.
У них будет четкая соосность. 16мм ствол легко вывешивается и даёт великолепную кучку. Зачем его паять непонятка

2dogs 10-08-2005 11:37

Сам правда не проверял, но цетирую.

6. Холодная спайка.

Некоторые предметы, как известно, нельзя спаять при высокой температуре, не подвергнув порче. Для таких предметов рекомендуется следующий состав. Осажденная в порошкообразном состоянии медь перемешивается в фарфоровой ступке с концентрированной серной кислотой до получения
некрутой тестообразной массы, к общему весовому количеству которой добавляют постепенно, при постоянном размешивании, 70 частей ртути. Когда таким образом получится однородная амальгама, ее хорошо промывают в горячей воде для удаления кислоты и затем дают ей остыть. Спустя 10-12часов амальгама становится настолько твердой, что режет олово.В таком виде состав уже вполне
готов к употреблению, для чего его нагревают до консистенции размягченного воска и спаивают предметы; остыв, эта амальгама очень крепко держит спаянные части.

Как припаять провод. Материалы для паяния. Как паять стальную проволоку оловом

Как паять стальные детали

Какая сталь паяется хорошо

Вопрос в том, что определить марку на глазок домашнему мастеру невозможно. Узнать насколько хорошо паяется данная деталь из стали, или близкого к ней сплава, можно только экспериментальным путем.

Как выполняется соединение оловом – порядок действий

зачистку стали, химическую зачистка под припоем;
разогрев детали до температуры плавления припоя, нахождение припоя на детали под флюсом некоторое время в текучем состоянии.

Наиболее безобидной в применении, но эффективной в данном случае, оказывается ортофосфорная кислота, которую легко приобрести в автомагазине, как «очистку ржавчины».

Требуемая мощность разогревающих устройств полностью зависит от массы деталей.

Процесс пайки двух стальных деталей

Также понадобится вата на палочке, для подачи флюса в зону разогрева, и паяльник от 50 Вт.

Зачищенная наждачкой сталь разогревается горелкой.
На горячую деталь наносится ортофосфорная кислота и тут же подается паяльником расплавленный оловянный припой.

Это же повторяется с другой деталью. Затем разогреваются две детали, находящиеся вместе, и в зону контакта подается дополнительный припой паяльником.

Насколько прочна пайка стали, можно ли сделать прочнее

прочностью связи припоя с металлом,
площадью соединения,
направлением нагрузки по отношению к спаянным плоскостям.

Упрочить можно применив другой припой, - специальные прочные составы и более тугоплавкие с включением серебра, цинка, меди и др.

Другое направление увеличения прочности – покрытие припоем не только плоскости, но и боковин детали, - охват детали припоем. Тогда сопротивление на отрыв при разнонаправленных нагрузках будет больше.

Особопрочная пайка, особые припои

Работу должны вести только специалисты по плавке металлов. Необходимо знать основы плавления металлов, порядок обращение с расплавами и технику безопасности. В общем, пайка стали сверхпрочными припоями выполняется на специализированных предприятиях.

Возможный состав припоя:

55% цинка, 45% меди, немного кремния для увеличения текучести.

Состав расплавляется под слоем угля в графитовом тигеле.Стальные детали, подлежащие пайке, разогреваются газовой горелкой. В качестве флюса используется ортофосфорная кислота.Расплав подается на детали. Как правило, залуживание и пайка производятся за один разогрев и деталей и припоя.Но подобная пайка стали по сложности превосходит простую сварку….

Но в быту, где нужно «залатать», «прикрепить», «состыковать» две стальные детали, нужно пользоваться припоями с низкой температурой плавления, типа свинцово-оловянных.

stroy-block.com.ua

выбор флюса и особенности работы с жестью и оцинковкой

Процесс пайки – это химическое соединение двух металлов с помощью припоя. Причем кристаллическая структура металла не изменяется. То есть, соединяемые части остаются при своих технических характеристиках.

Само соединение получается достаточно надежным, но многое будет зависеть от вида припоя и технологии пайки. К тому же необходимо отметить, что не все металлы могут быть соединены этим процессом. Основные же металлы, особенно стальные (железо), между собой могут быть спаяны.

Три технологии

Существует три технологии пайки железа оловом:

паяльником. Для этого придется использовать мягкие припои с большим содержанием свинца;
паяльной лампой. Здесь потребуются твердые припои с большим содержанием олова;
электрическая пайка железа.

Первый способ применяют в том случае, если железо не будет в процессе эксплуатации подвергаться большим нагрузкам. Второй – это лужение железа оловом, когда оловянный припой наносится на поверхность металлического изделия и растирается по всей его плоскости тонким слоем.

В этой технологии обязательно применяется флюс для пайки. Третий вариант используется в производственных масштабах, для чего применяется специальное оборудование.

Пайка листов жести

Пайка жести (тонкого листового железа) является часто встречаемым процессом в изготовлении металлической тары. Но нередко и в домашних условиях приходится скреплять листы железа между собой, собирая герметичные конструкции. Поэтому перед тем как припаять один лист к другому, необходимо подготовить все нужное.

Для процесса пайки железа с помощью олова понадобится припой с небольшой концентрацией олова, к примеру, ПОС-40, флюс, паяльник и шило.

Флюс в процессе пайки железа выполняет функции растворителя и окислителя одновременно. То есть, сразу происходит смачивание металла и защита от окислительных процессов. В качестве флюсов используют канифоль и соляную кислоту или хлористый цинк и борную кислоту.

Что касается паяльника, то для проведения качественной пайки оловом лучше выбрать электрический инструмент мощностью более 40 Вт. Старый паяльный инструмент, который нагревается от пламени огня, сегодня практически не используют даже в домашних условиях.

Последовательность действий

Вот основные этапы данного процесса:

зачистка соединяемых листов;
нанесение флюса;
разогрев паяльника и лужение;
пайка оловом;
очистка стыка бензином.

Очистку проводят механическим способом наждачной бумагой. Если загрязнения большие, то придется провести обработку растворителем. Если не удается очистить и таким методом, тогда проводят травление серной кислотой.

