Припой для нержавеющей стали

Припой для нержавеющей стали

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.

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

Пайка нержавейки серебряным припоем

Антикоррозионные свойства стали придаёт присадка хрома от 12%. На поверхности образуется защитная плёнка. При механическом и термическом воздействии она повреждается, но быстро восстанавливается на воздухе. Поэтому коррозионно стойкие металлы так ценятся.

Читать еще:  П образный профиль из стали

Чем пайка лучше сварки

Соединение деталей из нержавеющей стали выполняется двумя методами: аргонной сваркой и пайкой твёрдым припоем. Если первый способ недоступен, альтернативой будет пайка. Главный плюс этого способа — в ненужности дорогостоящего промышленного аргонно-сварочного оборудования.

Пайка нержавейки серебряным припоем доступна в условия гаража и домашней мастерской. Для нередких случаев это дешевле и проще. Но и тут не всё гладко. Нержавейка — металл особый, мягким припоем его не взять. Для надёжной пайки понадобятся:

  • твёрдый серебряный припой с содержанием серебра от 5% до 45%,
  • специальный флюс (если только припой не офлюсованный),
  • хорошая газовая горелка для пайки, способная давать факел пламени более 2000 градусов Цельсия (горелка на МАПП-газе даёт 2010 градусов, на пропане — меньше).

Всё правильно, серебро плавится при значительно меньшей температуре. Высокая температура горения необходима для быстрого прогрева металла и уверенного поддержания требуемого уровня тепла. Делает пайку нержавейки серебряным припоем качественной, распределение расплава равномерным, гарантирует его проникновение и растекание под действием капиллярного эффекта. И создаёт условия для выполнения ответственных соединений, которые будут работать под нагрузкой и давлением много лет.

Таблица 1 . Температура плавления металлов и припоев

Подготовка к успешной пайке

Спаиваемые детали подготавливаются, подгоняется форма и размер сопряжений, чтобы в итоге получился стык с минимальным зазором. Поверхности зачищаются. Лучше не использовать металлическую щётку, так как от неё останутся частички стружки, которые потом образуют ржавчину. Детали фиксируются друг относительно друга. На поверхности вокруг стыка наносится флюс.

Если используется офлюсованный пруток — сначала он прогревается боковой стороной на стыке, чтобы флюсующее вещество на нём расплавилось и попало в зазор до начала пайки.

В некоторых случаях, чтобы упростить и ускорить непосредственное спаивание, ответные поверхности заранее пропаивают, покрывают тонким слоем припоя. Лужёная поверхность металла лучше смачивается припоем. Но нужно учитывать, что размеры соединяемых деталей при этом изменяться. Например, при паянии тройника диаметр трубки увеличиться, а посадочного отверстия уменьшится.

Пайка

Поджигаем горелку пьезокурком. Прогреваем место пайки, причём не ограничиваясь местом у самого стыка, захватываем пошире, на расстояние 2-3 поперечника. Для массивных деталей потребуется больше тепла, чтобы металл не остывал в процессе паяния. Иначе не получится качественного соединения. Можно использовать двух- и даже трёх-сопловые газовые горелки. Или двумя горелками одновременно прогревать с двух сторон.

Важно не останавливать пламя горелки на одном месте, чтобы металл не перегрелся в одной точке, и его не повело и чтобы он не расплавился. Прогрев надо выполнять, равномерно медленно двигая сопло по всей поверхности сопряжения. Металл приобретает малиновый оттенок, а затем становится красным. Подносим пруток серебряного припоя к стыку.

Факел пламени нужно направлять не прямо на пруток, а немного опережать точку приложения прутка. Благодаря высокой температуре нагретых деталей припой плавиться и по прогретой нержавейке хорошо проникает в стык. Когда таким образом обработано всё соединение, пайка завершена. Даём изделию остыть. Зачищаем напильником и наждачкой, промываем водой с ветошью или губкой.

Готовое соединение выдерживает высокие механические нагрузки и давление. Хотя окончательная проверка произойдёт в работе, как правило, качество пайки уже можно наблюдать визуально. Дело сделано!

Каков расход серебряного припоя?

При соблюдении технологии расход очень небольшой. Например, для установки фланца на трубу 1 1/2″ понадобиться не больше 1 сантиметра прутка.

