Припой для пайки нержавеющей стали

Пайка нержавейки – достаточно сложная процедура. К ней прибегают для соединения тонкостенных деталей, когда нет возможности выполнить сварку по технологии TIG. Это позволяет избежать чрезмерного температурного воздействия на рабочую поверхность.

Особенности сплавов

Пайку нержавеющей стали относят к квалифицированным работам. Это связано с тем, что для выбора оптимального режима пайки необходимо точно определить тип материала. Например, наклепанные сорта нержавейки спаивают без нагрузки, во избежание образования дефектов на поверхности, вследствие температурного воздействия.

Алюминий и магний слабо взаимодействуют с рассматриваемым сплавом, поэтому при подборе материала следует обращать внимание на состав изделия. С прочими сортами металлов нержавейка образует высокопрочное соединение.

Высоколегированные составы с высоким содержанием хрома плохо переносят воздействие высокой температуры. При нагреве свыше 500 Сº активизируется процесс образования карбида хрома, негативно влияющий на параметры металла.

Выбор припоя

Правильный припой для пайки нержавейки – залог качества соединения. На выбор подходящего материала оказывают влияние следующие факторы:

  • состав металла;
  • условия проведения работ.

В стандартных условиях пайку выполняют серебряным припоем – он обладает отличными антикоррозионными свойствами, а никель в его составе повышает прочность соединения. Визуально, соединение не будет отличаться от основной поверхности. Мастера считают серебряные составы лучшим материалом для пайки нержавейки. При этом использовать серебро без добавок запрещено. Для повышения качества соединения к нему добавляют медь или цинк.

Выбор флюса

Для работы с нержавейкой подходит не всякий флюс, поскольку процесс протекает под действием высоких температур. Опытные мастера рекомендуют использовать буру. Ее вносят в зону контакта и нагревают до полного расплавления, после чего подают припой.

При отсутствии буры, в качестве флюса рекомендуют использовать ортофосфорную кислоту. Более активные составы будут негативно воздействовать на слой припоя.

Как сделать флюс своими руками?

Опытные мастера предпочитают готовить флюс своими руками. Существует несколько рецептов. Наиболее употребительным считается смесь, в состав которой входят:

  • бура – 7 частей;
  • борная кислота – 2 части;
  • фтористый кальций – 1 часть.

Смесь готовят на водной основе.

Для работы с мелкими деталями достаточно смешать борную кислоту и буру, в соотношении 1:1.

Особенности пайки оловом

Припои на основе оловянно-свинцовых смесей отличаются высоким качеством соединения при доступной цене. Это является основной причиной популярности пайки нержавейки оловом в домашних условиях. Метод лучше всего зарекомендовал себя при заделке небольших трещин или соединении мелких деталей. Изделия, подверженные в процессе эксплуатации температурным нагрузкам, рекомендуют паять с использованием серебряных составов. Примером являются трубки дистиллятора, которые эксплуатируются при высокой температуре под давлением.

Использование олова в качестве присадочного материала при пайке нержавейки, не получило широкого распространения в промышленности, ввиду низкого температурного порога соединения.

Преимущества

Использование легкоплавких припоев обладает следующими преимуществами:

  • легкая процедура пайки небольших деталей;
  • подготовительные процедуры не отнимают много времени;
  • низкая стоимость расходных материалов;
  • можно использовать как бытовой электрический паяльник, так и газовую горелку.

Недостатки

Метод имеет следующие недостатки:

  • низкий показатель прочности соединения;
  • низкая температура плавления олова снижает сферу применения запаянных деталей;
  • грамотное применение расплавленного олова требует от мастера определенных профессиональных навыков.

Режимы

Оловянно-свинцовые припои применяют при следующих параметрах:

  • максимальная температура горелки составляет 240 Сº;
  • минимальная мощность паяльного устройства – 40 Вт;
  • интервал воздействия на поверхность – не более 10 секунд;
  • толщина припоя, независимо от формы изготовления, не должна превышать 4 мм.