Два куска листового железа подносят друг к другу на расстояние 0,3 мм. Их края обрабатывают пастообразным флюсом при помощи кисточки. Жало паяльника очищается наждачкой, и сам инструмент включается в электрическую сеть через розетку. Чтобы проверить, хорошо ли он нагрелся, надо помести его жало в нашатырную смесь, которая должна закипеть.

Теперь проводится этап лужения железа. То есть, с помощью припоя из олова или его сплава обрабатываются края двух листов жести, чтобы покрыть их оловянным слоем, который будет выполнять защитные функции от коррозии металла.

Все готово, остается только запаять два конца листов. Жало паяльника подносится к месту стыка вместе с припоем из олова, и они оба продвигаются плавно по границе соединения.

При этом жало необходимо прижимать не острым концом, а плоской гранью, за счет чего будет прогреваться одновременно и соединяемые детали, что скажется на высоком качестве проведенной пайки железа.

Особенности работы с оцинкованными изделиями

Пайка оцинковки оловом по чисто технологическому процессу от предыдущей ничем не отличается. Но есть в технологии свои тонкие нюансы, которые сказываются на качестве конечного результата.

Нельзя паять оцинковку припоями, в состав которых входит большое количество сурьмы. Это вещество при контакте с цинковым покрытием создает непрочный шов.

В качестве флюса лучше использовать борную кислоту и хлористый цинк. Если сами изделия уже были залужены оловом в процессе производства, тогда в качестве флюса можно применять канифоль.

Когда производится соединение оцинкованного железа (листового) и проволоки, то последнюю надо согнуть под прямым углом, чтобы увеличить площадь контакта двух изделий.

В остальном процесс проводится точно также. Кстати, неважно, проволока была изготовлена из оцинковки или обычной стали.

Есть еще несколько важных позиций, которые надо учитывать в процессе пайки оцинкованных изделий. Если для пайки железа используются припойные стержни на основе олова и свинца, то для них лучше добавлять флюс на основе хлористого цинка и хлористого аммония. Соотношение 5:1 соответственно.

Припой на основе олова и кадмия требует едкого натра в качестве флюсовой добавки.

Если между собой соединяются оцинкованные изделия из железа, в состав защитного слоя которых входит более 2% алюминия, то применяется припой на основе олова и цинка. А в качестве флюса используют соляную кислоту и вазелин (стеарин).

В независимости от того, какие детали или узлы соединяются пайкой, необходимо после окончания процесса и остывания шва промыть место стыка водой, чтобы удалить остатки флюса.

Техника безопасности

Пайка железа оловом – процесс небезопасный. Поэтому надо строго соблюдать меры предосторожности. На руки надеваются защитные перчатки, под паяльник обязательно устанавливается подставка, чтобы разогретое жало не касалось стола и подручных материалов. И сама процедура должна проводиться аккуратно.

При кажущейся простоте паячной операции, на самом деле это серьезная процедура. И относиться к ней надо с большим вниманием. Что-то упустили, неправильно даже приложили, и можно считать, что качество стыка резко упало. Поэтому важно к каждому этапу подходить ответственно, особенно это касается очистки двух стыкуемых изделий из железа.

svaring.com

Чем можно паять сталь?

LVital 21-07-2005 14:35

Кирьян 21-07-2005 15:12

Для пайти стали используют более тугоплавкие припои(чаще всего медно и серебро содержащие), а так как температура пайки высокая и длинна ствола не маленькая есть все основания пологать, что ствол "уведет".Как вариант пайка ствола в нескольких местах или еще вариант - ставиш ствол на(в) "восмерки" и припаеваеш к насосу только восмерки(на них же можно и планочку поставить под оптику.)

Youri 21-07-2005 15:57

Можно паять обыкновенным припоем,предварительно облудив сталь с ортофосфорной кислотой или,что лучше,со специальным флюсомПоследующая промывка водой обязательнаПрогревать лучше маленькой газовой горелочкой,а потом паяльником

LVital 21-07-2005 16:12

А что за специальный флюс? Соляная кислота, или достаточно спиртового раствора канифоли?

wellad 21-07-2005 16:30

Skunk 21-07-2005 16:42

Можно паять с обычным хлоридом цинка. Продается мужиками на "хозяйственном" рынке.

guron 21-07-2005 16:58

Активный флюс называется (менее агрессивен, чем ортофосфорная, я иногда не промываю после него, когда некогда , по составу не скажу ) IMHO ортофосфорная эффективнее. Меня вот другой вопрос терзает - нафига ты его паять собрался? Я как представил как ты будешь 12 мм "ломик" нагревать до 200-300 градусов, мне аж поплохело не лучше ли будет прихомутать. Хотя я не знаю как оно там на бенджиках устроено, мож на нем (стволе все и держится ) Кстати тут тебе насоветовали припои с серебром - нафиг их - зае.устанешь греть, лучше низкотемпературные припои (сплав "Розе" к примеру или Вуда - оба менее 100 градусов) чтобы облудить "ломик" - греешь на эл плитке глицерин (до 100 градусов) и расплавляешь в нем "розе" - так он с кислородом не будет контактировать, мажешь "ломик" ортофосфорной кислотой и в эту емкость. Бенджик тоже облудить, затем все это объединяешь и паяешь феном и паяльником.Все что написал на бенджике не проверялось, я его только на картинках видел, просто делюсь опытом пайки одной большой железяки к другой, без использования высоких мощностей.

Youri 21-07-2005 17:41quote:Originally posted by LVital:А что за специальный флюс? Соляная кислота, или достаточно спиртового раствора канифоли?

у нас флюсы продают в радиомагазинах,на Митинофлюсы разные-на ортофосворной и соляной кислотах требуют тщательнейшей водной промывкиесть флюсы,не требующие промывоку меня несколько видов есть-для аллюминия-нихрома и нержавейки-для стали без промывки-для бронзовых сплавовстоят они копейкинайди способ отправки и я тебе вышлю

guron 21-07-2005 19:10

guron 21-07-2005 19:23

Alter 21-07-2005 20:35

Меня учил паять один мужик. На других изделиях он делал так. Зачищал деталь до шероховатости примерно 6.3, обезжиривал. Тоже самое с другой деталью. Потом грел обеи на домашней газовой плите, но не до красного каления)). Примерно градусов 200-250. Причём в твоём случае надо подержать подольше-толщины большие. Брал паяльную кислоту (обязательно с цинком) и *на горяче* капал на поверхность. Паяльник нужен мощностью больше 100Вт, ну можно и этот. Облуживал обе детали, так чтобы сверкало. Но температуру нужно держать! Давал немного остыть, потом снова грел на газе, чтобы олово слегка текло и быстро соединял, потом грел немного снова-хрен потом отдерёшь. Но учтите. если стрелять зимой, то возможны траблы (оловянная чума). Вообще паять ствол -не есть хорошо. Нужно замастячить скользящую посадку и посадить плотно на два сухаря. Случае чего обратно можно *переиграть*))

SlepoySn 21-07-2005 20:52

Пропаяй латунью.

