Пайка нержавейки является достаточно трудоемкой процедурой, однако не вызовет особых проблем, если знать все особенности ее выполнения. Со значительно меньшим количеством трудозатрат можно паять нержавеющие стальные сплавы, которые содержат не более 25% хрома и никеля. Более того, пайка нержавейки с таким химическим составом позволяет получать надежные соединения изделий из разнородных металлов, исключая сплавы с магнием и алюминием.
Отремонтированная методом пайки велосипедная рама
Пайка нержавеющей стали, содержащей в своем составе значительное количество никеля, может вызывать определенную сложность. Это связано с тем, что в таких сплавах при нагреве до температуры 500–700° появляются карбидные соединения. Интенсивность формирования таких соединений зависит от продолжительности нагрева, поэтому пайку следует выполнять максимально оперативно.
Чтобы минимизировать риск образования карбидных соединений в структуре нержавейки при пайке, в состав сплава добавляют титан, а после формирования соединения изделие подвергают термической обработке. Следует очень аккуратно подходить к пайке наклепанных нержавеющих сталей, поверхность которых под воздействием нагретого припоя может покрываться трещинами. Чтобы избежать таких последствий, необходимо исключить нагрузку соединяемых деталей в процессе пайки. Кроме того, можно выполнить предварительный отжиг соединяемых изделий.
Для отжига используйте газовую горелку
На выбор припоя, при помощи которого можно паять нержавейку, оказывает влияние как химический состав сплава, так и условия технологического процесса. Так, если данный процесс осуществляется при повышенной влажности окружающей среды, то следует использовать серебряные сплавы, в состав которых входит незначительное количество никеля. Пайка в условиях печи, а также в относительной сухой атмосфере выполняется с использованием хромоникелевых и серебряно-марганцевых припоев.
Наиболее распространенным типом флюса, который применяется при пайке нержавейки, является бура, наносимая на место будущего соединения в виде пасты или порошка. Расплавление буры на поверхности соединяемых деталей способствует равномерному и наиболее аккуратному нагреву участка будущего шва до требуемой температуры – 850°. Только после того как требуемая температура нагрева достигнута, что можно определить по изменению цвета места будущего соединения до светло-красного, в стык между деталями вводится припой.
Флюс наносится равномерным слоем по всей поверхности, которую необходимо предварительно очистить
После окончания пайки на месте соединения присутствуют остатки флюса, которые удаляются путем промывки водой или пескоструйной обработки. Для выполнения такой процедуры нельзя использовать азотную или соляную кислоты, которые, хотя и эффективно очищают оставшийся на поверхности деталей флюс, оказывают негативное влияние как на основной металл, так и на использованный припой.
Как выполнить пайку в домашних условиях
С такими задачами, как соединение деталей из нержавейки при помощи пайки и пайка нержавейки с медью, нередко сталкиваются и в домашних условиях. Изделия, изготовленные из нержавеющей стали, активно используются в быту уже на протяжении многих лет, поэтому, когда они по каким-либо причинам приходят в негодность, у любого домашнего мастера возникает естественное желание отремонтировать их самостоятельно. Следует сразу сказать, что спаять детали из нержавейки не так уж и сложно, главное – строго придерживаться технологии, а также запастись соответствующими инструментами и расходными материалами.
Освойте технику пайки на простых соединениях, а затем пробуйте работать с более ответственными деталями
Перед тем как приступать к пайке нержавейки, очень желательно не только изучить теоретический материал по данному вопросу, но и более подробно познакомиться с правилами его выполнения при помощи обучающих видео.
Чтобы паять изделия из нержавейки, вам потребуются следующие инструменты и расходные материалы:
- паяльник, работающий от электричества, мощность которого составляет не менее 100 Вт;
- специальная паяльная кислота, которая будет использована в качестве флюса;
- напильник или наждачная бумага;
- припой, специально предназначенный для соединения стальных деталей, основу которого составляют олово и свинец;
- трос, изготовленный из стали;
- металлическая трубка.
Материалы и инструменты для пайки
Подбирая паяльник для работы с нержавейкой, следует остановить свой выбор именно на инструменте с мощностью 100 Вт. Использование более мощного устройства для выполнения таких работ просто нецелесообразно.
Сам процесс пайки деталей из нержавейки выполняется по следующему алгоритму.
- В первую очередь необходимо тщательно зачистить место будущего соединения, для чего используется наждачная бумага или напильник.
- После подготовки поверхностей соединяемых деталей на них необходимо нанести флюс, в качестве которого, как уже говорилось выше, используется паяльная кислота. Основная задача флюса состоит в том, чтобы обеспечить качественное лужение соединяемых деталей.