Как правильно работать в домашних условиях?

Пайка нержавейки считается достаточно сложным процессом, поэтому к выполнению работ дома следует подойти с особым вниманием. Для большинства припоев, за исключением оловянных, необходим паяльник мощностью не менее 100 Вт.

Не следует забывать про подготовку поверхности под пайку. Данная процедура начинается с механической обработки плоскости и заканчивая ее лужением.

Использование активных флюсов требует особого внимания – после завершения работ необходимо промыть соединение проточной водой.

Соединение с другими металлами

При спайке разнородных составов, например, пайке нержавейки с медью или бронзой, необходимо внимательно изучить свойства соединяемых металлов. Основная проблема заключается в подборе температурных параметров, поскольку заготовки обладают различными условиями плавления.

Независимо от типа металла, необходимо тщательно очистить контактную зону.

В качестве рабочего инструмента можно использовать паяльник или горелку.

В случае отсутствия серебряного припоя можно использовать составы на основе латуни. Это снизит качественные характеристики соединения, зато позволит сэкономить на расходных материалах, поскольку латунь дешевле серебра.

Пищевые припои

Требования к пайке посуды, которая используется для приготовления пищи, не отличается от общих правил проведения работ. Правильный припой для нержавейки – основное требование. Например, для ремонта посуды нельзя использовать припои группы ПОС, поскольку свинец негативно влияет здоровье человека.

Основные ошибки

Малейшая оплошность может привести к существенному снижению качества соединения. Следующие советы снизят вероятность ошибки:

  1. При проведении домашних работ оптимальная мощность паяльника составляет 100 Вт. Использование более мощного прибора приведет к перегреву расходных материалов, а мене мощного – к неполному прогреву металла.
  2. Используйте паяльник с необгораемым стержнем.
  3. Пищевую посуду лучше паять чистым оловом, поскольку свинец обладает токсичными свойствами.
  4. В качестве флюса опытные мастера рекомендуют использовать активные составы. Лучше всего зарекомендовала себя ортофосфорная кислота.
Читайте также:  Какую кофеварку лучше выбрать

Заключение

Пайка нержавейки относится к сложным процедурам, ввиду разнообразия легирующих сплавов. Для мелких деталей, не подверженных температурному воздействию, лучше всего подойдут припои группы ПОС.

Нержавейка и ее спайка очень сложный процесс, именно по этой причине припой в данном случае должен быть подходящим. Сплавы с содержанием менее 25 % хрома и никеля прекрасно схватываются, что обеспечивает надежное и качественное соединение. Металлические заготовки схватываются с припоем при 500 — 700 градусов по Цельсию. Довольно часто используется спайка для нержавейки припоями твердого типа, ведь они обладают для этого всеми необходимыми свойствами. Материал крепко спаивается при применении припоя с жидкотекучими свойствами, ведь у него небольшая температура плавления. Капилляры начинают работать с максимальной мощностью, поэтому контакты между заготовками из металла улучшаются, и соединяются очень качественно и надежно. Соединение приобретает пластичность, что является ощутимым плюсом. Материалы данного типа не содержат кадмий, есть и те модели, имеющие значительное содержание серебра, иногда оно бывает около 30 %. Это намного лучше, чем спайка нержавеющей стали при помощи олова, однако каждый конкретный случай предусматривает использование разных припоев.

Спаивание нержавейки

При создании припоя для нержавейки необходимо учитывать свойства данных материалов, а также способы их применения и функциональности. Довольно часто для этого применяют материалы, которые имеют небольшую температуру плавления. Вот только когда детали необходимо использовать при высоких температурах, рекомендуется остановить свой выбор на припое, в котором температура работы будет ниже, чем при спаивании. Иногда нержавеющую сталь спаивают с медными деталями. Если планируется выбор пищевого припоя, то следует избегать содержания вредных веществ, которые могут быть опасными для здоровья человека и выделяться при больших температурах плавления.