Наилучший вариант — это, конечно же, офлюсованный серебро содержащий пруток. Бери и паяй, не беспокоясь о флюсе. Классика — это ортофосфорная кислота, она хорошо избавляет от тонкого слоя окислов. Наносится кисточкой. Известен также простой в приготовлении состав из равных частей ортофосфорной кислоты и буры. Ещё один состав: бура, фтористый натрий, борная кислота. Покупая в магазине, выбираем флюс для высокотемпературной пайки.

Сравнение серебряного припоя и олова при пайке нержавейки

Преимущества олова в его дешевизне и низкой температуре расплавления, его берёт даже 60-ваттный электропаяльник. Вполне сгодится для лужения, заделки мелких отверстий, выполнения не ответственных соединений, которые будут работать под слабой нагрузкой. А также для временных решений, на скорую руку. Нужен оловянный припой без содержания свинца.

Температура плавления олова 232 градуса, а серебра 962. Какой из расплавов крепче въестся в поверхность нержавеющего металла? Как говориться, выбирайте сами.

Какую нержавейку нельзя паять твёрдыми припоями

Некоторые виды (марки) нержавеющих сталей нельзя подвергать ни сварке ни пайке твёрдыми припоями (серебром, латунью), из-за чего в них начинается внутренняя коррозия. Это аустенитные нержавеющие стали (названы в честь английского металлурга Аустена), например 12Х18Н9 (маркировка по ГОСТу — 0,12% углерода, 18% хрома, 9% никеля). Тут есть 2 варианта решения: лудить оловом, ибо оно относится к мягким припоям и плавится при 232 градусах. Или взять нерж другой марки. Например, если в обозначении будет буква Т или Б, то любой термообработке подвергать можно (они легированы титаном или ниобием: марки обозначаются 12Х18Н9Т или 12Х18Н9Б соответственно).

Видео: пайка нержавейки серебряным припоем

Припой для нержавеющей стали

Процесс спаивания нержавейки является достаточно трудоемким делом, но если правильно подобрать припой для нержавеющей стали и следовать инструкции, то ничего сложного в этом не предвидится. В сплавах, которые содержат до 25% никеля и до 25% хрома, не возникает проблем со схватыванием, так что получается весьма надежное и крепкое соединение. Металл и припой разогревается до 500-700 градусов Цельсия. Активно применяется пайка нержавейки твердыми припоями, так как их свойства отлично подходят для данного процесса. Спаивания материала хорошо происходит при помощи флюсованного жидкотекучего припоя, у которого низкая температура плавления. Текучесть только добавляет капиллярные свойства материала, что повышает качество соединения и улучшения контакта между металлическими изделиями. Все это придает особые пластичные свойства соединению, а также дополнительные раскислительные свойства, которые будут очень полезны. В таких расходных материалах, как правило, не содержится кадмия, а в некоторых моделях встречается высокое содержание серебра, которое доходит до 30%. Все это дает лучший результат, чем пайка нержавейки оловом, но для каждого конкретного случая выбор может быть своим.

Читать еще:  Сталь листовая оцинкованная

Припой для нержавейки создается не только с учетом того, какие свойства имеет данный материал, но и с учетом места их применения. Зачастую применяются материалы с низкой температурой плавления, но если детали используются под воздействием температуры, то следует выбирать припои, в которых температура плавления выше, чем условия, в которых будет работать шов. Иногда делается пайка нержавейки с медью, что предполагает выбор средних значением между свойствами меди и нержавеющей стали. Если выбирается припой для нержавейки пищевой, то он не должен содержать в себе вредных веществ, которые могли бы выделяться при температурном воздействии и отравлять организм.

Разновидности

Припои для пайки нержавеющей стали могут иметь массу подвидов, которые обладают различными свойствами. К примеру:

  • HTS528 является универсальным материалов, который пригодится для процедур не только с нержавейкой, но и такими металлами как никель, бронза, медь, латунь и многие другие. Он относится к твердому типу. Он уже сразу покрыт флюсом красного цвета. Длина такого изделия составляет 45 см, а масса около 20 грамм. Температура плавления составляет 760 градусов Цельсия.

