Температура пайки серебряным припоем

Температура пайки серебряным припоем

Серебряный припой обладает уникальными качествами. С его помощью можно спаивать самые разнообразные металлы и сплавы. В зависимости от содержания серебра и других ингредиентов свойства припоя можно подобрать под требуемую задачу. Основным достоинством серебряных припоев является высокая прочность, долговечность и электропроводность получаемых соединений.

Разновидности

Серебряные припои делятся на несколько разновидностей в зависимости от содержания в них серебра.

Припои с низким содержанием — до 40% — используют для пайки заготовок из стальных и цветных сплавов. Такие составы обладают недостаточной прочностью для соединения деталей толще 3 мм.

Составы со средним содержанием — от 40 до 60% применяют для пайки медных, никелевых и стальных деталей, испытывающих значительные статические нагрузки, удары и вибрацию.

Серебряный припой с высоким процентом — от 65% используют при пайке особо ответственных швов, таких, как ленточные пилы и соединения проводов. Состав с высоким содержанием серебра позволяет обеспечить отличную электропроводность.

Физико-химические свойства и состав серебряного припоя

Свойства того или иного серебряного припоя определяются его составом. Серебряный припой, которым осуществляют многоэтапную пайку, должен иметь достаточно высокую температуру плавления. Это необходимо для того, чтобы во время наплавки следующего слоя предыдущий не расплавился и не вытек в паяльный зазор. Средняя температура плавления составляет 600 °С.

Чтобы создать такой припой, потребуется на 30 частей серебра взять 33 части кадмия, 16 частей цинка и 20 частей меди. Как и любой состав с низким содержанием основного элемента, он не отличается стойкостью к высоким нагрузкам, ударам и вибрации.

Повышение содержания серебра до 50% позволит повысить текучесть расплава и способность паяного шва выдерживать статические и динамические нагрузки. Его также можно будет применять для пайки в несколько слоев, однако потребуется особая аккуратность и осторожность.

Технические характеристики

В состав наиболее распространенных серебряных припоев входят такие элементы, как Ag, Cu, Zn, Sn, Mn, P, Cd.

Марка
Ag Cu Zn Sn Mn P Cd Примеси, макс Pb Fe ПСр72 72 След — — — — — 0,005 0,1 ПСр71 71 След — — — 1 — 0,005 0,15 ПСр70 70 26, След — — — — 0,05 0,1 ПСр65 65 20,0 След — — — — 0,1 0,1 ПСр62 62 28,0 — След — — — 0,005 0,15 ПСр50 50 След — — — — — 0,005 0,15 ПСр50 Кд 50 16,0 16,0 — — — След 0,1 0,1 ПСр37,5 37,5 Ост 5,5 — 8,2 — — 0,05 0,1

Серебряные припои с содержанием выше 72% используются в ювелирном деле.

Особенности выбора

Выбор припоя, лучшим образом подходящего к конкретному сочетанию материалов, толщины и конфигурации заготовок, требований к механическим и тепловым нагрузкам на шов — непростое дело. Для создания прочных долговечных швов, устойчивых к статическим и динамическим нагрузкам, опытные мастера рекомендуют выбирать серебряный припой со средним или высоким содержанием благородного металла. В их состав могут входить Ni, Cu и Pb. Для пайки трубопроводов и емкостей, используемых в холодильниках и кондиционерах, подойдут только смеси с высоким содержанием Ag.

Пайка ювелирных изделий

При пайке ювелирных изделий высокая стоимость основного материала оправдывает применение припоев с содержание серебра от 85 до 100%, или чистого серебра. Такой припой для серебра выпускается в виде проволоки диаметром 1 мм.

При создании швов, предназначенных для эксплуатации при повышенных температурах, не подходят составы, содержащие свинец или олово. Из-за своей низкой температуры плавления они будут ослаблять все соединение. В этом случае выбирают серебряно-медные паяльные материалы.

Достоинства

Температура плавления чисто серебряного припоя составляет 962 °С, шов получается пластичным и мягким. Для экономии драгоценного металла и получения более прочных соединений в припой добавляют другие металлические элементы.

От состава и процентного содержания присадок зависят достоинства конкретного припоя.