Youri 21-07-2005 21:42quote:Originally posted by SlepoySn:Пропаяй латунью.

Это точно!

KVK 21-07-2005 22:17

А не поведёт?

SLAYER 22-07-2005 12:47

Еще как поведет.

Кайнын 22-07-2005 01:06

с таким вопросом надо идти в гладкоствол.

и там расскажут, что паять стволы вручную учатся годами.

может, действительно, механически как крепить?

или вопрос стоит в сохранении внешней похожести?

wellad 22-07-2005 01:08

SHURUP 22-07-2005 01:15

LVital. Мягкими припоями (оловянно-свинцовые, Вуда, Розе) невозможно обеспечить приемлемую механическую прочность, можно только загерметизировать.В жаркий летний день на солнцепёке брызги сплава Розе или Вуда ещё и в глаза брызнут . Рецептов твёрдых припоев - милиён и флюсов столько же. И если ты никогда не держал руках газовую горелку - пожалей вентовку. Найди спеца, не того кто металлолом режет, а кто имеет представление о ПСр.Почитать советы на форуме и запаять, очень опасно для девайса.

SLAYER 22-07-2005 01:50

Виталь, а тот модератор,который я на Шеридан пистолет припаял к стволу сплавом с 90С плавления еще держится? Небыло у меня другого тогда.А вот как Errrero cтволы паяет оловянно-свинцовым припоем ПОС-40,это примерно 230С, 40%олова.

http://guns.allzip.org/topic/2/67985.html

blacksmith 22-07-2005 03:46

Сталь отлично пааяется аспирином (ацетилсалициловой кислотой), любым, блин, припоем.ИМХО

IV 22-07-2005 08:00

alhimik 22-07-2005 10:09

запаяй латунным припоем.Или цинковым - они попрочнее хотя и плавятся при более высоких температурах.Флюс: хлорид цинка, соляная кислота.

guron 22-07-2005 10:39quote:Originally posted by SHURUP:В жаркий летний день на солнцепёке брызги сплава Розе или Вуда ещё и в глаза брызнут Ну вот этого не надо. Тут теплоотвод приличных размеров, и даже паяльником эту пайку не сразу разогреешь.

Кирьян 22-07-2005 12:47

Интересно мне как вы будете греть 600 мм. ствол в домашних условиях??Очень большая вероятность что его уведет. На газовой комфорке точно не нагрееш - сам пробывал(не свол, но не меньшую железку)ИМХО самый рульный вариант это три восмерки, одна полноценная 8 и две подрезанные. Та что 8 на конец цилиндра насоса, еще и усилиш узел крепления ручки насоса, а две на 1/3 и 2/3 ствола еще и планку под ОП на них поставиш. Точечный нагрев в районе 8 ни чего и ни где не уведет.

LVital 22-07-2005 13:27

Спасибо всем за кучу идей. Сиди и выбирай на здоровье

2 SHURUP: большие детали, тем более, сталь, я никогда не паял. Проводочки-транзисторчики-микросхемы - было дело. 2 SLAYER: держится, за предложение спасибо. Греть ствол ТЭНом - а это мысль. 2 Кирьян: спасибо, плохо что вид изменится. 2 blacksmith: с аспирином я потренируюсь обязательно.2 alhimik: паять латунью сталь к латуни, это уже сварка получается , и я думаю, для меня это просто нереально.

2 IV: вот это, похоже, ОНО. Никого никуда не поведет, и греть не надо.

LaMuD 22-07-2005 13:35

А чё в Бене такой плохой ствол?

beginner 22-07-2005 13:43quote:Originally posted by LaMuD:А чё в Бене такой плохой ствол?

присоединяюсь к вопросу

LVital 22-07-2005 15:34

Не так чтобы уж совсем плохой.- он латунный, и ершик у меня латунный, а чистить леской с ветошью ненавижу- нарезы на выходе не нравятся. Шероховатые какие-то. Если удастся, выложу фото. - чем изголяться с модератором на родном стволе, лучше изголяться с новым стволом Имхо, возни одинаково. - у меня есть ствол LW 605мм диаметром 12мм. Если бы его не было, и вопросов бы не было

SwD 22-07-2005 15:46

Поменять ершик на капроновый - ствол полирнуть

Как насчет латунной же трубки/колец/полуколец на новый ствол? Припаиваем латунь, вставляем железо..

beginner 22-07-2005 15:51

кстати, Демьян вроде бы делал душитель на Бенджика.

да и просто помогать советами человеку, который Вальтеровский ствол собрался фрезеровать - это... даже не знаю с чем сравнивать. Ну как с дитём вроде какую нехорошую операцию сделать...Может, у меня такое отношение к стволу- потому как я в МСК, с нашими заморочками ЗОО? Не знаю...

beginner 22-07-2005 18:42quote:Originally posted by LVital:

А что с ним может случиться? Или словосочетание "Вальтеровский ствол" должно произноситься с придыханием?

ага.может, стоит попробовать соорудить с этим стволом что-то "более другое"? ПСП там с пейнтболльным баллоном?

ЗЫ. всё имхо.

OVM 22-07-2005 19:55

Мда...Вы меня господа извините, но человек хочет припаять ствол в Бенджике, проблема-то!Родной был припаян, повело? ФИГ! Сталь отлично паяется, достаточно сначала отдельно облудить ствол (после зачистки и обезжиривания) хлористым цинком, причем паяльник для ствола нужен 100 ватт, лучше маленькая газовая горелка, кстати продаются такие, на обычный баллон для зажигалок, стоит в Москве баллон ~ 80 руб, горелка 800 руб. Далее - прочность, да уж! Обычного оловянистого-свинцового припоя - за глаза! Латунью паять - нафиг, нафиг - ни к чему.Ствол не поведет!!! Ребята, диаметр ствола 12 мм! Соединен будет с трубой насоса, температура ~ 260C, какая поводка?! А родной ствол при пайке почему не ведет? Скажете одинаковые материалы? Но сечение разное....да и расширение стали и латуни не сильно разные.