- После того как поверхности соединяемых деталей обработаны флюсом, необходимо выполнить их лужение, которое заключается в нанесении на них тонкого слоя припоя, состоящего из олова и свинца. Если выполнить лужение с первого раза не удалось, то необходимо повторить такую процедуру, предварительно разогрев соединяемые детали.
- Даже после нагрева изделий и их повторной обработки флюсом лужение может не увенчаться успехом – припой будет просто скатываться с поверхности деталей, а не ложиться на них тонкой пленкой. В таком случае необходимо воспользоваться кисточкой с металлическими жилами, которую несложно изготовить из трубки и стального троса. Перед использованием такой щетки на поверхность деталей также необходимо нанести флюс (паяльную кислоту) и только затем, нагревая место будущего соединения паяльником, зачищать его при помощи металлической кисточки. Такая несложная методика позволяет эффективно очистить поверхность нержавейки от окисной пленки, которая, как правило, и является основным препятствием для осуществления качественного лужения.
- После того как на соединяемые изделия удалось нанести тонкий слой олова, можно начинать их паять. Выполняется такая процедура при помощи паяльника и припоя, которым заполняют стык между деталями.
Пайка с помощью газовой горелки
Детали нагревают с помощью газовой горелки или облуженного наконечника паяльника. Во время работы с горелкой необходимо следить, чтобы в пламени находилось не сильно много кислорода, потому что это заставляет окисляться нержавейку. Это можно определить по цвету огня (он должен быть синим), если цвет бледный и огонь слабый, то это указывает на переизбыток кислорода. Чтобы прогреть соединение, горелку нужно плавно перемещать.
Касаясь металла периодически припоем, определяют, качество достигнутой температуры. Нагревание является достаточным, когда припой расплавляется не от пламени горелки, а от касания к металлу.
Затем припой тут же накладывается в ту часть, где нужно сделать стык, при этом детали продолжают нагревать, чтобы припой, плавясь, потихоньку заполнил собой полностью стык. В случае, когда на каком-то участке жидкого припоя не хватает, его нагревают сильнее, чем другие места, и припой сам стекает в него. Явным признаком качественной пайки считается вытекание из соединения излишка припоя.
Типы припоев
Изделия из нержавеющих сталей можно паять как мягкими припоями, изготовленными на основе олова и свинца, так и твердыми типами присадочного материала, в состав которого входят более тугоплавкие металлы.
Мягкий припой за счет того, что его основу составляет олово, является легкоплавким материалом, отличающимся высокой пластичностью и жидкотекучестью в расплавленном состоянии. Что особенно важно при выполнении пайки изделий из нержавейки, он обладает хорошей раскислительной способностью.
Свойства мягких припоев
Более надежные соединения как в производственных, так и в домашних условиях позволяет получить пайка, выполняемая с использованием твердых припоев. Металлы, из которых их изготавливают, плавятся при более высокой температуре, чем олово, что и позволяет получать с их помощью надежные и долговечные соединения. Очень часто материалы данного типа производят на основе технического серебра, которого в их составе может содержаться до 30%.
Основные марки серебряных припоев
Одним из популярных типов твердого припоя является материал марки HTS-528, который успешно используется для пайки не только нержавейки, но и меди, латуни, бронзы, никеля и других металлов. Удобно, что он выпускается в виде прутка, поверхность которого уже покрыта слоем флюса. Работая с таким припоем в производственных условиях или дома, следует иметь в виду, что температура его плавления составляет 760°.
Припой HTS-528, представляет собой пруток, покрытый флюсом красного цвета. Помимо нержавейки подходит для чугуна и цветных металлов
C низкой температурой плавления
Все жаропрочные, многие нержавеющие стали предназначены для высоких температурных нагрузок. Мягкие припои для их паяния применяются редко.
В некоторых случаях пайку проводят, используя припой для нержавеющей стали из олова и свинца. Детали нагревают пламенем горелки или паяльника. Рабочие части окунают в расплав.
В маркировке припоев рядом с сокращением ПОС присутствуют цифры, указывающие на содержание олова. Так, в составе ПОС-18 содержится 18 % олова, до 2,5 % сурьмы, десятые доли процента меди, висмута, мышьяка, все остальное составляет свинец.
Припой ПОС-30 включает 30 % олова, до 1,5 % сурьмы, мизерные количества меди, висмута, мышьяка. Остальную часть массы занимает также свинец. Состав ПОС-40 вмещает до 40 % олова, около 2 % сурьмы, незначительные примеси меди, висмута, мышьяка, почти 58 % свинца.