Общими достоинствами серебряных припоев являются:

  • высокая жидкотекучесть;
  • прочность;
  • коррозионная стойкость;
  • пригодность для работы с широким диапазоном материалов;
  • низкое сопротивление электрическому току.

Рабочая температура состава тем ниже, чем меньше содержание Ag. Пропорционально уменьшаются трудоемкость и энергоемкость пайки.

Процентное содержание серебра

Содержание серебра в серебряном припое влияет также на другие физические характеристики, такие, как теплопроводность и электропроводность.

Низкое содержание

Составы с низким содержанием серебра широко используются в промышленности для пайки металлических заготовок.

Применяются они и в электротехнике — состав, содержащий всего 2% Ag, 62% Sn и 36% Pb весьма популярен при электро- и радиомонтаже.

Он отличается высокой проводимостью и повышенной жидкотекучестью, что облегчает процесс пайки.

Средний процент серебра

Составы с содержанием от 40 до 60% рекомендованы для швов, работающих при невысоких температурах.

Швы, паяные с применением ПСр40, отличаются не только высокой прочностью, и пластичностью, но и способностью выдерживать высокие динамические и периодические нагрузки.

ПСр45 применяется при работе со стыками толщиной до 3 мм. Также стоек к вибрации и агрессивным средам.

Высокий процент серебра

Припой ПСр65, в который добавлено 2% меди и 14% Zn, специально разработан для пайки лезвий ленточных пил. Он имеет повышенную прочность на разрыв и на изгиб.

Состав ПСр70 обеспечивает отличную проводимость, используется для пайки ответственных соединений электрокомпонентов и проводов. Минимальное сопротивление соединения важно как в микроэлектронике, так и в мощных электроустановках промышленного назначения и на генерирующих станциях. Высокая цена сдерживает его широкое применение.

Экономические соображения препятствуют также более широкому использованию составов с высоким содержанием серебра за пределами научных исследований, военного и ювелирного дела.

Читайте также:  Кто роет норы и плавает

Какие флюсы подходят

Чтобы получить высококачественный и долговечный шов, требуется перед пайкой обработать поверхности заготовок флюсами. Эти вспомогательные материалы очищают поверхность от химических загрязнений и оксидной пленки, предотвращая ее повторное возникновение.

Флюсы также способствуют увеличению текучести расплава и смачиваемости поверхности заготовки серебряным припоем.

Один из наиболее популярных среди пайщиков флюсовых материалов — это бура.

Паяльную пасту можно приготовить следующим образом:

  • Порошок буры высыпать в термостойкую емкость для смешивания.
  • Тонкой струей добавить воду, тщательно размешать.
  • Нагреть до достижения полной прозрачности.
  • Слить жидкую фазу, осадок растереть до консистенции сметаны.

Паста подходит для серебряных припоев с температурой плавления от 490 до 910 °С.

Применяется также состав, содержащий:

Фторид калия прокаливают в течение 3-4 часов, далее все составляющие тщательно перемешивают, нагревают до расплавления. После охлаждения материал дробят и растирают до состояния мелкодисперсного порошка. Держать его следует в герметичной таре, поскольку он активно поглощает водяные пары, содержащиеся в воздухе, теряя при этом свои рабочие качества.

Для пайки пористых материалов применяют флюс на основе тетрафторбората калия. Для того чтобы получить такой состав, потребуется использовать чрезвычайно сильную и опасную плавиковую кислоту.

Если нет достаточных навыков обращения с сильнодействующими химикатами, состав надежнее купить в магазине.

Технология создания серебряного припоя в домашних условиях

При создании припоя своими руками потребуется сначала расплавить серебро и другие компоненты, а потом отлить получившийся расплав в специальную емкость — ингус.

Процесс начинают с подготовительной фазы. На дно плавильной ложки кладут картонный квадратик, на нем размещают лист таким образом, чтобы его края обернулись вокруг краев ложки. Это делается для ускорения процесса расплавления.

Нарезание серебряного припоя

С применением ювелирных или лабораторных весов навешивается шихта, ее делят на порции по 18-20 г. На одну порцию берут 6 г серебра 875 пробы и 40% чистого металла. Из смеси посредством сильного магнита удаляют железную пыль.