Запаивайте! Обычным легкоплавким припоем, нормально будет!

С уважением,Олег

LVital 22-07-2005 20:00

Извини, удалил свое сообщение сам за отсутствие политкорректности, но ты успел увидеть и ответить

А для будущих проектов (лет через 20 ) у меня еще лежат два ствола 4,5 мм от того же кутюр внешним диаметром 16мм Я нэ жлоб, а хазяйська дытына . Вот и не получается у меня о Вальтере говорить с придыханием. И это хорошо

beginner 25-07-2005 10:35

ну тогда - могу только поздравить.

green_day 27-07-2005 23:40

Кстати гладкоствол охотничий не зря называют "паяными трубами"

иваныч 01-08-2005 09:49

Флюс для пайки продается на москворецком рынке для пайки медных труб, отлично паяет и сталь, и медь, и нержавку, и в сочетаниях.Представляет из себя баночку с серой пастой. Можно в принципе паять одним флюсом, т.к. содержит порошок цинка. Зачистить место пайки необходимо.Насчет поведет- никогда при остывании мягкий припой очень пластичен и сыграет под сталь без проблем. Кстати, а почему надо фрезеровать ствол, а не ответку?

LVital 01-08-2005 12:19

Потому, что ответка - латунная труба диаметром около 25мм и толщиной стенки около 1мм.

иваныч 01-08-2005 22:27

LVital 02-08-2005 12:00

Подожди, какие отверстия и кого резать?! Труба - это насос, ее резать нельзя.

иваныч 02-08-2005 18:46

Взять кусок метала длинной 120-150мм толщиной 30-32мм просверлить в нем 2 паралельных отверстия, одно под трубу второе под ствол т.е. 25мм и 16мм получится ствольная коробка. Если она не нужна можно её распилить на части, получатся кронштейны.У них будет четкая соосность. 16мм ствол легко вывешивается и даёт великолепную кучку. Зачем его паять непонятка

2dogs 10-08-2005 11:37

Сам правда не проверял, но цетирую.

6. Холодная спайка.

Некоторые предметы, как известно, нельзя спаять при высокой температуре, не подвергнув порче. Для таких предметов рекомендуется следующий состав. Осажденная в порошкообразном состоянии медь перемешивается в фарфоровой ступке с концентрированной серной кислотой до получениянекрутой тестообразной массы, к общему весовому количеству которой добавляют постепенно, при постоянном размешивании, 70 частей ртути. Когда таким образом получится однородная амальгама, ее хорошо промывают в горячей воде для удаления кислоты и затем дают ей остыть. Спустя 10-12часов амальгама становится настолько твердой, что режет олово.В таком виде состав уже вполнеготов к употреблению, для чего его нагревают до консистенции размягченного воска и спаивают предметы; остыв, эта амальгама очень крепко держит спаянные части.

guns.allzip.org

Пайка металлов

Сварка и пайка металлов относятся к неразъемным соединениям. Однако у таких способов существует важное отличие. При сварке происходит соединение металлов благодаря местному нагреву детали до температуры, когда он начинает плавиться. В результате образуется соединение двух деталей в одно целое. Паяльная операция подразумевает получение прочного соединения разных деталей или конструкций.

Существующие методы пайки

Технология пайки классифицируется по нескольким показателям:

температура;
давление;
припой.

Температурный показатель зависит от нагрева металла. В этом случае пайка бывает:

высокотемпературная;
низкотемпературная.

Разделяет эти два способа показатель температуры. Границей разделения считается 450 градусов.

Существует также определение пайки в зависимости от приложенного давления:

пайка металла с применением фиксированного зазора;
прессовая пайка.

Вернуться к оглавлению

Как паять вольфрам: особенности

Вольфрамовые изделия имеют высокую прочность, что дает возможность применять их в определенных отраслях:

ракетостроении;
электроламповой отрасли;
радиотехнике.

Вольфрам может иметь чистый вид или входить в состав сплава. Этот цветной металл очень хрупок и отличается тугоплавкостью, поэтому его обработка вызывает много сложностей. В связи с этим пайка вольфрама требует своеобразного подхода.

Операция пайки делается при температуре, которая меньше температуры рекристаллизации материала. Обычно она равна 1450 градусам. Если температура намного выше, то начинает уменьшаться прочность металла. Намного легче паять вольфрамовые изделия с деталями из этого же материала. Пайка с различными материалами всегда проходит очень сложно, так как материалы имеют различные параметры линейного расширения.

Прежде чем начинать паяльные работы, поверхность вольфрамовых деталей подвергается тщательной очистке. Ее делают несколькими способами:

механической очисткой;
травлением в кислоте, при этом применяют азотную или фтористоводородную кислоту.

Если кислота отсутствует, ее заменяет сильно нагретый едкий натр. После очистки вольфрам протирается спиртом, можно промыть его горячей водой.

Чтобы достигнуть идеальной чистоты и высокой плотности шва, паяльные работы нужно проводить в вакууме. Существует также несколько других восстановительных сред, однако они требуют предварительного покрытия металла никелем. Таким образом получается высокое смачивание вольфрама текущим припоем.

Вернуться к оглавлению

В домашних условиях наиболее распространена пайка деталей радиотехники. Операция не вызывает никаких сложностей, ее может выполнять практически любой человек. Пайку всегда можно легко демонтировать, она отличается водоустойчивостью.

К негативной стороне можно отнести низкую прочность. Нет совместимости с другими металлами. Пайка плохо переносит холод и высокую температуру.

Чтобы выполнять паяльные работы, необходимо иметь припой из легкого плавкого металла.

Припой изготавливается из сочетаний свинца с оловом. Благодаря наличию конкретного материала припои могут иметь разную температуру плавления. Именно это обстоятельство и предопределяет основную сферу их работы. Чаще всего пользуются припоем, у которого температура плавления достигает 200 градусов.

В домашних условиях паяльные работы должны проводиться очень быстро.