Для проведения успешной пайки нержавеющих сталей необходим флюс. Образованию хорошего шва способствует смесь хлористого цинка и соляной кислоты. Можно как флюс использовать 40 %-й раствор ортофосфорной кислоты в воде.
Иногда облегчает спайку нержавейки предварительное омеднение электролизом. Если электролитическая установка имеется в зоне доступа, процесс не составляет труда, приводит к хорошему спаиванию.
Приготовление флюса
При пайке нержавейки следует очень внимательно отнестись к вопросу выбора готового флюса или рецептуре его самостоятельного изготовления. Классический состав флюса, который можно приготовить и дома, включает следующие компоненты:
- буру (70%);
- борную кислоту (20%);
- фтористый кальций (10%).
Для пайки изделий, отличающихся небольшими размерами, можно приготовить флюс, который будет состоять только из буры и борной кислоты, смешанных в одинаковой пропорции. Смешав компоненты флюса в сухом виде, его необходимо развести водой и уже полученным раствором обрабатывать место будущего соединения.
Выбор и его особенности
Существует огромное количество разнообразных припоев, поэтому каждый сможет подобрать для себя наиболее оптимальный вариант. Припои твердого типа для нержавеющей стали обычно используются тогда, когда детали не будут находиться под воздействием высоких температур или механического воздействия. Если никаких сложностей в будущем не возникнет, то вполне можно подобрать и более дешевые материалы. Припои, стойкие к воздействию щелочи и органических кислот, обычно используют в химических производствах и промышленности.
Важно! Нельзя выбирать тот припой, у которого температура плавления будет ниже, чем температура его использования!
Полезные советы
Чтобы выполнить пайку нержавейки качественно, следует воспользоваться рекомендациями опытных специалистов.
- Мощность паяльника, который должен эффективно прогревать соединяемый металл, находится в интервале 60–100 Вт, но лучше остановить свой выбор именно на стоваттном устройстве. Для пайки габаритных деталей, например труб из нержавейки, потребуется не электрический паяльник, а газовая горелка.
- Выбирая электрический паяльник, лучше остановить свой выбор на моделях, оснащенных наконечниками, которые не обгорают.
- Наиболее экономичным и универсальным типом припоя, позволяющим получать качественные соединения изделий из нержавейки, являются оловянно-свинцовые прутки. В том случае, если паять предстоит посуду, которая будет контактировать с пищевыми продуктами или жидкостями, в качестве припоя лучше использовать чистое олово, которое не содержит в своем составе вредных примесей.
- Помещение, в котором выполняются работы по пайке, должно хорошо проветриваться.
- Выполняя пайку, следует обязательно использовать индивидуальные средства защиты, чтобы не навредить своему здоровью.
Медные
Медь и ее сплавы для пайки нержавеющей стали применяют редко. Это можно делать только при температуре 1120 ℃ в специально очищенных, осушенных средах восстановительного характера.
Если в нержавеющих сталях повышено содержание хрома, алюминия, кремния и титана, в связи с низкой текучестью меди процесс можно проводить только с флюсами в атмосфере пламени ацетилена и кислорода.
В некоторых ситуациях применяют твердый припой для нержавейки из меди и цинка с содержанием последнего до 40 %. При этом добавляют в рабочую зону твердые флюсы.
Такие средства имеют недостатки, связанные с возможностью выгорания цинка. Шов может получаться не очень прочным, хрупким при высоких температурах. Работа требует особой квалификации исполнителя.
Хороший результат дают средства ВПр-1, ВПр-, ВПр-4, в которых основным компонентом является медь. Никеля в этих составах содержится около 30 %, кремния – до 2 %, железа – до 1,5 %, бора – в следовых количествах. Такими средствами можно паять любые нержавеющие стали в печах или пламени горелки.
Специфические особенности имеет припой ВПр- 41. Он относится к самофлюсующимся композитам. Функции флюсов выполняют добавки калия, натрия, лития и фосфора.
Они удаляют имеющиеся оксиды, препятствуют образованию новых продуктов окисления, улучшают поверхностное натяжение припоя. Пайку можно проводить без применения защитных газов под действием токов высокой частоты, обеспечивающих быстрый нагрев.
Что еще следует знать о пайке нержавеющей стали
В тех случаях, когда к паяным соединениям изделий из нержавейки предъявляются особые требования, могут использоваться специальные марки припоев, к числу которых относятся материалы, изготовленные на основе никеля и фосфора, а также никеля, хрома и марганца. Припои второй группы используют, в частности, в тех случаях, когда пайка выполняется в среде защитного газа, состоящего из смеси аргона с трехфтористым бором. При выполнении пайки по такой технологии в качестве припоя может использоваться и чистая медь, которая хорошо смачивает металл и формирует надежное соединение.