Далее следует добавить мелко нарезанную медь. Ее берут из расчета 1 часть меди на 3 части серебряной смеси. Флюсом будет служить порошок буры, его добавляют 10% от общего объема.

Следующий этап — плавление. Следует зажечь горелку и отрегулировать режим горения. Плавильную ложку помещают в верхнюю, самую горячую часть пламени горелки. Шихта начинает плавиться и скапливаться на дне плавильной ложки.

Ингус следует заранее покрыть тонким слоем воска, прогреть и держать наготове рядом с горелкой.

Как только вся шихта расплавилась, можно приступать к завершающему этапу — отливке.

Ложку снимают с огня и без малейшего промедления, не давая расплавленному металлу остыть, единым плавным движением выливают ложку в ингус. Ингус охлаждают струей воды. После того, как отливка окончательно остыла, и процессы кристаллизации завершились, ее извлекают из ингуса, перевернув его и постучав при необходимости.

При самостоятельном изготовлении припоя следует соблюдать следующие меры предосторожности:

  • Проводить работы в хорошо проветриваемом помещении.
  • Использовать средства индивидуальной защиты: очки или прозрачный щиток, защитные перчатки из спилковой кожи или брезента.
  • Проводить работы на огнеупорном основании.
  • Сразу по окончании нагрева и отливки выключить горелку.
  • Не оставлять оборудование без присмотра.

Приготовление серебряного припоя своими руками работа не слишком сложная, но требующая сосредоточенности и определенного навыка.

Материалы и инструменты для создания припоя

Для самостоятельного изготовления серебряного припоя следует подготовить следующие материалы и оборудование:

  • Серебряный лом.
  • Присадочные материалы (Zn, Cu, бура в качестве флюса и другие по рецептуре).
  • Лабораторные или ювелирные весы.
  • Газовая горелка, закрепленная на подставке, исключающей опрокидывание.
  • Плавильная ложка.
  • Ножницы по металлу.
  • Емкость и лопатка для смешивания ингредиентов.
  • Абразивная бумага.
  • Ингус.

Стол, на котором будут проводиться работы, должен иметь огнеупорное покрытие.

Результатом процесса паяния должно стать образование шва, прочного соединяющего детали и имеющего хорошие физические свойства, в частности, электропроводность.

Достичь такого эффекта позволяют припои на основе серебра. Существует много доступных составов, постоянно применяемых на практике.

Достоинства

Благородный металл в чистом виде имеет высокую пластичность и температуру плавления. Серебро без добавок применять в качестве припоя невозможно и нецелесообразно. Вкладывать энергию для достижения при 962 ℃ расплавленного состояния и получать в результате мягкий шов не имеет смысла.

Выгодно и удобно использовать сплав серебра с другими металлами. Чаще всего добавляют медь. Во многих составах присутствует цинк. В мизерных количествах, не превышающих доли процентов, в металлические композиты вводят железо, свинец, висмут.

Температура плавления серебряных припоев уменьшается пропорционально сокращению массовой доли благородного компонента. Следовательно, уменьшаются затраты энергии и времени на пайку.

Сплавы из группы серебряных припоев хорошо обволакивают рабочие детали, способствуя образованию прочных швов. Места соединений не окисляются; выдерживают механические и вибрационные нагрузки.

Серебросодержащий сплав может применяться для пайки металлических изделий самых разнообразных составов. Для каждой практической ситуации в имеющемся ассортименте можно найти подходящие марки серебряных припоев.

Они имеют разное соотношение компонентов; отличающиеся показатели плотности и удельного электрического сопротивления; могут содержать легирующие добавки, улучшающие технические характеристики.

Процентное содержание серебра

Состав всех применяемых для пайки серебряных сплавов регламентирует ГОСТ.

В маркировках рядом с понятным сокращением ПСр всегда присутствуют числа. Они указывают на процентное содержание серебра.

В целом наблюдается следующая тенденция: сплавы с большой концентрацией благородного металла (50%, 72%) имеют маленькие значения удельного сопротивления. Их используют для формирования соединений с большой электропроводностью.

Серебряные припои с относительно невысокой концентрацией серебра (40-62%) применяют для пайки деталей, которые не будут сильно нагреваться.