Дело в том, что флюс, обеспечивающий текучесть припоя, начинает быстро обугливаться. Иногда требуется проведение дополнительной зачистки. Пока припой полностью не остынет и не станет твердым, запрещается двигать детали.

Высококачественным признается уровень пайки, когда припой тончайшим слоем обволакивает место пайки.

Вернуться к оглавлению

Как паять сталь: нюансы

Для того чтобы начать пайку стали, необходимо подобрать соответствующий способ. При этом учитывается:

стойкость окисной пленки;
взаимодействие стали и припоя;
изменение характеристики стали, после термического процесса пайки.

Очень легко удаляются окислы, когда подвергается пайке углеродистая сталь. Намного сложнее удалить окисную пленку, когда работа проводится с легированной сталью, в состав которой входит хром, алюминий, титан и кремний.

Дело в том, что после нагрева на поверхности стали появляются трудно растворимые окислы Ме203, М203.

Чтобы паять сталь, пользуются припоями, в состав которых входит:

олово;
свинец;
серебро;
медь;
никель;
палладий.

Эти материалы оказывают небольшое влияние на свойства стали, они практически ее не растворяют.

Вернуться к оглавлению

Как паять детали из жести?

Стандартным способом спаивания жести является применение припоя, в котором содержится большое количество олова, флюса и паяльника, имеющего шило.

Профессионалы советуют использовать следующие марки припоя:

ПОС 40;
ПОС 30;
ПОС 4-6.

Такой выбор припоя связан с химическими показателями материалов, когда выполняется пайка оловом. В этих припоях, кроме олова, содержится также:

сурьма;
мышьяк;
медь;
висмут.

Эти марки припоев отличаются показателем сопротивления срезу, благодаря определенному количеству примесей. Кроме того, они увеличивают сопротивление шва на разрыв после окончания пайки. Если в составе припоя недостаточно олова, то повышается количество сурьмы.

В некоторых случаях применяется ПОС 90 с большим количеством свинца. Для оцинкованного материала делается несколько другой подход.

Для пайки оцинкованного железа обязательно должен присутствовать флюс. Он играет роль химического окислителя и одновременно растворителя. Благодаря флюсу исчезает процесс окисления. Вдобавок ко всему, металл смачивается железом, и получается шов высокого качества. Чаще всего в качестве флюса используют соляную кислоту и канифоль.

В радиотехнике больше всего применяют канифоль. Только в некоторых случаях применяют хлористый цинк и борную кислоту.

Для работы используют паяльник, мощность которого должна превышать 40 Вт. Все работы желательно выполнять электрическим паяльником. Он позволяет проводить пайку в удобном положении, шов получается очень прочным и надежным.

Как способ неразъемного соединения металлов пайка известна с давних пор. Паяными металлическими изделиями пользовались в Вавилоне, Древнем Египте, Риме и Греции. Удивительно, но за тысячелетия, прошедшие с тех пор, технология пайки изменилась не так сильно, как этого можно было бы ожидать.

Пайкой называется процесс соединения металлов посредством введенного между ними расплавленного связующего материала - припоя. Последний заполняет зазор между соединяемыми деталями и, застывая, прочно соединяется с ними, образуя неразъемное соединение.

При пайке припой нагревают до температуры, превышающей температуру его плавления, но не достигающей точки плавления металла соединяемых деталей. Становясь жидким, припой смачивает поверхности и заполняет все зазоры за счет действия капиллярных сил. Происходит растворение основного материала в припое и их взаимная диффузия. Застывая, припой прочно сцепляется с паяемыми деталями.

При пайке должно выполняться следующее температурное условие: Т 1 <Т 2 <Т 3 <Т 4 , где:

Т 1 - температура, при которой паяное соединение работает;
Т 2 - температура плавления припоя;
Т 3 - температура нагрева при пайке;
Т 4 - температура плавления соединимых деталей.

Отличия пайки от сварки

Паяное соединение по своему виду напоминает сварное, однако по своей сути пайка металлов радикально отличается от сварки. Основное отличие состоит в том, что основной металл не расплавляется, как при сварке, а лишь нагревается до определенной температуры, значение которой никогда не достигает температуры его плавления. Из этого основного различия вытекают все остальные.

Отсутствие расплавления основного металла делает возможным соединение пайкой деталей самых маленьких размеров, а также многократное разъединение и соединение спаянных деталей без нарушения их целостности.

Из-за того, что основной металл не расплавляется, его структура и механические свойства остаются неизменными, отсутствует деформация паяемых деталей, выдерживаются формы и размеры получаемого изделия.

Пайка позволяет соединять металлы (и даже неметаллы) в любом сочетании друг с другом.

При всех своих достоинствах пайка все же уступает сварке по прочности и надежности соединения. Из-за низкой механической прочности мягкого припоя, низкотемпературная пайка встык является непрочной, поэтому для достижения необходимой прочности детали необходимо соединять с перекрытием.

В наше время среди различных способов создания неразъемных деталей, пайка занимает второе место после сварки, а в некоторых областях ее позиции являются главенствующими. Трудно себе представить современную IT-промышленность без этого компактного, чистого и прочного способа соединения элементов электронных схем.

Применение пайки широко и многообразно. Ею соединяют медные трубы в теплообменниках, холодильных установках и всевозможных системах, транспортирующих жидкие и газообразные среды. Пайка является основным способом крепления твердосплавных пластин к металлорежущему инструменту. При кузовных работах с ее помощью крепят тонкостенные детали к тонкому листу. В виде лужения используют для защиты некоторых конструкций от коррозии.

Широко используется пайка и в домашних условиях. Ею можно соединять между собой детали из различных металлов, уплотнять резьбовые соединения, устранять пористость поверхностей, обеспечивать плотную посадку втулки разболтавшегося подшипника. Везде, где использование сварки, болтов, заклепок или обычного клея по каким-либо причинам невозможно, затруднительно или нецелесообразно, пайка, сделанная даже своими руками, оказывается спасительным выходом из ситуации.

Виды пайки

Классификация пайки носит довольно сложный характер из-за большого числа классифицируемых параметров. Согласно технологической классификации по ГОСТ 17349-79 пайка металлов подразделяется: по способу получения припоя, по характеру заполнения припоем зазора, по типу кристаллизации шва, по способу удаления оксидной пленки, по источнику нагрева, по наличию или отсутствию давления в стыке, по одновременности выполнения соединений.

