Особенности пайки латуни в домашних условиях: припой и оборудование

Особенности пайки латуни в домашних условиях: припой и оборудование

Пайка латуни – востребованная технология, отличающаяся универсальностью подхода. В качестве рабочего инструмента можно использовать как паяльник, так и газовую горелку. Процесс не отличается особой сложностью и строгими требованиями. Изучив особенности технологии соединение латунных изделий можно выполнить даже в домашних условиях.

Условия и область применения пайки

Прежде чем разбираться в вопросе о том, как паять латунь, следует хорошо изучить все особенности такого технологического процесса. При выполнении пайки, которая является одним из методов получения неразъемных соединений, в зазор, расположенный между соединяемыми деталями, вводится расплавленный припой, который и выступает в роли скрепляющего элемента.

Важным условием выполнения пайки является то, что припой, для расплавления которого пользуются газовой горелкой, должен плавиться при меньшей температуре, чем материал изготовления соединяемых деталей. Такая технология (в некоторых случаях она является единственно возможным способом получения неразъемного соединения) позволяет надежно спаять между собой даже разнородные металлы.

Схема пайки латунью с использованием газовой горелки

Совершенно неправильно сравнивать пайку с таким технологическим процессом, как сварка, который предполагает, что расплавляться будет не только специальная проволока-припой, но и металл соединяемых деталей. Именно благодаря тому, что при выполнении пайки основному температурному воздействию подвергается припой, характеристики соединяемых деталей и их целостность остаются неизменными. Такая особенность позволяет успешно использовать эту методику для соединения металлических деталей, которые отличаются даже очень небольшими размерами.

Между тем следует иметь в виду, что для выполнения пайки в качестве припоя используются более мягкие материалы, если сравнивать их с теми, которые применяются для формирования сварного шва. Это приводит к тому, что соединения, созданные при помощи пайки, изначально менее прочные и надежные, чем сварные швы. А в тех случаях, когда выполняется пайка латунью, из припоя в процессе интенсивного нагрева испаряется цинк, что приводит к пористости формируемого шва. Такая пористость металла значительно ухудшает качество и надежность соединения. При выполнении пайки деталей, изготовленных из латуни, большое значение имеет и их взаимное расположение. Такие детали лучше соединять не встык, а внахлест.

Для пайки в домашних условиях вполне можно обойтись ручной газовой горелкой с баллоном мощностью 1,8 кВт

Пайка металла как технология, позволяющая получать неразъемные соединения, занимает одну из лидирующих позиций, уступая по популярности только сварке. Без этой технологии практически не обойтись в электронной промышленности, где с ее помощью создают электропроводные соединения элементов различных приборов и устройств. Именно при помощи пайки чаще всего соединяются и наращиваются провода, по которым в дальнейшем будет проходить электрический ток.

Если говорить о наиболее распространенных сферах применения пайки, то к ним следует отнести:

  • формирование герметичных соединений труб, изготовленных из меди и ее сплавов, в том числе латуни (такие трубы используются преимущественно для комплектации холодильных и теплообменных установок);
  • крепление твердосплавных пластин к несущей части режущего инструмента;
  • соединение между собой деталей, значительно отличающихся по толщине.

На фото результат спайки латунной трубки и жиклера. Использовался припой флюсованный П14 и импортная горелка на чистом пропане

Используя паяльное оборудование и припой, также выполняют такую технологическую операцию, как лужение, которая позволяет создавать на металлических поверхностях надежное антикоррозионное покрытие.

В зависимости от того, при помощи припоя какого типа выполняется пайка, она может быть высоко- или низкотемпературной. Использование при выполнении пайки более тугоплавкого материала позволяет создавать соединения, которые могут эксплуатироваться при более высоких температурах. Между тем это сопряжено с некоторыми сложностями, которые связаны с необходимостью обращения к специальному оборудованию, позволяющему расплавить припой. Использование такого сплава, в частности, достаточно проблематично в домашних условиях, где для выполнения пайки чаще всего применяется обычная паяльная лампа.

Процесс пайки латуни

Для максимальной эффективности работ необходимо подготовить следующие материалы и инструменты:

  • газовую горелку;
  • медь;
  • графитовый тигель;
  • серебро;
  • асбестовое основание;
  • борную кислоту.

В некоторых случаях может понадобиться бронза.

Подготовка припоя

В первую очередь необходимо подготовить тенол, в состав которого будет входить две части серебра и одна часть меди. Для этого с помощью газовой горелки медь и серебро необходимо будет расплавить и отвесить нужное количество материала. Далее, сплавы помещаются в тигель и греются все той же газовой горелкой.