Виды припоев для нержавеющей стали

Припои для спаивания нержавейки могут быть самыми разнообразными, причем каждый вид имеет свои отличительные свойства. Например:

  • Припой HTS528 считается самым универсальным из остальных, который прекрасно спаивает нержавейку, латунные, бронзовые, медные и остальные детали. Он является твердым. Припой имеет покрытие красного оттенка. Длиной он около 45 см, ну а по весу приблизительно 20 грамм. Плавится при 760 градусах.
  • Цитрина считается разносоставным припоем, в котором присутствуют элементы марганца и серебра, кадмия и цинка, меди, магния и никеля. Внешний вид его напоминает металл с отблеском. Этот тип припоя является твердым. После применения его можно прекрасно отполировать. Плавится при довольно высоких значениях температуры 820 градусов. У материала отличные противокоррозийные свойства.
  • П-81довольно часто применяется в промышленных областях при различных ремонтах и работах. Также он имеет свойства, которые позволяют его использовать для ремонта теплообменного оборудования. Составляющими его являются чугун, сплавы из никеля, стальные материалы, серебро и твердые сплавы. Материал соединяется очень прочно, 170 Мпа. Плавится при 650 градусах. Ну а спаивается при 690 градусах.

Характеристики и свойства припоев

Припои для спаивания нержавеющей стали включают в свой состав разнообразные металлы. Это оказывает прямое влияние на свойства материалов. Поэтому их можно подразделить на некоторые элементы, находящиеся в составе:

  • Олово считается материалом мягкого типа, плавится при температуре 230 градусов по Цельсию. Металл растворяется в соляных и серных кислотах, в основном на него не действуют органические кислоты. В условиях комнатных температур не окисляется, но при нахождении постоянно при 18 градусов материал постепенно разрушается и шов сереет;
  • Свинец довольно легкоплавкий материал. В большинстве случаев его не применяют в чистом виде, ведь он очень мягкий, но с другой стороны материал легче других поддается обработке. Окисляется лишь внешняя часть, которая находится в прямом контакте с воздухом. Различные щелочи и органические кислоты способны с легкостью растворить свинец;
  • Кадмий часто применяется с легкосплавными припоями, куда его добавляют в небольших дозах, к примеру, в олово, свинец или висмут, ведь в чистом виде материал обладает токсичными свойствами. Плавится при температуре около 320 градусов по Цельсию. Является устойчивым к коррозиям материалом;
  • Висмут является легкосплавным материалом. Плавится при температуре около 270 градусов по Цельсию. Прекрасно растворяется в серной и азотной кислотах;
  • Сурьма считается тугоплавким материалом. Плавится при температуре 63- градусов по Цельсию. Материал очень устойчивый к различным видам коррозий. Он не поддается влиянию воздуха и не окисляется, однако является довольно токсичным. При применении в припое придает эффект глянца;
  • Цинк довольно хрупкий металл серо-синего оттенка, а плавится он при температуре около 420 градусов по Цельсию. При взаимодействии с воздухом быстро окисляется, поэтому в большинстве случаев его применяют в местах с высокой влажностью, ведь окислительная пленка надежно закрывает швы от внешнего воздействия. Прекрасно растворяется в различных видах кислот, поэтому используют его в припоях твердого типа;
  • Медь считают самой тугоплавкой из всех видов металлов. Плавится только при температуре выше 1084 градуса по Цельсию. Не реагирует на воздействие воздуха, но при высокой влажности постепенно окисляется. Обычно ее применяют только в составе тугоплавких материалов.

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.

Читайте также:  Вал шпинделя фрезерного станка

Важно! Нельзя выбирать тот припой, у которого температура плавления будет ниже, чем температура его использования!

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.

  1. В первую очередь необходимо тщательно зачистить место будущего соединения, для чего используется наждачная бумага или напильник.
  2. 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.
  3. 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.
  4. 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.
  5. 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.
Читайте также:  Обзор лезвий для классического станка

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

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.

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.

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.