Одной из основных является классификация пайки по температуре плавления используемого припоя. В зависимости от этого параметра пайку подразделяют на низкотемпературную (используются припои с температурой плавления до 450°C) и высокотемпературную (температура плавления припоев выше 450°C).

Низкотемпературная пайка более экономична и проста в исполнении, чем высокотемпературная. Ее преимуществом является возможность применения на миниатюрных деталях и тонких пленках. Хорошая тепло- и электропроводность припоев, простота выполнения процесса пайки, возможность соединения разнородных материалов обеспечивают низкотемпературной пайке ведущую роль при создании изделий в электронике и микроэлектронике.

К преимуществам высокотемпературной пайки относится возможность изготовления соединений, выдерживающих большую нагрузку, в том числе и ударную, а также получение вакуумно-плотных и герметичных соединений, работающих в условиях высоких давлений. Основными способами нагрева при высокотемпературной пайке, в единичном и мелкосерийном производстве, является нагрев газовыми горелками, индукционными токами средней и высокой частоты.

Композиционная пайка применяется при пайке изделий, имеющих некапиллярные или неравномерные зазоры. Она осуществляется с использованием композиционных припоев, состоящих из наполнителя и легкоплавкой составляющей. Наполнитель имеет температуру плавления выше температуры пайки, поэтому он не расплавляется, а лишь заполняет собой зазоры между паяемыми изделиями, служа средой распространения легкоплавкой составляющей.

По характеру получения припоя различают следующие виды пайки.

Пайка готовым припоем - самый распространенный вид пайки. Готовый припой расплавляется нагревом, заполняет зазор между соединяемыми деталями и удерживается в нем благодаря капиллярным силам. Последние играют очень важную роль в технологии пайки. Они заставляют расплавленный припой проникать в самые узкие щели соединения, обеспечивая его прочность.

Реакционно-флюсовая пайка , характеризующаяся протеканием реакции вытеснения между основным металлом и флюсом, в результате которой образуется припой. Наиболее известная реакция при реакционно-флюсовой пайке: 3ZnCl 2 (флюс) + 2Al (соединяемый металл) = 2AlCl 3 + Zn (припой).

Чтобы паять металл, кроме подготовленных соответствующим образом паяемых изделий необходимо иметь источник тепла, припой и флюс.

Источники тепла

Существует множество способов нагрева паяемых деталей. К самым распространенным и наиболее подходящим для пайки в домашних условиях относится нагрев паяльником, горелкой с открытым пламенем и строительным феном.

Нагрев паяльником осуществляют при низкотемпературной пайке. Паяльник нагревает металл и припой за счет тепловой энергии, аккумулированной в массе его металлического наконечника. Кончик паяльника прижимается к металлу, в результате чего происходит нагрев последнего и расплавление припоя. Паяльник может быть не только электрическим, но и газовым.

Газовые горелки - наиболее универсальный вид нагревательного оборудования. К этой категории можно отнести и паяльные лампы, заправляемые бензином или керосином (в зависимости от типа паяльной лампы). В качестве горючих газов и жидкостей в горелках может использоваться ацетилен, пропан-бутановая смесь, метан, бензин, керосин и пр. Газовая пайка может быть как низкотемпературной (при паянии массивных деталей), так и высокотемпературной.

Существуют и другие способы нагрева при пайке:

Пайка индукционными нагревателями, которая активно используется для припаивания твердосплавных резцов режущего инструмента. При индукционной пайке паяемые детали или их части нагреваются в катушке-индукторе, через которую пропускается ток. Преимуществом индукционной пайки является возможность быстрого нагрева толстостенных деталей.

Пайка в различных печах.
Пайка электросопротивлением, при которой детали нагреваются теплотой, выделяющейся вследствие прохождения электротока через паяемые изделия, являющиеся частью электрической цепи.
Пайка погружением, выполняющаяся в расплавленных припоях и солях.
Прочие виды пайки: дуговая, лучами, электролитная, экзотермическая, штампами и нагревательными матами.

Припои

В качестве припоев используются как чистые металлы, так и их сплавы. Чтобы припой мог хорошо исполнять свое предназначение, он должен обладать целым рядом качеств.

Смачиваемость . Прежде всего, припой должен обладать хорошей смачиваемостью по отношению к соединяемым деталям. Без этого будет просто отсутствовать контакт между ним и паяемыми деталями.

В физическом смысле смачивание подразумевает явление, при котором прочность связи между частицами твердого вещества и смачивающей его жидкости оказывается выше, чем между частицами самой жидкости. При наличии смачивания жидкость растекается по поверхности твердого вещества и проникает во все его неровности.

Пример несмачивающей (слева) и смачивающей (справа) жидкостей

Если припой не смачивает основной металл, пайка невозможна. В качестве такого примера можно привести чистый свинец, который плохо смачивает медь и не может поэтому служить припоем для неё.

Температура плавления . Припой должен иметь температуру плавления ниже температуры плавления соединяемых деталей, но выше той, при которой соединение будет работать. Температура плавления характеризуется двумя точками - температурой солидуса (температура, при которой плавится самый легкоплавкий компонент) и температурой ликвидуса (наименьшим значением, при которой припой становится полностью жидким).

Разница между температурами ликвидуса и солидуса называется интервалом кристаллизации. Когда температура соединения находится в интервале кристаллизации, даже незначительные механические воздействия приводят к нарушениям кристаллической структуры припоя, в результате чего может возникнуть его хрупкость и возрасти электрическое сопротивление. Поэтому необходимо соблюдать очень важное правило пайки - не подвергать соединение никакой нагрузке до полного окончания кристаллизации припоя.

Кроме хорошей смачиваемости и необходимой температуры плавления, припой должен обладать еще рядом свойства:

Содержание токсичных металлов (свинца, кадмия) не должно превышать установленных значений для определенных изделий.
Должна отсутствовать несовместимость припоя с соединяемыми металлами, которая может привести к образованию хрупких интерметаллических соединений.
Припой должен обладать термостабильностью (сохранением прочности паяного соединения при изменении температуры), электростабильностью (неизменностью электрических характеристик при токовых, тепловых и механических нагрузках), коррозионной стойкостью.
Коэффициент теплового расширения (КТР) не должен сильно отличаться от КТР соединяемых металлов.
Коэффициент теплопроводности должен соответствовать характеру эксплуатации паяного изделия.