  • Цитрина является многосоставным припоем, в состав которого входит серебро, марганец, цинк, медь, кадмий, никель и магний. Внешний вид этого материала имеет металлический отблеск. Твердость после использования составляет 60 кг/см, а прочность достигает 60 кг/мм. После применения спаянный металл хорошо полируется. Температура плавления является достаточно высокой и составляет 820 градусов Цельсия. Благодаря наличию серебра и никеля у припоя остаются противокоррозионные свойства, как и у нержавейки
  • П-81 широко известный в промышленности, который применяется для различного рода ремонтов. Благодаря своим свойствам, он может применяться и для ремонта теплообменников. В его состав входит чугун, различного рода стали, никелевые сплавы, серебро и сплавы твердых металлов. Предел прочности соединения сделанного этим материалом, составляет 170 МПа. Температура плавления достигает 640-650 градусов Цельсия, а пайка проводится при температуре 690. Прутки имеют диаметр от 0,5 до 3 мм, в зависимости от сферы применения.

Состав и его физико-химические свойства

Припои для пайки нержавеющей стали имеют определенный ряд металлов, которые входят в их состав. Каждый из них влияет на свойства общего материала, в зависимости от того, в каком процентном соотношении он там содержится. Среди них можно выделить следующие элементы состава:

  • Олово – является мягким металлом, температура плавления которого достигает 231 градус Цельсия. Оно растворяется в серной и соляной кислоте, но в большинстве случаев органические кислоты на него не воздействуют. При нахождении в условиях комнатной температуры материал не окисляется, но если температура упадет ниже 18 градусов, то кристаллическая решетка материала станет разрушаться и шов будет сереть.

  • Свинец – основным свойством данного материала является легкоплавкость. В чистом виде его практически не применяют, так как он оказывается слишком мягким, но это же помогает легче его обрабатывать. Окислению подвергается только та часть, которая контактирует с воздухом, то есть внешняя поверхность. Кислоты и щелочи с органикой и азотов легко растворяют свинец.

  • Кадмий зачастую входит в легкосплавные припои, куда он добавляется в малых дозах, как правило, с оловом, свинцом или висмутом, так как в чистом виде является токсичным. Температура плавления достигает 321 градуса Цельсия. Обладает отличными антикоррозийными свойствами.

  • Висмут также относится к легкосплавным металлам. Температура плавления его достигает 271 градус Цельсия. Материал хорошо растворяется в азотной кислоте и в нагретом растворе кислоты серной.

  • Сурьма относится к тугоплавким металлам. Температура его плавления составляет 630 градусов Цельсия. Материал имеет отличные антикоррозионные свойства. На него не действует воздух и он не подвергается окислению, но при этом металл является токсичным. Когда его применяют в припое, то он дает своеобразный глянцевый эффект.

  • Цинк является хрупким металлом, которые имеет серо-синий оттенок, температура плавления которого составляет 419 градусов. На воздухе быстро окисляется, поэтому, его применяют для спайки мест, которые находятся во влажных условиях, так как окислительная пленка сразу покрывает шов, которая его защищает. Он может легко растворяться в кислотах и используется преимущественно в твердых припоях.

  • Медь это самый тугоплавкий из состава металл. Температура плавления достигает 1083 градуса Цельсия. Он не поддается воздействию воздуха, но через некоторое время может окислиться от влаги. Применяется в тугоплавких составах.

Особенности выбора

Благодаря широкому выбору разновидностей всегда можно подобрать подходящий вариант. Твердые припои для пайки нержавейки используются в тех случаях, когда детали будут подвергаться механическому воздействию или же высоким температурам. Если особых сложностей в применении не предвидится, то подойдут и более дешевые легкосплавные материалы. Припой для нержавеющей стали стойкий к щелочам используется в химической промышленности.

«Важно!Не стоит выбирать припой с температурой плавления ниже температуры эксплуатации.»

Особенности пайки нержавейки

  1. Сначала нужно очистить поверхность до блеска от различных пятен;
  2. Если требуется – нанести флюс на место будущей спайки;
  3. Разогреть металл до нужной температуры, как того требует технология;
  4. Когда флюс начнет действовать, то можно наносить припой;
  5. Разгладить припой по поверхности места спайки ровным слоем;
  6. Если не хватило материала, нанести еще, а потом дать остыть;
  7. Очистить остатки флюса.
Читать еще:  Цементируемые стали марки

Как выполнить пайку нержавейки в домашних условиях?

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.

Заключение

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

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector