Как сталь паять: Как паять стальные детали

Опубликовано 15.09.202315.07.2023 автором alexxlab

Содержание

Как паять стальные детали

Нередко возникает надобность скрепить стальные детали без сверлений, и без сварки. Выручит пайка стали. Но как это сделать правильно, ведь здесь имеются особенные нюансы. Несколько рекомендаций от специалистов.

Какая сталь паяется хорошо

Отдельные марки стали хорошо поддаются пайке, другие паяются с большим трудом, ни с каким припоем соединяться не желают, ни под каким флюсом. Как правило, мягкие стали «для гвоздей» легко паяются. На бытовом уровне это можно объяснить и тем, что материал усеян микроскопическими кратерами и неровностями. Но также имеются электротехнические марки, особо твердые и упругие, и применяемые для валов, точной механики. Здесь уже как повезет…

Вопрос в том, что определить марку на глазок домашнему мастеру невозможно. Узнать насколько хорошо паяется данная деталь из стали, или близкого к ней сплава, можно только экспериментальным путем.

Как выполняется соединение оловом – порядок действий

Все зависит от того, насколько удачно можно залудить данную деталь, насколько прочным окажется контакт оловянного припоя со сталью. Чтобы контакт оказался удовлетворительными, если это возможно вообще, нужно выполнить следующее:

зачистку стали, химическую зачистка под припоем;
разогрев детали до температуры плавления припоя, нахождение припоя на детали под флюсом некоторое время в текучем состоянии.

Зачистка стали выполняется сперва механически, — наждачной бумагой, убираются слои ржавчины и загрязнений. Затем в качестве флюса применяется состав, который хорошо реагирует с окислами железа.

Наиболее безобидной в применении, но эффективной в данном случае, оказывается ортофосфорная кислота, которую легко приобрести в автомагазине, как «очистку ржавчины».

Требуемая мощность разогревающих устройств полностью зависит от массы деталей.

Процесс пайки двух стальных деталей

Если нужно спаять два больших гвоздя, то мощности одного паяльника 100 Вт будет маловато. Для разогрева зажатого в тисках большого гвоздя, или подобной по массе детали из стали, нужно воспользоваться строительным феном.

Или газовой горелкой.

Также понадобится вата на палочке, для подачи флюса в зону разогрева, и паяльник от 50 Вт.

Зачищенная наждачкой сталь разогревается горелкой.
На горячую деталь наносится ортофосфорная кислота и тут же подается паяльником расплавленный оловянный припой.

Как правило, у стальных деталей, которые поддаются пайке, возникает весьма прочная связь с оловом, т.е. происходи покрытие металла, — залуживание.

Это же повторяется с другой деталью. Затем разогреваются две детали, находящиеся вместе, и в зону контакта подается дополнительный припой паяльником.

Насколько прочна пайка стали, можно ли сделать прочнее

Прочность такого соединение будет обуславливаться многими факторами:

прочностью связи припоя с металлом,
площадью соединения,
направлением нагрузки по отношению к спаянным плоскостям.

Но в любом случае прочность пайки оловом не идет ни в какое сравнение с тем, что привыкли понимать под прочностью характерной для стали или «сварка металла».

Упрочить можно применив другой припой, — специальные прочные составы и более тугоплавкие с включением серебра, цинка, меди и др.

Другое направление увеличения прочности – покрытие припоем не только плоскости, но и боковин детали, — охват детали припоем. Тогда сопротивление на отрыв при разнонаправленных нагрузках будет больше.

Особопрочная пайка, особые припои

Чтобы применить составы дающие прочное соединение со сталью, с собственной температурой плавления порядка 800 — 900 град, нужно использовать графитовый тигель.

Работу должны вести только специалисты по плавке металлов. Необходимо знать основы плавления металлов, порядок обращение с расплавами и технику безопасности. В общем, пайка стали сверхпрочными припоями выполняется на специализированных предприятиях.

Возможный состав припоя:

55% цинка, 45% меди, немного кремния для увеличения текучести.

Состав расплавляется под слоем угля в графитовом тигеле.
Стальные детали, подлежащие пайке, разогреваются газовой горелкой.
В качестве флюса используется ортофосфорная кислота.
Расплав подается на детали. Как правило, залуживание и пайка производятся за один разогрев и деталей и припоя.
Но подобная пайка стали по сложности превосходит простую сварку….