В зависимости от температуры плавления припои подразделяют на легкоплавкие (мягкие) с температурой плавления до 450°С и тугоплавкие (твердые) с температурой плавления выше 450°С.

Легкоплавкие припои . Наиболее распространенными легкоплавкими припоями являются оловянно-свинцовые, состоящие из олова и свинца в различном соотношении. Для придания определенных свойств в них могут вводиться другие элементы, например, висмут и кадмий для понижения температуры плавления, сурьма для увеличения прочности шва и т.д.

Оловянно-свинцовые припои имеют низкую температуру плавления и относительно невысокую прочность. Их не следует применять для соединения деталей, испытывающих значительную нагрузку или работающих при температуре выше 100°С. Если все же приходится применять пайку мягкими припоями для соединений, работающих под нагрузкой, нужно увеличивать площадь соприкосновения деталей.

К наиболее широко используемым относятся оловянно-свинцовые припои ПОС-18, ПОС-30, ПОС-40, ПОС-61, ПОС-90, имеющие температуру плавления примерно 190-280°С (из них самый тугоплавкий - ПОС-18, самый легкоплавкий - ПОС-61). Цифры означают процентное содержание олова. Кроме основных металлов (Sn и Pb) припои ПОС содержат также небольшое количество примесей. В приборостроении ими паяют электросхемы, соединяют провода. В домашних условиях с их помощью соединяют самые различные детали.

Припой	Назначение
ПОС-90	Пайка деталей и узлов, подвергающихся в дальнейшем гальванической обработке (серебрение, золочение)
ПОС-61	Лужение и пайка тонких спиральных пружин в измерительных приборах и других ответственных деталей из стали, меди, латуни, бронзы, когда не допустим или нежелателен высокий нагрев в зоне пайки. Пайка тонких (диаметром 0,05 - 0,08 мм) обмоточных проводов, в том числе высокочастотных, выводов обмоток, выводных концов ротора двигателей с ламелями коллектора, радиоэлементов и микросхем, монтажных проводов в полихлорвиниловой изоляции, а также пайка в тех случаях, когда требуется повышенная механическая прочность и электропроводность.
ПОС-40	Лужение и пайка токопроводящих деталей неответственного назначения, наконечников, соединение проводов с лепестками, когда допускается более высокий нагрев, чем в случаях использования ПОС-61.
ПОС-30	Лужение и пайка механических деталей неответственного назначения из меди и её сплавов, стали и железа.
ПОС-18	Лужение и пайка при пониженных требованиях к прочности шва, деталей неответственного назначения из меди и её сплавов, пайка оцинкованной жести.

Тугоплавкие припои . Из тугоплавких припоев чаще всего используются две группы - припои на основе меди и серебра. К первым относятся медно-цинковые припои, которые используются для соединения деталей, несущих лишь статическую нагрузку. Из-за определенной хрупкости их нежелательно применять в деталях, работающих в условиях ударов и вибрации.

К медно-цинковым припоям относятся, в частности, сплавы ПМЦ-36 (примерно 36% Сu, 64% Zn), с интервалом кристаллизации 800-825°C, и ПМЦ-54 (примерно 54% Cu, 46% Zn), с интервалом кристаллизации 876-880°C. С помощью первого припоя паяют латунь и прочие медные сплавы с содержанием меди до 68%, осуществляют тонкую пайку по бронзе. ПМЦ-54 используют для пайки меди, томпака, бронзы, стали.

Для соединения стальных деталей в качестве припоя используют чистую медь, латуни Л62, Л63, Л68. Соединения, паянные латунью, обладают более высокой прочностью и пластичностью в сравнении с соединениями, паянными медью, они способны вынести значительные деформации.

Серебряные припои относятся к наиболее качественным. Сплавы марки ПСр кроме серебра содержат медь и цинк. Припоем ПСр-70 (примерно 70% Ag, 25% Cu, 4% Zn), c температурой плавления 715-770°C, паяют медь, латунь, серебро. Его используют в тех случаях, когда место спая не должно резко уменьшать электропроводность изделия. ПСр-65 используют для пайки и лужения ювелирных изделий, фитингов из меди и медных сплавов, предназначенных для соединения медных труб, используемых в системах горячего и холодного питьевого водоснабжения, им паяют стальные ленточные пилы. Припой ПСр-45 используют для пайки стали, меди, латуни. Его можно применять в тех случаях, когда соединения работают в условиях вибрации и ударов, в отличии, например, от ПСр-25, который удары выдерживает плохо.

Другие виды припоя . Существует множество других припоев, предназначенных для пайки изделий, состоящих из редких материалов или работающих в особых условиях.

Никелевые припои предназначены для пайки конструкций, работающих в условиях высоких температур. Обладая температурой плавления от 1000°C до 1450°C, они могут использоваться для пайки изделий из жаропрочных и нержавеющих сплавов.

Золотые припои, состоящие из сплавов золота с медью или никелем, используются для пайки золотых изделий, для пайки вакуумных электронных трубок, в которых недопустимо наличие летучих элементов.

Для пайки магния и его сплавов применяют магниевые припои, содержащие помимо основного металла также алюминий, цинк и кадмий.

Материалы для пайки металлов могут иметь различную форму выпуска - в виде проволоки, тонкой фольги, таблеток, порошка, гранул, паяльных паст. От формы выпуска зависит способ их ввода в стыковую зону. Припой в виде фольги или паяльной пасты укладывается между соединяемыми деталями, проволока подается в зону соединения по мере расплавления ее конца.

Прочность паяного соединения зависит от взаимодействия основного металла с расплавленным припоем, которое в свою очередь зависит от наличия физического контакта между ними. Оксидная пленка, присутствующая на поверхности паяемого металла, препятствует контакту, взаимной растворимости и диффузии частиц основного металла и припоя. Поэтому ее необходимо удалять. Для этого применяются флюсы, в задачу которых входит не только удаление старой окисной пленки, но и препятствие образованию новой, а также снижение поверхностного натяжения жидкого припоя с целью улучшения его смачиваемости.