Характеристики серебряных припоев в таблицах:

Читайте также:  Мебель из спичечных коробков для детей

Недорогие металлические сплавы с содержанием серебра от 10% до 45% широко используются в машиностроении. Металлические композиты с низкой концентрацией серебра позволяют получить твердый шов.

Практически все серебряные припои имеют в сплаве железо, свинец, висмут. Суммарное количество добавок составляет чуть более 0,1%.

Многие радиолюбители используют в работе оловянно-серебряные припойные составы, содержащие всего 2% дорогого металла, 62 % олова и 36% свинца. Сплав легко переходит из жидкого состояния в твердое, хорошо проводит электрический ток.

Помимо отечественных материалов поставщиками предлагается большое количество импортных серебряных припоев. Цена на них, естественно, выше, а качество вполне сравнимо с российской продукцией.

Применения недорогих марок

Самое низкое содержание серебра и высокую температуру плавления, равную 830 ℃, имеет припой ПСр-10. Помимо 10% серебра в сплаве содержится 53% меди и около 37% свинца.

Указанное содержание благородного металла является минимально возможным в средствах для твердого спаивания. Образующийся шов выдерживает нагревание до 800 ℃.

Данный серебряный материал предназначен для пайки стальных сплавов, композиций из цветных металлов. Им можно паять латунь с большой концентрацией меди (более 58%).

Важно помнить, что температура эксплуатации спаянных деталей, не должна быть больше температуры плавления данного серебряного припоя.

Сплав, содержащий 12 % серебра, рекомендуют применять для меди; латуни с содержанием меди, достигающем 58 %.

Пайка недорогим серебряным припоем ПСр-25 позволяет получить особо чистый шов. Содержание серебра, равное 25%, обуславливает не очень высокие прочностные характеристики соединения. В припое также присутствует 40% меди, около 35% цинка.

Для тонкой работы имеющихся показателей стойкости к ударам бывает достаточно. Если предстоит прочно припаять крупные детали, следует выбрать другой состав.

Средний процент серебра

Серебряный припой марки ПСр 40 образует швы с хорошей прочностью и пластичностью. Его рекомендуют применять для работы с подвижными деталями. После застывания соединение может деформироваться без нарушения целостности и прочности.

Невысокая температура плавления позволяет проводить работу дома. Для спайки указанным серебряным припоем пригодны медно-никелевые, нержавеющие, жаропрочные сплавы, бронза, латунь, ковар.

Состав ПСр-45 позволяет прочно припаивать толстые стыки (до 3 мм включительно). Швы выдерживают удары, вибрацию, влияние окислительной среды, не образуют трещин.

Результат во многом обусловлен тем, что расплавленный серебряный припой хорошо обволакивает рабочую зону. Сплав используют для пайки деталей из меди, никеля, стали, бронзы.

Высокий процент серебра

Припой ПСр-65, содержащий помимо обозначенного в маркировке количества серебра, 20% меди и около 15% цинка, имеет узконаправленное применение. Им спаивают полотна ленточных пил.

Серебряный сплав ПСр-70 имеет большую цену. Концентрация благородного металла в нем составляет 70%. Помимо этого в состав входит около 26% меди, приблизительно 3% цинка 0,1% железа, по 0,005 % свинца и висмута.

Этот серебряный припой имеет хорошую электропроводность, применяется при спаивании электрических узлов. Место соединения проводов, полученное данным методом, существенно не уменьшает способность всей системы проводить ток.

Близки по элементному составу сплавы ПСр-71 и ПСр 72. Они содержат 71% и 72%, соответственно, серебра. Чуть более 0,1% составляют железо, свинец и висмут. В припое ПСр-71 имеется 1% фосфора.

Состав с концентрацией серебра 70-80% применяются для ремонта ювелирных украшений. Другие направления использования ограничивает высокая стоимость припойных материалов с большим количеством благородного металла.

Какие флюсы подходят

Для образования качественного шва при пайке детали предварительно обрабатывают флюсами. Они убирают слой грязи, оксидов с рабочей поверхности; препятствует процессам окисления расплава; уменьшают поверхностную напряженность жидкого металла.

Благодаря флюсам припойная масса полностью обволакивает необходимые для пайки части деталей, способствует их прочному соединению.