Но в быту, где нужно «залатать», «прикрепить», «состыковать» две стальные детали, нужно пользоваться припоями с низкой температурой плавления, типа свинцово-оловянных.

Пайка стали с помощью олова в домашних условиях: использование газовой горелки

У металлической чашки оторвалась ручка, пожилой дедушка смотрит на нее, кивает головой и с укоризной в голосе заявляет: «Однако, паять надо». Для того, чтобы при фразе «пайка металла» не делать удивленное лицо, мы рекомендуем Вам прочитать данную статью. В ней мы подробно опишем, что такое пайка стали и черных металлов, а также расскажем о всех нюансах этого процесса.

Содержание

Отличия пайки металла от сварки

Пайка отличается от сварки технологией процесса. При сварке кромки поверхности оплавляются, а пайка производится на двух холодных поверхностях, оплавлением припоя – оловянного фрагмента, который при остывании и свяжет металлические элементы между собой.

Что к чему можно паять

В основном паяют однородные поверхности, то есть произведенные из одного металла. Пайка металла оловом производится в домашних условиях, но также возникает целесообразность соединения двух и более конструкций из разных металлов, например бронза и сталь, латунь и сталь и т.п.

Важно! Оловянный припой нежелательно использовать при пайке цветных металлов, в этом случае используются специальные прутки из медных сплавов.

Как производится пайка стали

Пайка стали оловом не производится, так как олово не скрепит стальные поверхности. Для припоя используется бронзовый пруток, а процесс осуществляется в следующей последовательности:

На столе с антипожарным покрытием раскладываются: паяльник, припой в виде бронзового прутка, сосновая канифоль, кислотный растворитель и конструкции для пайки.
Кислотой обезжириваются поверхности будущей пайки.
К одной из кромок прикладывается оловянный пруток, который расплавляется паяльником, кончик которого предварительно был опущен в канифоль.

Важно! Если не обработать кончик канифолью, то расплавленная бронза не будет захватываться кончиком паяльника, а будет просто стекать с него.

Два элемента прижимаются друг к другу, стыкуются. Выжидается время отвердения расплавленного прутка. При застывании возникает прочное соединение.

Чем лучше всего паять изделия из стали

Поскольку сталь отличается высокими характеристиками на износ и разрушение по шкале Бринелля или Роквелла, то к припою предъявляются особые требования. Стальные элементы нельзя соединить оловом и прочими легкоплавкими сплавами, и металлами, лучше всего зарекомендовали себя латунь и бронза.

Являясь мягкими сплавами, латунь и бронза, позволяют формировать единую структуру со сплавом, соединяясь на уровне кристаллических решеток в расплавах.

Типы нагревателей

Нагревательные элементы паяльников – это рабочая часть инструмента, которой непосредственно воздействуют на припой. Востребованы следующие виды, которые будут перечислены ниже:

Нихром. Нихром представляет собой тугоплавкий сплав с высокой степень теплопередачи. Нагрев производится электрическим током.
Керамика. В данном случае используется керамический электрод, к которому подводятся электроконтакты от сети 220V.
Индукционные. Для подачи напряжения на «жало» паяльника используется катушка индуктивности, которая состоит из электрода и двух обмоток – первичной и вторичной.
Импульсные. Электрод металлический, но его нагрев производится только при нажатии кнопки подачи электрического импульса. Если кнопку отпустить, то импульс прекратится.

Газовые. В этом случае вместо электрода используется электрофакельное устройство, которое подает и воспламеняет горячий газ, например аргон.
Инфракрасные. Самый сложный вид нагревателей, который использует генератор инфракрасного излучения для нагрева металлического припоя, размещенного на двух конструкциях под припайку.
На открытом огне. Это самые первые паяльники, которые появились на свет из кузнечных цехов. «Паяло» или наконечник паяльника нагревается на открытом огне до красна, а после воздействует на материал припоя.

Пайка черного металла может быть осуществлена практически любым видом, перечисленных нагревателей.

Выбор припоя

Выбор припоя зависит от спаиваемых материалов, но, как правило, подбираются следующие припои:

Латунь.
Олово.
Медь.
Свинцово-кадмиевые сплавы.

Свинцово-сурьмяные составы.

Первые три припоя считаются бессвинцовыми, но в любом случае все виды используются в виде прутка с сечением не более 2-3 мм.

Как паять сталь обычным оловом

Паять сталь обычным оловом тоже возможно, но следует отметить, что это допустимо только для бытовых изделий. Пайка запчастей и конструкций отдельных механизмов из стали оловом не рекомендуется ввиду недолговечности соединения.