При пайке металлов применяются различные по составу и свойствам флюсы. Флюсы для пайки имеют различия:

по агрессивности (нейтральные и активные);
по температурному интервалу пайки;
по агрегатному состоянию - твердые, жидкие, геле- и пастообразные;
по виду растворителя - водные и неводные.

Кислые (активные) флюсы, например "Паяльную кислоту" на основе хлорида цинка, нельзя использовать при пайке электронных компонентов, так как они хорошо проводят электрический ток и вызывают коррозию, однако, из-за своей агрессивности, они очень хорошо подготавливают поверхность и поэтому незаменимы при пайке металлических конструкций. И чем химически более стоек металл нем активнее должен быть флюс. Остатки активных флюсов нужно обязательно тщательно удалять после завершения пайки.

Широко распространенными флюсами являются борная кислота (H 3 BO 3), бура (Na 2 B 4 O 7), фтористый калий (KF), хлористый цинк (ZnCl 2), канифольно-спиртовые флюсы, ортофосфорная кислота. Флюс должен соответствовать температуре пайки, материалу паяемых деталей и припоя. Например, бура используется для высокотемпературной пайки углеродистых сталей, чугуна, меди, твердых сплавов медными и серебряными припоями. Для пайки алюминия и его сплавов применяют препарат, состоящий из хлористого калия, хлористого лития, фтористого натрия и хлористого цинка (флюс 34А). Для низкотемпературной пайки меди и её сплавов, оцинкованного железа используется, например, состав из канифоли, этилового спирта, хлористого цинка и хлористого аммония (флюс ЛК-2).

Флюс может применяться не только в виде отдельного компонента, но и входить составным элементом в паяльные пасты и таблетированные виды так называемых флюсующихся припоев.

Паяльные пасты . Паяльная паста - это пастообразное вещество, состоящее из частиц припоя, флюса и различных добавок. Паяльная паста обычно используется для поверхностного монтажа SMD-компонентов, но удобна и для пайки в труднодоступных местах. Пайка радиодеталей такой пастой осуществляется с помощью термовоздушной или инфракрасной станции. Получается красивая и качественная пайка. Однако из-за того, что большая часть паяльных паст не содержит активных флюсов позволяющих паять, например сталь, большинство их подходят только для пайки электроники.

Пайка стали

Пайка стали своими руками не представляет особой сложности. Стальные изделия с успехом можно паять даже легкоплавкими припоями, например, ПОС-40, ПОС-61 или чистым оловом. А, например, легкоплавкие припои на основе цинка малопригодны для пайки углеродистых и низколегированных сталей из-за плохого смачивания, затекания в зазор и низкой прочности паяных соединений в результате образования по границе шва и стали интерметаллидной хрупкой прослойки.

В общем виде пайка стали осуществляется в такой последовательности.

Производится очистка от загрязнений паяемых деталей.
С соединяемых поверхностей удаляется окисная пленка - механической зачисткой (металлической щеткой, шлифовальной шкуркой или кругом, дробеструйной обработкой) и обезжиривание. Обезжиривание можно осуществлять едким натром (5-10 г/л), углекислым натрием (15-30 г/л), ацетоном или другим растворителем.
Детали в месте соединения покрываются флюсом.

Осуществляется сборка изделия с фиксированием деталей в нужном положении.

Изделие разогревается. Пламя должно быть нормальным или восстановительным - без избытка кислорода. В сбалансированной газовой смеси пламя только нагревает металл и иного воздействия не оказывает. В случае сбалансированной газовой смеси пламя горелки обладает ярко-синим цветом и небольшой величиной. Пересыщенное кислородом пламя окисляет поверхность металла. Факел пламени горелки, насыщенный кислородом бледно-голубого цвета и маленький. Прогревать нужно все соединение, перемещая пламя в разные стороны, при этом время от времени касаются припоем соединения. Нужная температура достигается тогда, когда припой начинает плавиться при прикосновении к деталям. Не нужно создавать избыточного нагрева. Обычно с практикой достаточность нагрева определяется по цвету поверхности металла и появлению дыма флюса.

На соединяемые стыки наносится флюс.

Пайка металла: нанесение флюса. На фото припой покрытый оболочкой из флюса.

В зону стыка подается припой (в виде проволоки, или кусочка, уложенного в стык) и производится подогрев детали и припоя до расплавления последнего и затекания в стык. Под влиянием капиллярных сил припой сам втягивается в зазор между деталями.

Припой должен плавиться не от пламени горелки, а от теплоты прогретого соединения.

После завершения пайки, изделие очищается от остатков флюса и лишнего припоя.

Если есть возможность, можно соединяемые детали сначала залудить припоем в месте контакта. Затем детали соединить и нагреть до температуры плавления припоя. В этом случаи может получиться более прочное соединение.

Температура пайки определяется маркой припоя.

Причины неудачи . Если припой не распределяется по поверхности деталей, то это может быть по следующим причинам:

Недостаточный прогрев деталей. Продолжительность прогрева должна соответствовать массивности деталей.
Плохая предварительная очистка поверхности от загрязнений.
Использование неподходящего флюса. Например, нержавеющая стали или алюминий требуют очень химически активных флюсов. Или флюс может не соответствовать температуре пайки.
Использование неподходящего припоя. Например, чистый свинец так плохо смачивает металлы, что им паять нельзя.

Пайка других металлов

Особенности пайки чугуна . Паяются серый и ковкий чугуны, белый не подлежит пайке из-за плохой обрабатываемости и хрупкости. При пайке чугуна возникают две проблемы, мешающие получению качественного соединения: возникновение объемных и структурных изменений в условиях местного газопламенного нагрева, и плохая смачиваемость чугуна из-за присутствия в нем включений свободного графита.

Первую проблему помогает решить пайка при температурах не выше 750°С.

Для решения второй проблемы, инструкции по пайке чугуна содержат требования удаления свободного графита с паяемых поверхностей. Это можно делать несколькими способами: тщательной механической зачисткой, окислением графита в летучий оксид углерода обработкой соединяемого стыка борной кислотой или хлоратом калия, выжиганием углерода пламенем горелки с последующей очисткой проволочной щеткой. Существуют также высокоактивные флюсы для чугуна, которые хорошо удаляют графитовые включения.