В качестве флюсовой добавки часто применяют насыщенный раствор буры. Готовят его просто:

  1. В сухой порошок вливают тонкой струйкой дистиллированную воду и греют смесь до прозрачного состояния.
  2. После остывания из насыщенного раствора выкристаллизовывается осадок.
  3. Если жидкости над осадком получилось много, ее сливают.
  4. Остальную массу растирают до состояния густой сметаны.

Полученный таким методом флюс можно использовать в диапазоне температур от 500 до 900 ℃.

Альтернативный вариант – готовое средство, содержащее около 35% ангидрида борной кислоты, 42% фторида калия, около 23% тетрабората калия.

При желании подобный флюс можно сделать самостоятельно. Сначала следует прокалить фторид калия на обычном противне. Для этого достаточно прогревания при температуре 250 ℃ на протяжении 4 часов.

Все компоненты нужно аккуратно взвесить, перемешать, расплавить, охладить.

Застывший сплав, расколов на куски, следует тщательно измельчить. Можно взять для этого мельницу. В конечном итоге должен образоваться мелкий порошок, типа пудры.

Для получения однородного флюса порошок нужно просеять и быстро закрыть герметично. Он может поглотить влагу из воздуха, потерять свойства.

При необходимости особо тщательного заполнения всех микрополостей в рабочей зоне применяют флюсы с тетрафторборатом калия, для приготовления которого нужна плавиковая кислота. Получение такого флюса требует специальных условий и навыков. Лучше приобрести готовую смесь.

Для соединения металлических элементов с небольшой площадью контакта применяется технология пайки. Она предусматривает использование припоя, который представлен специальным сплавом металла. Его температура плавления должна быть меньше, чем у соединяемых элементов. В некоторых случаях проводится пайка серебряным припоем. Он обладает своими достоинствами и недостатками.

Что такое серебряный припой?

Современная работа с металлом предусматривает технологию ступенчатой пайки. Она требует специального внимания, так как некоторые серебряные сплавы обладают высокой температурой плавления. Это свойство обеспечивает высокое качество получаемого соединения.

Серебряный припой для пайки в чистом виде встречается крайне редко, что связано с высокой стоимостью цветного сплава. Большей эффективностью в применении обладают составы с другими примесями. В качестве дополнительных компонентов часто применяются:

Читайте также:  160 Миллилитров это сколько стаканов

Чистый сплав серебра применяется только в ювелирном деле. Свойства припоя прежде всего зависят от доли драгоценного металла в составе:

  1. При концентрации более 50% металл получается пластичным и устойчивым к повышенным нагрузкам.
  2. Другие компоненты могут изменить основные свойства сплава, расширив его область применения.

Все возможные варианты указываются в ГОСТ 19738-74. В технической документации встречается таблица марок с указанием процентного содержания всех элементов. Существенно сэкономить на пайке можно при самостоятельном изготовлении сплава. Достоинствами большинства сплавов можно назвать следующее:

  1. Высокая степень текучести. Это упрощает распространение состава по поверхности.
  2. Прочность. Получаемые соединения могут выдерживать высокую нагрузку.
  3. Коррозионная стойкость. Металл при высокой влажности покрывается коррозией. При включении в состав серебра обеспечивается коррозионная стойкость.
  4. Основные свойства позволяют использовать состав для соединения самых различных металлов.
  5. Низкое сопротивление электрическому току позволяет использовать припой при создании электрического оборудования.

Физико химические свойства и особенности

Не во всех случаях серебро выступает в качестве основного элемента при создании сплава для пайки. С увеличением концентрации повышается прочность и практичность соединения. Температура плавления — основная характеристика, которая учитывается при выборе припоя. У некоторых вариантов показатель составляет +600°С.

Сочетание металлов позволяет получить сплав с особыми эксплуатационными характеристиками. Наиболее распространенный состав представлен сочетанием:

Присутствие кадмия определяет то, что сплав обладает высокой хрупкостью. Поэтому подобный сплав не должен применяться при изготовлении изделий, которые подвергаются переменной нагрузке. Если повысить концентрацию серебра до 50%, то повысится и текучесть состава в жидком состоянии.

