Пайка твёрдыми припоями. Часть 2. Оборудование и материалы

Компания «ПРИПОЙ» является официальным представителем Brazetec (Saxonia) Германия.
Задать вопрос
Наши специалисты ответят на любой интересующий вопрос по услуге

Оборудование для пайки

Инструментарий для пайки создан, чтобы решать главную задачу процесса – нагревание спаиваемых элементов до требуемой температуры плавления. Работа оборудования для пайки должна обеспечивать нагрев контактных площадок паяного шва, вне зависимости от физических принципов, положенных в основу работы этого оборудования, такой, чтобы обеспечивался диапазон температур в границах от 450 до 1200°C. Медно-цинковые припои или припои, содержащие серебро, обозначаются термином «среднеплавкие», и ими можно работать, если нагревательный элемент выдаёт температуру от 700 до 800°C. Категория же тугоплавких материалов припоя, к каковой относятся технически чистая медь и латунь, потребуют от оборудования нагрева свыше 1000°C.

Чаще всего для различных работ, связанных с высокотемпературной пайкой, применяют такой инструмент, как газовая горелка – вряд ли кто-то не в курсе, что это такое. К горелкам добавляются и другие более профессиональные виды оборудования: индукторы, печи и т.п.

Припои и их виды.

Медь – вот краеугольный камень припоев, используемых для высокотемпературной пайки. Лидерство 29-му элементу таблицы Менделеева принадлежит потому, что он является составной частью, а зачастую и основой, большинства промышленных марок твёрдоприпойных сплавов.

Добавление же в основной состав различных металлов кардинально меняет физико-химические характеристики припоев, и, в свою очередь, даёт медьсодержащим сплавам технологические преимущества.  Самое очевидное из них – это понижение температуры плавления, показатели которой у меди в чистом виде составляют 1083C. Комбинированные же припои, такие как Cu-Sn (медь|олово), Сu-Zn (медь|цинк), Сu-Ag (медь|серебро), Cu-Si (медь|кремний), плавятся и текут в гораздо более низком диапазоне температур.

Об упомянутой технически чистой (без примесей) меди стоит сказать отдельно. При использовании в качестве припоя, она обладает уникальными свойствами, например способностью образовывать плотные швы без пористостей в силу специфики кристаллизации чистого металла. Она хорошо растекается и легко заполняет капиллярные зазоры, образуя соединение, более прочное, чем то, которым обладает сама. Этот факт кажется неочевидным, но он подтверждается измерениями – прочность на разрыв места пайки чистой медью минимум на 10% выше такого же показателя у самой меди.

Рассмотрим далее некоторые конкретные виды припоев, предназначенных для высокотемпературной пайки.

Для спаивания деталей из бронзы, меди, стали используют медно-цинковые припои. Каждый из стандартизированных их видов имеет прозрачную аббревиатурную маркировку: ПМЦ-35, ПМЦ-39, ПМЦ-50, ПМЦ-54, ПМЦ-57 и далее, где цифра обозначает содержание в сплаве меди в процентах. Платой за снижение температуры плавления до 900C становятся недостатки, проявляющиеся в слабом сопротивлении соединений при воздействии нагрузок изгиба, а также ударных и вибрационных. Улучшает положение дел с нагрузками введение в состав легирующих добавок (олова, кремния), доводящих свойства соединений до пригодности к пайке твёрдосплавных резцов. У этого инструмента припаянная к его телу твёрдосплавная режущая пластина испытывает все виды перечисленных нагрузок в весьма серьёзных значениях.

Далее назовём припои медно-фосфорные, маркируемые в промышленности, как, например, ПMФ-7, ПMФ-9, ПMФOЦp-6-4-0,03. Из букв в обозначении ясно, что перед нами припой - соединение Cu (меди) и P (фосфора). Цифра, продолжающая обозначение в маркировке сразу после букв, сообщает нам процентное содержание P, а в последней аббревиатуре мы видим «O» - олово в количестве 4%, и «Цp» - цирконий, 0,03%.

Фосфорсодержащие припои на основе меди уже классифицируются как среднеплавкие, они переходят в жидкое состояние в диапазоне температур 690-850C, хорошо растекаются, весьма коррозионностойки и нейтральны к агрессивным средам. К отличительным особенностям медно-фосфорных припоев относят их способность к самофлюсуемости. Т.е., при пайке с их помощью медных изделий, использование флюса становится необязательным.

Недостатки соединений, связанных припоями, имеющими в своём составе фтор, обуславливаются появлением на границе шва плёнки из фосфитов, солей фосфористой кислоты. Это критически повышает хрупкость места пайки, приводит к слабой переносимости изгибов, ударов и вибраций. Таким образом, из области применения этих припоев исключается соединение стальных и чугунных деталей, часто подверженных силовым нагрузкам. Сферой использования припоев с фосфором безраздельно остаются пайка меди, медьсодержащих сплавов (мельхиор, бронза, латунь) починка ювелирных украшений.

Медь, сталь и чугун рекомендуют паять припоями, изготовляемыми на основе сплавов меди и цинка, они широко распространены, и называются латунями. Обычно упоминают такие марки, как Л-62 и ЛOK-62-06-04, читаемые так: «Л» - латунь, «O» - олово, «K» - кремний. «62», «06», «04» - содержание соответствующих металлов в сплаве в процентах. Добавление олова обеспечивает припою дополнительную текучесть, снижая порог температуры плавления. Кремний выступает предохранителем от мгновенных окислительных процессов и затрудняет испарение.

Особого упоминания достойны серебряные припои, в реальности представляющие собой конечно же сплав, где кроме серебра присутствуют медь и цинк. Технологические свойства серебросодержащих припоев великолепны, они вне конкуренции по антикоррозионной стойкости, способности к смачиванию и растеканию, они прочны и универсальны, ими можно паять серебро, медь, сплавы меди, нержавеющую сталь. Одно «но» - припои эти чрезвычайно дороги и их применение требует экономического обоснования. Качество соединений, обусловленное превосходными физическими свойствами серебряных припоев, делает их лидерами при проведении ответственных и штучных работ, где оправдана дороговизна применяемого материала. Пример маркировки серебряного припоя – ПCp-45, т.е. припой серебряный, в котором 45% серебра.