При использовании медного припоя место пайки будет отличатся от нержавейки характерным желтым цветом
Припои, изготовленные на основе никеля, позволяют получать соединения, отличающиеся высокой прочностью. Между тем есть у таких материалов и недостатки, к которым следует отнести невысокую пластичность. Именно поэтому такой присадочный материал не используют для соединения элементов конструкций из нержавейки, которые будут подвергаться ударным и вибрационным нагрузкам в процессе своей эксплуатации. Кроме того, паяный шов из такого материала очень критично относится к низким температурам. Пайку припоями никелевой группы, которые плавятся при температуре, превышающей 1000°, можно выполнять в среде сухого водорода, аргона и в вакууме.
Таким образом, пайка изделий из нержавейки (габаритных труб, эксплуатируемых под давлением, посуды, предметов мебели или интерьера) имеет свои нюансы, которые обязательно следует учитывать при выборе как режимов пайки, так и расходных материалов. Существует множество справочников, руководствуясь которыми, можно оптимально подобрать все необходимые материалы и получить качественное, надежное и красивое паяное соединение.
Серебряные
Для пайки нержавеющих сталей широко используются припои на основе серебра. Кроме благородного металла смесь включает цинк и медь. Иногда применяют припойные массы, в которые дополнительно введены никель, фосфор, кадмий, палладий.
Припой для пайки нержавейки с содержанием серебра от 25 % до 45 % при добавлении в зону пайки флюсов гарантирует образование прочного соединения.
Прибавление кадмия приводит к уменьшению температуры плавления массы, увеличивает ее текучесть, способствует образованию прочного и пластичного шва. Важно обратить внимание на процентное содержание серебра.
Если в сплаве содержится кадмий, то минимальная концентрация благородного металла должна составлять 40 %. Иначе качество шва на нержавеющей стали будет плохим.
Добавление никеля и кадмия увеличивают текучесть расплава. Введение фосфора позволяет без флюсов паять омедненные поверхности нержавейки и жаропрочных материалов, используя любые способы нагревания.
Это удобный метод соединения деталей с ограниченным доступом в тех случаях, когда флюс применять сложно. Остатки флюсовой смеси невозможно удалять в труднодоступных местах.
Для особых видов пайки нержавеющей стали применяют серебряные припойные составы, включающие до 15 % марганца или до 28 % меди и 0,5 % лития. Пайка нержавейки твердым припоем, содержащим немного лития, проводится в среде инертных газов.
Жаропрочные сплавы паяют таким составом, используя газообразны флюсы. Прибавление лития в массу увеличивает ее смачиваемость и текучесть. Иногда для улучшения качества соединения при проведении процесса в атмосфере нейтральных газов применяют припойные смеси с добавкой палладия.
Пайка нержавейки с медью и латунью | Пайка труб из нержавейки
Пайка нержавейки – сложная и трудоемкая процедура. Дело в том, что ряд никелированных сплавов во время нагрева до 500 градусов могут выделять карбиды. Объем выделения зависит от продолжительности процесса пайки.
Образующиеся карбиды негативно влияют на элементы из нержавейки, так как способны разрушить ее антикоррозийные свойства. Для того чтобы предотвратить их появление во время пайки нержавейки, нужно добавлять титан либо проводить дополнительную температурную обработку элементов.
Пайка нержавейки должна производиться после отжига, так как при реакции с расплавленным припоем наклепанные элементы стали могут начать растрескиваться.
Технология работы
Пайка тонкой нержавейки имеет свои особенности. Так, выбирать припой для нержавеющих деталей необходимо исходя из ряда факторов:
- состава стали;
- условий процесса пайки.
Для обработки нержавеющей стали используют буру. Она должна наноситься на шов в виде порошка или пасты. Во время пайки тонкой нержавейки бура начинает расплавляться, остальной материал – нагреваться. Как только достигается температура каления – 850 градусов, пора вводить припой.
По окончании пайки необходимо удалить приставший к нержавейке материал. Для этого деталь нужно промыть в воде либо подвергнуть ее песочной обдувке. Аналогичные процедуры проводятся и во время пайки пищевой нержавейки. Однако в этом случае стоит исключить применение соляной или азотной кислот. Они могут разъесть основной металл или остаться на элементах. Пайка пищевой нержавейки – ответственный процесс, напрямую связанный со здоровьем людей, которые будут в дальнейшем эксплуатировать спаянное изделие.