Разновидности

Классификация серебросодержащего сплава проводится по концентрации основного элемента. Она выглядит следующим образом:

  1. Низкое содержание. Подобный состав применяется в промышленности для пайки различных металлических изделий. Также состав применим и в электротехнике по причине высокой проводимости и текучести. В соединение включены и другие элементы, поэтому паять достаточно просто.
  2. Средний процент содержания (40-60%). Этот припой применяется для получения швов, которые эксплуатируются при относительно невысокой температуре. Материал ПСр40 позволяет получать прочные соединения с должной пластичностью, за счет чего они могут выдерживать высокие динамические нагрузки. Припой ПРс45 применим при работе со стыками, толщина которых — до 3 мм.
  3. Высокий процент концентрации. Некоторые сплавы предназначены для пайки лезвий ленточных пил. Состав обеспечивает повышенную прочность на изгиб и разрыв. Марка ПСр70 обладает повышенной проводимостью, что позволяет использовать ее при создании электрокомпонентов. Минимальный показатель сопротивления снижает вероятность нагрева оборудования при эксплуатации. Однако высокая цена определяет узкое применение материала.


Приведенная выше классификация учитывается при выборе наиболее подходящего припоя. Маркировка проводится с учетом установленных стандартов.

Как выбрать правильный?

Важно правильно выбрать наиболее подходящий припой для каждого случая. Основными рекомендациями можно назвать нижеприведенные моменты:

  1. Определяются условия эксплуатации создаваемого соединения: температура, оказываемое воздействие, влажность и другие. Некоторые предназначены для передачи электрического тока, другие подвергаются нагреву или переменным нагрузкам.
  2. Температура плавления. Для распределения припоя по поверхности его нужно нагреть до соответствующей температуры. Не все паяльники могут нагреть материал до температуры +600°С.
  3. Область применения. Чистые составы используются при ювелирных работах, с примесями в промышленности.

Некоторые производители указывают то, какая марка припоя подходит для каких задач. Поэтому проблем с выбором наиболее подходящего состава не возникает.

Процесс пайки

При наличии соответствующего инструмента провести пайку можно самостоятельно. Больше всего трудностей возникает при работе с нержавейкой. Рекомендации следующие:

  1. Для начала проводится зачистка поверхности от различных загрязнений, может применяться любой механический метод. Чаще всего краска и загрязнения удаляются щеткой, после чего поверхность обезжиривается при применении специального состава.
  2. На зону будущей пайки выкладывается подобранный флюс. Технология нанесения во многом зависит от того, какой материал применяется. Флюс должен распространяться равномерно, так как в противном случае качество соединения может быть низким.
  3. Для обработки большой площади применяется специальная горелка, которой металл нагревается до нужной температуры. Первый признак того, что материал готов к пайке — изменение его температуры.
  4. После достижения требуемого состояния заготовки подается выбранный припой. Он должен быть распространен по поверхности равномерным слоем.
  5. Весь шов проходится от начала до конца. Для остывания материала дается немного времени, после чего заготовка еще немного подогревается для постепенного снижения температуры.

Если площадь соединения небольшая, то можно использовать небольшой паяльник. В этом случае нет необходимости в предварительном подогреве основания.

Какие флюсы подходят?

Флюс для пайки серебра применяется для получения надежного и долговечного соединения. Этот вспомогательный материал предназначен для предварительной очистки поверхности от загрязнений и различных окислений, которые могут стать причиной снижения прочности шва. Качественный флюс может повысить текучесть металла в разогретом состоянии. Наиболее популярен вариант бура.

При необходимости паяльная паста может быть изготовлена своими руками. Инструкция по изготовлению следующая:

  1. Бура высыпается в емкость с термической устойчивостью.
  2. Тонкой струей добавляется вода, бура медленно перемешивается. Основная задача заключается в получении однородной смеси без комков.
  3. Вещество нагревается до прозрачности. Для этого приходится использовать горелки. При нагреве могут выделяться различные вредные вещества, поэтому следует быть осторожным.
  4. Жидкая фаза сливается, после чего осадок растирается до масляной консистенции. Он наносится на обрабатываемую поверхность при помощи кисти или другого подобного изделия.

При отсутствии навыков работы с сильнодействующими химикатами следует приобрести требуемый состав в специализированном магазине. Работа должна проводиться в защитной одежде, так как попадание химикатов на поверхность кожи категорически запрещается.

Ссылка на основную публикацию
Adblock detector