Расплавленные медь и серебро перемешиваются с помощью проволочки, и тигель ставится в холодную воду. Застывший припой расплющивается и нарезается. Затем крупным напильником из него натирается стружка.

Размеры графитового тигеля должны быть примерно 20х20 миллиметров. Изготовить его можно из графитовых углей (контактные троллейбусные элементы).

Подготовка флюса

Для этого берется 20 грамм порошка буры и 20 грамм порошка борной кислоты. Ингредиенты тщательно перемешиваются и заливаются 250 миллилитрами воды. Затем полученная смесь подвергается кипячению и остужается.

Для соединения латунных деталей можно применить и готовые составы. Среди отечественных хорошо зарекомендовали себя флюсы:

  • ПВ-209Х;
  • ПВ-209;
  • Бура.

Из импортных можно отметить флюс-пасты немецкого производителя Chemet.

Припой и флюс готовы, теперь можно приступать непосредственно к пайке. Для этого подготовленные детали необходимо аккуратно положить на основание из асбеста и приступать к процессу пайки.

  1. Поверхность соединяемых деталей обработать флюсом и очень аккуратно посыпать стружкой припоя.
  2. Теперь спаиваемые элементы нужно потихоньку греть. Делать это следует медленно и осторожно, чтобы они не перегрелись и не деформировались.
  3. Сначала нагреть надо чуть-чуть, чтобы припой немного расплавился и схватил детали. Потом примерно до 700 градусов. Припой будет затекать в щели и крепко спаивать элементы. На этом этапе особое внимание надо уделить температуре плавления. Разница плавления латунных деталей и припоя составляет всего 50 градусов, поэтому надо следить за тем, чтобы не перегреть обрабатываемые материалы. В противном случае можно получить один большой слиток.
  4. Полученный в результате шов должен иметь один цвет со спаиваемым материалом. Происходит это из-за диффузии основного металла в припой.
  5. Последний этап – это очистка полученного изделия от остатков флюса в виде наплывов и стекловидных капель. Чтобы от них избавиться, изделие нужно промыть в трехпроцентной горячей серной кислоте. Для этого элементы следует опустить в нее на короткое время и затем тщательно промыть проточной водой. Нагреть серную кислоту можно в пробирке из кварцевого стекла, поместив ее на газовую плиту. Чтобы самим не взаимодействовать с кислотой, обработанные детали перед очисткой рекомендуется на что-нибудь подвязать.

Если сравнивать такой метод пайки с соединением элементов при помощи олова, то простотой он не отличается. Но время будет потрачено не зря, так как соединение будет иметь повышенную надежность и прочность.

Большие горелки для пайки и сварки двумя газами

9 место – популярная мини горелка для ювелирных работ

Можно использовать с двумя газами – ацетилен+кислород или водород+кислород. Имеет удобные гибкие шланги и регуляторы подачи газа прямо на горелке. Есть сменные насадки для разной интенсивности пламени. Возможно придется докупать переходники для баллонов или регуляторов давления.

Читайте также  Акриловая краска ложится неровно

удобно держать в руке, удобные крутилки, наличие сменных насадок.

надо следить за тонкими шлангами, чтобы не травили газ.

10 место – кислородно-ацетиленовая горелка с двумя барашками подачи газовой смеси

Имеет длинную изогнутую трубку, на конце которой расположено сопло. Такие горелки предназначены для резки и сварки металла. Повышенная температура горения позволяет сваривать черные металлы с толщиной шва от 0,5 до 0,2 мм. Выпускаются горелки от 30 см до 45 см длиной.

Выбор оптимальных материалов

Прежде чем искать оптимальный вариант для пайки латуни, необходимо установить ее марку. Только в этом случае можно гарантировать приемлемый результат операции.

Выбор подходящего припоя

Это материал, обычно сплав, которым спаивают элементы. Главная его особенность — температура плавления, обязанная быть ниже, чем у соединяемых металлов. Типичные примеры сплава — олово со свинцом, чистое олово. Однако качество, механическая прочность такого сцепления и внешний вид очень далеки от идеала. Причины низкого качества — поры, появляющиеся в результате испарения цинка. Чтобы обеспечить надежный контакт, температура плавления материала обязана быть значительно ниже латунной, а припой должен обладать отличной адгезией с этим сплавом.

  1. Для пайки латуни, содержащей большое количество меди, лучше брать составы, относящиеся к медно-цинковым припоям, так как в результате присадки цинка снижается температура плавления данных сплавов. Например, припои ПМЦ54 и ПМЦ-48 плавятся при температуре 880°, ПМЦ-36 — при 800-825°.
  2. Для таких же сплавов можно пользоваться серебряными припоями — марки от ПСр12 до ПСр72. Если в латуни большее содержание цинка, то рекомендованы аналогичные припои, однако не ниже ПСр40.
  3. Относительно недороги медно-фосфорные припои — МФ-1, МФ-2, МФ-3. Они пластичны, но обладают хорошей электропроводностью. Если механические и вибрационные нагрузки будут велики, то лучше приобрести припои с серебром.
  4. Если необходимо гарантировать особую прочность, то выбирают твердые медные сплавы: например, универсальный L-CuP6.

Последняя марка припоя имеет диапазон температур — 710-880. Она предназначена для работы с бронзой, красной бронзой, латунью, а также медью, при монтаже труб, радиаторов, системы отопления. При использовании серебряных или фосфорных припоев надо учитывать, что латунь интенсивно растворяется, поэтому время обработки (нагрева и пайки) необходимо сократить.

Флюсы: самодельные или готовые

Флюсы очищают поверхность металлов от жира, а также предотвращают образование оксидной пленки. Их тоже подбирают в зависимости от состава сплавов. Для соединений меди достаточно одной лишь канифоли, однако для латуни уже необходимо более агрессивное средство. Самый простой вариант флюса для пайки латуни — смесь буры с борной кислотой (1:1). Ее заливают водой (5 мм на 1 г), кипятят, помешивая, потом остужают. Однако лучшими характеристиками обладают «профессионалы» — покупные составы.

  1. Флюс Бура. Он известен очень давно, однако с тех пор не растерял своих поклонников. Причина популярности — его качественная работа.
  2. Не менее эффективны другие марки: ПВ-209 (от 700 до 900°), ПВ-209Х (от 650 до 850°).

Популярные импортные марки — немецкие порошки FELDER Cu-Rosil, Chemet FLISIL-NS-Pulver, флюс-паста Chemet FLISIL-NS-Paste. На рынке существует множество флюсов, предназначенных и для пайки латуни — как импортных, так и отечественных, поэтому с выбором проблем не возникнет.

Особенности технологии

При работе с припоем для пайки из латуни мастер может столкнуться с рядом сложностей. Связано это с тем, что сплав содержит цинк. Этот металл во время нагревания образует оксидную плёнку, которую сложно убрать с поверхности шва. Дополнительно к этому внутри соединения образуются поры, которые негативно влияют на прочность готовой детали.

Используя латунную проволоку для пайки, необходимо добавлять в место нагрева специальный флюс. Популярным отечественным веществом для защиты швов от образования оксидных плёнок является «бура». Для разных видов латуни требуется выбирать разные виды флюсов.

В домашних условиях можно изготовить качественный защитный состав самостоятельно. Для этого необходимо смешать 20 грамм борной кислоты с таким же количеством буры. Залить смесь 200 мл воды, прокипятить, использовать для проведения работ.

Какой взять припой

Не менее важным, чем выбор флюса, является определение нужного состава припоя.

  • Для пайки латуни с содержанием меди хорошо подходит припой ПМЦ-48, плавление которого происходит при 870 – 880 градусах. Несколько меньшая температура плавления у ПМЦ-36. Оба состава относятся к группе медно-цинковых припоев.
  • Марки МФ-1, МФ-2 и МФ-3 относятся к группе медно-фосфористых припоев. Они относительно недороги, пластичны, однако обладают высокой электропроводностью и сопротивляются ударным и вибрационным нагрузкам хуже, чем составы с содержанием серебра.
  • Наилучшими механическими качествами обладают серебряные припои. Среди них – ПСр-10, ПСр-12м, ПСр-25 и далее, вплоть до ПСр-72. Все они имеют некоторые отличия, заключающиеся в химическом составе и температуре плавления. По-разному они реагируют и на процентное соотношение меди и олова в соединяемом металле.

Из вышесказанного ясно, насколько важно прежде, чем приступать к выбору флюса и припоя, определиться с маркой латуни. Только тогда удастся добиться приемлемого результата пайки.

Как паять латунь паяльником

Данный способ является самым распространенным, потому что его выполнить проще всего. Тому, кто не знает, как паять латунь паяльником в домашних условиях, специалисты рекомендуют придерживаться следующего алгоритма действий:

  • В самом начале нужно произвести чистку соединяемых деталей. На металлических поверхностях должны отсутствовать различные посторонние наслоения и загрязнения.
  • Расположить детали на специальной огнеупорной подставке. Смастерить ее можно дома из подручных средств.
  • Для удаления всех дефектов в латунной поверхности место соединения обработать флюсом.
  • Сверху посыпать припоем в виде крошки.
  • Выполнить прогрев паяльником.

Очень часто новички задают вопрос, как паять медь с латунью твердым припоем. Специалисты советуют применять низкотемпературную пайку, которая способна обеспечить высококачественное соединение. Для этой цели потребуются паяльник, мощность которого не более 100 Вт, и ортофосфорная кислота. Перед работой поверхность изделия тщательно обезжиривается, с нее удаляется окисная пленка. Соединять металлы лучше с помощью оловянно-свинцового припоя ПОС60. Чтобы начать паять латунь, инструмент следует хорошо разогреть.

Для работы с серебряными припоями понадобится паяльник, мощность которого варьируется в пределах от 0,5 до 1 кВт. Обезжиривание осуществляется флюсом – концентрированной ортофосфорной кислотой. Также достаточно эффективным считается флюс на основе буры. В зоне спаивания образуется температура не менее 500 градусов.

Области применения

Возможность пайки латунью обеспечивает надёжное соединение металлических изделий, что и определяет границы применения указанной технологии.

Без этого способа сочленения деталей невозможно было бы обойтись при выпуске продукции в таких отраслях промышленности, как:

  • электронное производство;
  • сборка холодильного и теплообменного оборудования (в этом случае латунным припоем пользуются при распайке тонких медных трубок);
  • изготовление специального режущего инструмента (резцов и насадок к ним).

В электронной промышленности латунные припои могут использоваться для пайки элементов сложных схем и их соединения с металлическими проводниками.

Помимо этого латунные припои широко применяются при необходимости соединения различных по толщине металлических заготовок, а также при проведении операций лужения, обеспечивающих создание на поверхности металла надёжного защитного покрытия.

Читайте также  Значки на обоях

Изготовление мини-горелки

Миниатюрная горелка

Если вам нужно работать с мелкими деталями или платами, то такая большая горелка вам совсем не подойдет. В таком случае можно изготовить небольшую горелку из подручных средств, которая будет выдавать температуру до 1000ºC. Вам понадобятся:

  1. Обычная капельница – 2 шт.
  2. Игла для накачивания мячей.
  3. Игла для медицинского шприца.
  4. Паяльник.
  5. Напильник.
  6. Медная проволока.
  7. Плоскогубцы.
  8. Шлифовальный камень.
  9. Флюс для пайки.
  10. Термопистолет.

Устройство самодельной мини-горелки

Вооружившись всеми инструментами, можно приступать к работе. Для удобства разделим процесс на такие этапы:

  1. Первым делом напильником нужно сделать пропил в игле для мяча. Он должен быть немного дальше середины. Бывают иглы, в которых такое отверстие уже есть, это еще лучше.
  2. Затем возьмите иглу от шприца и изогните ее примерно на 45˚ посередине.
  3. Так как на кончике игла срезана под углом, ее нужно сточить на шлифовальном камне так, чтобы образовался ровный, прямой срез.
  4. Вставьте в отверстие иглы для мяча тонкую иглу. Ее кончик должен выступать на 1–2 мм.
  5. Зафиксируйте иглу, обмотав место соединения тонкой медной проволокой.
  6. Фиксация иглы Смажьте проволоку флюсом и припаяйте место соединения, чтобы сделать все герметичным.
  7. Достаньте капельницы и подсоедините их к основаниям двух игл.
  8. Зажимы-регуляторы сдвиньте к иглам, они будут служить ручкой и регуляторами подачи воздуха и газа.
  9. Соедините их между собой термопистолетом.
  10. Вот и все, теперь остается только подключить источник газа (зажигалку или газовый баллончик) и баллон со сжатым воздухом.

Через толстую трубку будет проходить газ, а через тонкую (медицинскую) сжатый воздух. Изменять давление газа и сжатого воздуха можно благодаря регуляторам капельницы. Такая маленькая горелка будет полезна для использования в домашних условиях.

Газовая горелка – полезный инструмент в умелых руках. Для того чтобы иметь ее, необязательно идти в магазин и тратить деньги на покупку. Все можно сделать самостоятельно. Главное, подготовить все материалы и инструменты, а также исследовать технологию по изготовлению горелки. Перед тем как приступать к работе, рекомендуем ознакомиться с устройством инструмента и принципом его работы. Тогда вам будет гораздо легче выполнить все самостоятельно.