Припой для проведения домашних работ, его состав и свойства

Оловянный припой

Раньше мастера использовали целые бруски олова и хранили их в отдельном месте, в настоящее время припой реализуется в виде прутка, который намотан на катушку. Он отличается превосходными свойствами связности.

Для производства домашних работ используются припои со следующим составом:

Простой латунный – «проволока» золотистого цвета.
Оловянно-сурьмяный – «проволока» серебристого цвета.

Такой припой быстро расплавляется любыми видами нагревателей и имеет хорошие свойства связности.

Оборудование для проведения работ в домашних условиях

Для того чтобы пайка железа оловом в домашних условиях была выполнена правильно, необходимо оборудовать рабочее место, которым может стать кухонный стол, но при этом надо настелить на него антипожарную пленку или положить лист металла.

Далее потребуются следующие инструменты:

Паяльник с газовым нагревателем или индукционным «стержнем» — они позволяют быстрое расплавление припоя.
Соляная кислота в качестве растворителя.
Канифоль, если применяется индукционный нагрев.

Как правильно паять паяльником с кислотой

Как уже было сказано, при пайке в ряде случаев применяется кислота, в основном соляная или ортофосфорная, которая выжигает на поверхности металлов оксиды и липидные соединения.

Кислотные растворы

Применяют не концентрированную кислоту, так как она опасна для хранения и во время применения, как правило, используются 40-50% растворы соляной, плавиковой, серной или сернистой кислоты.

Применение кислот

Пайка оцинкованного железа применяется с растворителем из плавиковой кислоты – она безвредна для цинка, но при этом «сжигает» пленку оксидов, которая в процессе пайки может ослабить будущее соединение.

Пайка без паяльника

Процесс без применения специальных инструментов возможен только с присадкой специальной паяльной пасты. Она состоит из алюминиевой или свинцовой пудры, цинковой пудры, флюса и прочих связующих компонентов, которые делают ее жидкой, но практически не текучей.

Паста незаменима при пайке микросхем, когда все контакты миниатюрных диодов, тиристоров и прочих «штучек» впаиваются в тонкий слой пасты, формирующей единую токопроводящую магистраль.

Как готовится паяльная паста

Паста готовится в заводских условиях и представляет собой ферромагнитный состав, который проводит ток. Если есть необходимость приготовить пасту в домашних условиях, то необходимо:

Из оловянного бруска получить большое количество опилок при помощи надфиля.
Опилки ссыпаются в мерку и покрываются слоем паяльного жира или флюса. Перемешиваются до однородной не текучей консистенции.
В готовую смесь добавляется несколько капель глицерина.

Пайка посуды

Как паять железо оловом, в частности, посуду? Поскольку в посуде главное – не пропускать жидкости, то необходимо просто использовать большое количество припоя и канифоли.

Важно! Желательно использовать специальный пищевой припой, который практически не окисляется и полностью безвреден.

Инструкция по пайке посуды:

Место под наложение припоя очищается наждачкой и обрабатывается растворителем.
Наносится слой канифоли.
Паяльником разогревается место будущей пайки.
Вносится пруток припоя, который оплавляется паяльником.

Важно! Если одного раза недостаточно, то место снова покрывается канифолью и процедура повторяется.

Каким металлом паяют посуду? Чаще всего это олово, но при спайке нержавеющей стали можно использовать и латунный припой, при этом лучше применить газовый нагреватель.

Советы по правильной и прочной пайке металлов

Далее мы дадим несколько полезных советов на тему, как паять сталь и получать качественные и надежные соединения:

Перед работой требуется очистить рабочее «жало» паяльника. Если на нем имеются следы сильного загрязнения, то их можно счистить напильником. Для удаления застывшего флюса можно применить небольшой кусочек картона.
Для того чтобы паяльник не «заискрил» статикой, корпус изделия лучше заземлить проводком с антистатическим браслетом, который одевается на руку.
При разогреве паяльник опускают «носиком» в канифоль, как только он начнет ее оплавлять – устройство готово.

Мы разобрались не только в конструкции паяльника и его видах, но также ответили на такие вопросы, как: чем паять сталь, какие припои лучше применить и как сделать всю работу правильно. Используя нашу статью, можно в короткие сроки овладеть теорией пайки, а купив самый простенький паяльник – перейти к практике и добиться решительных результатов.