Технология пайки титана в домашних условиях

Пайка титана и титановых сплавов

На поверхности титана есть т.н. альфированный слой, насыщенный атмосферными газами. Перед началом пайки такой слой нужно удалить пескоструйной обработкой или способом травления в растворе HNO3 (20−20 мл) и НСl (30−40мл) на 1 л воды. Время травления составляет от 5 до 10 мин при температуре 20 °C.

После этой обработки еще остается оксидная тонкая пленка на поверхности титана, которая препятствует смачиванию его поверхности припоем. Как правило, пайка титана и титановых сплавов проводится в аргоне или вакууме, тщательно очищенном от примесей азота, паров воды и кислорода. В связи с этим, пайка титана проводится, как правило, при t° от 800 до 900 °C.

Обратите внимание

Это обеспечивает быструю очистку его поверхности хорошее смачивание его припоями. При более высоких температурах пайка сплавов титана проводится редко, поскольку при длительном нагреве выше 900 °C появляется склонность к увеличению зерна, а также ухудшаются пластические свойства. Снижает пластичность металла находящийся в нём водород.

Водород удаляется в процессе пайки или при нагреве до t° 900 °C в вакууме при давлении 0,01 Па. В связи с этим, пайка титана в вакууме предпочтительнее, чем в нейтральной атмосфере.

Интерметаллиды

Выбирая припой, способ и режим пайки следует помнить, что титан способен образовывать в паяном шве хрупкие интерметаллиды со всеми элементами, которые входят в припои. Поэтому для основы припоя часто применяют серебро. Оно образует с титаном интерметаллиды, имеющие наименьшую хрупкость.

Низкотемпературные припои

Пайка титана оловянно-свинцовыми и др. низкотемпературными припоями используется довольно редко. В данном случае перед началом пайки титан покрывают никелем гальваническим или химическим способом. Чтобы увеличить сцепление никеля и титана детали нагревают до t° 250 °C в течение часа.

Затем его паяют такими же флюсами и припоями, как и для чистого никеля. Паять титан и его сплавы с помощью низкотемпературных припоев также можно после предварительного покрытия серебром, медью или оловом. Чтобы покрыть оловом изделие подготовленное под пайку, его быстро опускают в нагретое до t° 700 °C олово на 10−20 минут.

При помощи флюса, в который входит хлористое олово, также можно покрыть титан оловом.

Купить, цена

Компания ООО «Электровек-сталь» реализует металлопрокат по оптимальной цене. Она формируется с учетом ставок на LME (London metal exchange) и зависит от технологических особенностей производства без включения дополнительных затрат. Поставляем полуфабрикаты из титана и его сплавов в широком ассортименте.

Все партии изделий имеют сертификат качества на соответствие требованиям стандартов. У нас вы можете купить оптом самую различную продукцию для масштабных производств. Широкий выбор, исчерпывающие консультации наших менеджеров, доступные цены и своевременность поставки определяют лицо нашей компании.

При оптовых покупках действует система скидок.

Источник: http://www.evek.org/reference/payka-titana-i-titanovih-splavov.html

Технология пайки металлических материалов. Пайка титана и сплавов. Пайка сталей и чугуна

Высокотемпературная пайка алюминия и сплавов. Высокотемпературная пайка алюминия и сплавов выполняется припоями на базе алюминия. Такие припои не вызывают коррозии в зоне паяных швов, так как разность нормальных электродных потенциалов припоев и паяемого металла незначительна.

Низкотемпературная пайка по технологическому покрытию.

При низкотемпературной пайке в качестве технологического покрытия используют металлы: Cu, Ni, Ag, Zn, которые наносят на паяемую поверхность электролитически, химически, либо термовакуумным напылением.

Пайка по покрытиям может осуществляться Sn-Pb припоями с применением канифольно-спиртовых флюсов или флюсов на базе водного раствора ZnCl2.

Безфлюсовая пайка ультразвуковым паяльником (ультразвуковое лужение) для покрытия поверхности алюминия и его сплавов, а также керамики, ферритов, сталей перед пайкой легкоплавким припоем.

Для ультразвукового лужения используют ультразвуковые паяльники или ванны. Под действием ультразвуковых колебаний (частота 18-60 КГц при интенсивности излучения 8-16Вт/м2) в жидком припое возникают макро- и микропотоки, уносящие частицы окислов.

Используется ванна с Sn при 280°С, интенсивность колебаний зависит от состава припоя. Длительность лужения < 1с; недостатком является сильная эрозия поверхности паяемого металла, детали толщиной < 0,5 мм нельзя подвергать лужению этим способом.

Припои на базе алюминия обеспечивают получение паяных соединœений с высокими коррозионными и механическими свойствами, однако они имеют сравнительно высокую температуру плавления (до 600-6300С), что затрудняет проведение пайки. В припои на алюминиевой базе вводят кремний, серебро, медь, цинк, кадмий, германий.

Наилучшие коррозионные свойства обеспечивают припои системы Al-Si (4-13% Si), к примеру, эвтектический сплав, содержащий 12% Si, с Тпл.=5770С, однако такие припои имеют высокую (относительно паяемого металла) температура плавления, что затрудняет проведение пайки.

Введениев припой системы Al-Si дополнительно Cu снижает температуру плавления припоя ( 28% Cu ): образуется тройная эвтектика с Тпл.=5250С (припой 34А: 66Al-28Cu-6Si).При пайке используется флюс следующего состава: 54-56 КCl ; 29-35 LiCl ; 9-11 NaF ; 8-12 ZnCl2 (флюс 34А).

Припой системы Al-Si-Cu используется для пайки сплавов с высокой температурой плавления (АВ, АМц, АМг), они непригодны для пайки дуралюмина (Д1, Д16), не допускающего нагрева выше Т=5050С.

Важно

Легирование алюминиевого припоя цинком и германием снижает температуру его плавления и следовательно температуру пайки.

Состав германиевого припоя на базе алюминия (вес.%): Si-5,5, Mn-1,5, Ge-28; Тпл.=4400С; Zn 24-26, Cu-20, Si-3,5; Тпл.=490-5000С. Флюсы – смеси солей хлоридов щелочных металлов с добавлением фторидов металлов.

Используют для пайки сплавов АМц, Д20 горелками (с бензино- или газовоздушным пламенем, а не ацетиленокислородным, ĸᴏᴛᴏᴩᴏᴇ, взаимодействуя с флюсом, снижает его активность). Зазор при флюсовой пайке – 0,1-0,25 мм.

Высокотемпературная флюсовая пайка алюминия и сплавов может производиться с применением газопламенного, печного, индукционного, контактного нагрева и путём погружения в расплавы флюсов.

Печной нагрев. Для печной пайки применяют припой 34А и флюс 34А, Тп.=550-5600С; припой эвтектического состава системы Al-Si: Тпл=580-5900С , Тп=6000С.Используют для пайки тонкостенных ажурных конструкций, скорость нагрева при пайке зависит от толщины стенок соединяемых деталей.

При этом применение флюса 34А при печном нагреве опасно из-за растворения паяемого металла цинком, выделяющимся из флюса; при пайке тонкостенных изделий это может привести к сквозному проплавлению. По этой причине во флюсе заменяют ZnCl2 на SnCl2, CdCl2, PbCl2.

Пайка в соляных ваннах: пайка погружением в расплавах солей используется при изготовлении конструкций из алюминия и сплавов с применением готовых припоев или плакированного слоя. Иногда используют реактивно- флюсовую пайку с образованием припоя в результате взаимодействия активных компонентов солей с паяемыми материалами.

Реактивно-флюсовая пайка алюминия — разновидность флюсовой высокотемпературной пайки; пайку выполняют погружением в соляную ванну, в состав которой входит небольшое количество активных хлоридов – ZnCl2, SnCl2, CdCl2.

После пайки необходима тщательная обработка: промывка в проточной горячей и холодной воде, последующая обработка в 5% растворе HNO3 и 10% растворе хромового ангидрида Cr2O5.Основной недостаток флюсовой пайки алюминия — высокая коррозионная активность алюминия.

Пайка алюминия с медью: пайку выполняют по покрытию: к примеру на поверхность алюминия наносят никелœевое покрытие, пайку осуществляют в водороде припоем следующего состава: 49Ag, 20Cu, 31Zn.

Совет

Еще один пример: на поверхность меди наносят защитное цинковое или серебряное покрытие, для пайки используют припои на базе Sn, Cd, Zn. Через серебряное покрытие на меди должна быть осуществлена контактно-реактивная пайка.

Но при этом в шве образуется хрупкая эвтектика Al-Ag-Cu; такие соединœения бывают использованы только в ненагруженных конструкциях.

Пайка алюминия со сталью выполняется после предварительного лужения стальной поверхности припоями системы Sn-Pb, Al-Si с применением активных флюсов на базе фтористых и хлористых солей.

Лекция 13

Пайка титана и сплавов. Особенности выполнения пайки определяются высоким химическим сродством титана и сплавов к кислороду, азоту, водороду, отсюда – высокая химическая и термическая стойкость его окислов.

Титан – химический элемент 4-й группы периодической системы элементов Менделœеева, порядковый номер 22, атомный вес 47,9. Титан – тугоплавкий металл белого цвета͵ существует в двух аллотропических модификациях a- и b -титан при температурах выше 8820С. Удельный вес a-титана составляет 4,5г/см3, Тпл=1665±50С.

Титан является переходным элементом и имеет недостроенный слой 3d электронной оболочки. В большинстве химических соединœений титан четырёхвалентен, реже — трёхвалентен.

Химическая активность титана с повышением температуры возрастает, он поглощает водород при 200С, при 3000С скорость поглощения водорода весьма высока (отсюда — водородная хрупкость титановых сплавов).

Растворимость водорода в титане обратима, что позволяет почти полностью удалить примесь водорода вакуумным отжигом. Заметное взаимодействие Ti c O2 начинается при 6000С, с N2 – выше 7000С.

Примеси O2, N2, H2, C, образующие с титаном твердые растворы внедрения, ухудшают его механические свойства. Титан обладает высокой коррозионной стойкостью благодаря образованию прочной оксидной плёнки.

Титан образует сплавы практически со всœеми металлами (за исключением щелочных и щелочноземельных), а также с Si, B, H2, N2, O2.

Легирующие элементы оказывают определœенное влияние на температуру аллотропического превращения титана:

— элементы, повышающие температуру превращения – (Al, O, N), называются a — стабилизаторами;

— понижающие температуру превращения (большинство металлов, к примеру Mo, Mn) — b-стабилизаторы;

— элементы, мало влияющие на температуру превращения, называются нейтральными, или двухфазными упрочнителями.

По структуре титановые сплавы делятся на 4 группы:

1 группа — сплавы с a-структурой: Ti и сплавы Ti-Al, Ti-Sn, Ti-Zr; не содержат b-стабилизаторов, хорошо свариваются сваркой плавлением, сохраняют высокую пластичность при низких температурах и не чувствительны к упрочняющей термообработке. Недостаток – пониженная технологическая пластичность.

2 группа — двухфазные сплавы a+b с преобладанием a — структуры, содержащие до 2% b-стабилизаторов (Cr, Mn, Fe, Si, Cu, Ag, Au). Эти сплавы более пластичны, чем a-сплавы, при сохранении хорошей свариваемости; к термообработке нечувствительны.

3 группа — двухфазные сплавы a+b, содержащие более 2%b-стабилизаторов. Обладают хорошей пластичностью после отжига или закалки и высокой прочностью после закалки и старения. Свариваются хуже, чем 1 и 2., после сварки необходима термообработка для повышения пластичности шва.

4 группа — сплавы с преобладанием b-фазы. Очень пластичны при комнатной температуре, после термообработки прочность очень увеличивается, сварной шов пластичен после сварки, хрупок после упрочнения термообработкой.

a-сплавы:

ВТ1-00, ВТ1-0 , ВТ1-1, ВТ1-2 — технический титан; ВТЛ – сплав (вес.%) — 5Al, 1,0Si ;

Обратите внимание

Ti-2Al – 2,5Al; ВТ5-1 – 5Al, 2,5Sn ;Ti-3Al – 3,4Al; Ti-Al-Zr – 2Al, 2,5Zr ; BT5 – 5Al ; BT10 – 5Al, 2,5Sn, 3Cu.

a+b-сплавы ( b-стабилизаторов до 2%)

OT4-1 – 2Al, 1,5Mn ; АT3 – 3Al, 1,5 (Fe+Cr+Si+B);OT4 – 3Al, 1,5Mn; AT4 – 4Al, 1,5 (Fe+Cr+Si+B); OT4-2 – 6Al, 1,5Mn ; BT4 – 4Al, 1,5Mn ; BT-12 – 4Al, 1Mo, 3Sn, 2Zr.

a+b-сплавы (b-стабилизаторов более 2-х%)

ВТ6 – 4,5Al, 3,5V ; BT6 – 6Al, 4V ; BT8 – 6,5Al, 3,5Mo, 0,25Si ; BT14 – 4Al, 3Mo, 1V; BT16 – 2,5Al, 7,5Mo.

b-сплавы : BT – 3Al, 8Mo, 11Cr

В качестве жаропрочных сплавов применяют ВТ3, ВТ3-1, ВТ5, ВТ5-1, ВТ8, ВТ9. При длительной работе Траб.=500-5500С, при кратковременной работе – Траб.=8000С.

В результате высокой растворимости О2 и N2 и a-стабилизирующим действием этих элементов на поверхности титана образуется малопластичный слой a-твердого раствора (альфированный слой).

Водород мало растворим в a-Ti, но образует с a-сплавами гидрид титана – TiOH, способствующий его охрупчиванию.

По этой причине восстановительные газовые среды, содержащие H2, N2, не пригодны для пайки титана исплавов.

При 650-7000С образуется стойкий окисел TiO2 (рутил), выше 9000С – нитриды с N2 воздуха. При нагреве в чистом Ar или вакууме – оксид и нитрид не образуется.

Низкотемпературная пайка : на воздухе припоями системы Sn-Pb только по покрытию Ni, Cu, Sn (химически или гальванически нанесённому).

Облуживание Ti при 700-7500С, t³15мм в расплаве Sn при использовании активных флюсов (SnCl2,AgCl),при этом происходит восстановление металлов из их расплавленных солей по реакции:

Ti + 2SnCl2 = TiCl4­ + 2Sn

Ti + 4AgCl = TiCl4­ + 4Ag

Соединœения титана, паянные с применением флюсов, некачественны, в связи с этим низкотемпературную пайку применяют редко.

Высокотемпературная пайка титана и сплавов в вакууме или Ar марки А1, тщательно очищенном от примесей O2, N2 и паров воды. Тпайки > 7000С (800-9000С); при Т>9000С проявляется склонность к росту зерна и снижение пластических свойств паяных соединœений.

Важно

Водород, всœегда находящийся в титане и снижающий его пластичность, удаляется при пайке (или нагреве) в вакууме 0,01Па при Тнʼʼ9000С, в связи с этим пайка титана в вакууме предпочитательнее, чем в Ar.

При выборе припоя, способа и режима пайки учитывают, что титан образует хрупкие интерметаллиды в паяном шве практически со всœеми элементами, входящими в припои: основа припоя серебро – образует с титаном интерметаллид, менее хрупкий, чем с другими элементами; основа припоя алюминий – образует с титаном ограниченные области твёрдых растворов, что позволяет рассчитывать на получение менее хрупких паяных соединœений.

Состав припоев (вес.%): Ag, Ag + Al (Al

Источник: http://referatwork.ru/category/metally-svarka/view/592662_tehnologiya_payki_metallicheskih_materialov_payka_titana_i_splavov_payka_staley_i_chuguna

Пайка титана и сплавов на основе титана

Пайка титана и его сплавов

Титан по совокупности физико-механических свойств является одним из важнейших современных конструкционных материалов. Он почти в 2 раза легче, чем углеродистые стали и многие цветные сплавы, его плотность равна 4,5 г/см3. Титан — высокопрочный (σв = 300 … 600 МПа) и пластичный (δ = 25 …

50 %) металл; его коррозионная стойкость в ряде агрессивных сред превосходит коррозионно-стойкие стали. Титан довольно широко распространен в природе; его в 10 раз больше, чем Mn, Cr, Cu, Zn, V, Ni, Co, W и Nb вместе взятых.

Эти и ряд других ценных свойств открывают большие возможности для широкого применения титана в промышленности.

На поверхности титана всегда имеется альфированный слой, насыщенный атмосферными газами. Перед пайкой этот слой необходимо удалить пескоструйной обработкой или травлением в растворе следующего состава: 20 … 30 мл H2NO3, 30 … 40 мл НСl на литр воды. Время травления 5 … 10 мин при 20 °С.

Читайте также:  Современный электрический трубогиб своими руками

После такой обработки на поверхности титана все же остается тонкая оксидная пленка, препятствующая смачиванию его поверхности припоем. Поэтому иногда пытаются паять титан с применением специальных флюсов, по составу аналогичных флюсам для пайки алюминия.

Но соединения титана, паянные с применением таких флюсов, не отличаются высоким качеством. Обычно пайку титана и его сплавов ведут в вакууме или аргоне, который тщательно очищен от примесей кислорода, азота и паров воды.

Только в такой чистой атмосфере или в вакууме оксидная и нитридная пленки на титане растворяются в металле при условии, что температура пайки выше 700 °С.

Совет

Поэтому процесс пайки титана ведут обычно при температуре 800 … 900 °С, что способствует быстрой очистке поверхности титана и хорошему смачиванию его припоями.

Пайку титановых сплавов при более высоких температурах производят довольно редко (особенно печную), так как при его длительном нагреве при температурах выше 900 °С отмечаются склонность к росту зерна и некоторое снижение пластических свойств. Поскольку предел прочности основного металла при этом практически не снижается, то в отдельных случаях соединение титановых сплавов пайкой производят даже при 1000 °С.

Водород, всегда находящийся в титане и снижающий его пластичность, удаляется при пайке (или нагреве) в вакууме 10-2 Па при температуре около 900 °С, поэтому пайка титана в вакууме предпочтительнее, чем пайка в нейтральной атмосфере.

При выборе припоя, способа и режимов пайки необходимо иметь в виду, что титан образует хрупкие интерметаллиды в паяном шве почти со всеми элементами, входящими в припои.

Поэтому в качестве основы припоя часто выбирают серебро, которое образует с титаном интерметаллиды, предположительно менее хрупкие, чем с другими металлами.

Иногда за основу припоев выбирают алюминий, который образует с титаном ограниченную область твердых растворов, что позволяет рассчитывать на получение менее хрупких паяных соединений.

При пайке титана в вакууме чистым алюминием, из-за образования в шве интерметал-лидных фаз, соединения имеют практически нулевую прочность.

Толщина интерметаллидной прослойки уменьшается, если при пайке титана в качестве припоя применяется алюминий, легированный Си, Fe, Ge, Mg, Mn, Ni, Sb, Ti, Zr и Si.

Обратите внимание

Все названные добавки (по 1 % в отдельности) способствуют подавлению роста интерметаллидной прослойки. Наиболее эффективное торможение обеспечивает 0,8 % Si в Al.

При пайке в вакууме титана таким припоем образуется интерметаллидный слой небольшой толщины состава AI3Ti, но прочность соединений не превышает 80 МПа.

При применении другого припоя на основе Аl, содержащего 4,8 % Si; 3,8 % Си; 0,2 % Fe и 0,2 % Ni, при пайке титана ВТ1 в вакуумной печи при температуре 670 ± 10 °С и выдержке 5 мин прочность соединений равна 140 МПа.

Пайка ТВЧ в среде аргона при температуре 720 ± 10 °С трубопроводов из сплава ВТ1 припоем на основе алюминия, содержащего: 0,3 % Fe; 0,35 % Si и 0,05 % Сu, дает возможность получить герметичные соединения с прочностью τ ср = 110 … 130 МПа.

Пайка титановых сплавов оловянно-свинцовыми и другими низкотемпературными припоями применяется редко. В этом случае перед пайкой титан покрывают никелем химическим или гальваническим способом.

Для увеличения сцепления никеля с титаном детали подвергают нагреву до 250 °С в течение 1 ч. После этого пайку производят теми же припоями и флюсами, которые используют для чистого никеля.

Паять титан и его сплавы низкотемпературными припоями можно также после предварительного покрытия изделий оловом, серебром или медью.

Для покрытия оловом подготовленное под пайку изделие быстро опускают на 10 … 20 мин в нагретое до 700 °С олово. Покрыть титан оловом можно и при помощи флюса, в состав которого входит хлористое олово. Компоненты флюса просушивают и применяют в мелкоразмолотом виде.

Важно

Изделие покрывают флюсом толщиной до 3 мм и нагревают в печи с нейтральной средой до 350 … 400 °С. Медное покрытие может быть получено погружением изделия на несколько секунд в расплавленную хлористую медь или ее смесь с другими хлоридами меди при 650 … 700 °С.

Серебром титан покрывают методом погружения изделия в расплавленное серебро. После охлаждения деталь очищают от остатков флюса и шлака паром или кипячением в воде с последующей зачисткой наждачной бумагой или щеткой. Луженое изделие паяют легкоплавкими припоями с Тпл ≤ 200 °С с применением канифольных флюсов.

Источник: http://svartek.ru/articlesview.php?id_articles=81

Припой для пайки титана и его сплавов и способ пайки титана и его сплавов

Область техники

Изобретение относится к автомобильной промышленности, авиационной промышленности, приборостроению, современному энергетическому и химическому машиностроению.

Предшествующий уровень техники

Для низкотемпературной пайки титана и его сплавов в вакууме используются припои на алюминиевой основе: Al-Mg, Al-Ag-Cu, Al-Cu-Si сплавы, Al-Ti сплавы.

Современные усилия в области пайки титановых соединений направлены на создание низкотемпературных припоев, дающих высокую прочность и хорошее качество паяных швов, в то же время стремятся упростить процесс пайки, без использования дорогостоящего оборудования.

Известен способ пайки титановых лопаток спрямляющего аппарата компрессора турбореактивного двигателя (патент RU 2290285, 2006) с использованием алюминиевого припоя, содержащего 0,5-8,0 вес.% Mg с температурой плавления припоя около 670°C. Пайка производится в вакууме.

Недостатком этого способа является то, что процесс пайки происходит в вакууме, а присутствие магния в алюминиевом сплаве в количестве 0,5-8,0 вес.% не уменьшает реактивности алюминия, что ведет к образованию вредных интерметаллидов типа TiAl3 на границе раздела Ti/Al. При таком припое вероятно образование трещин на границе раздела припоя с основным металлом.

Известен припой на алюминиевой основе для пайки соединений из титана и его сплавов (патент US 4252562, 1981,) состав которого в весовом соотношении составляет около 2,0-6,0 вес.% кремния (Si), 2,5-6,0 вес.% олова (Sn), 13,0-28,0 вес.% меди (Cu). Температура плавления составляла 800°C.

Недостатками этого технического решения являются низкая прочность на срез, за счет содержания меди 12,0-28,0 вес.% и олова 2,5-6,0 вес. %, и высокая температура плавления, которая ухудшает свойства титана и приводит к образованию трещин за счет образования вредных интерметаллидов типа TiAl2, TiAl3.

Совет

Известен припой для пайки тонких титановых пластинок на воздухе с использованием низкотемпературного алюминиевого сплава Al-Cu в форме алюминиевой фольги, покрытой медью с расчетом, чтобы получить эвтектику с 33% меди с низкой температурой плавления. Пайка проводится при температуре 550°C (Bach, Fr.W., Mohwald К., Hollandr U., und Roxlau С, Hortloloten dunner Buateile aus Titanlegierungen mit Partieller Erwarmung, ScheiBen und Scheiden, 2003, Nr. 8, 432-435).

Недостатком этого технического решения является низкая прочность на срез — 25 МПа.

Сущность изобретения

Задачей изобретения является создание низкотемпературного припоя для пайки титановых соединений, пригодного для пайки на воздухе и дающего хорошее качество и высокую прочность паяного шва за счет использования более экономичного оборудования и введения более дешевых и доступных добавок в сплав припоя.

Техническим результатом изобретения является повышение прочности паяного шва на срез и более экономичный и простой процесс пайки, чем существующие методы.

Процесс выполнения пайки на воздухе с предварительным сдавливанием паяемого узла проще, чем при других методах, и не требует специальных камер с вакуумом или с восстановительной атмосферой защитных газов, что удешевляет процесс.

Технический результат достигается тем, что

— припой для пайки титана и его сплавов содержит сплав на основе алюминия с составом вес.%: Cu 6,0-9,0; Ti≤1,0; Ni 1,0-2,0; остальное Al и температурой твердой фазы 540-545°C, жидкой фазы 635-640°C.

Также технический результат достигается тем, что при пайке:

— предварительно обрабатывают соединяемые поверхности паяемых деталей из титана или его сплавов для придания им шероховатости;

— пластически деформируют паяемые детали при давлении, равном напряжению, не менее предела текучести припоя;

— нагревают весь паяемый узел в атмосфере окружающего воздуха в печи или местным нагревом паяемого узла с выдержкой при температуре 645-650°C в течение 9-13 минут.

Кроме того,

— детали из титана и его сплавов могут быть выполнены в форме пластин;

— детали из титана и его сплавов могут быть выполнены в форме труб;

— детали из титана и его сплавов могут быть выполнены в форме колец.

Для сохранения низкой температуры плавления припоя в предложенном решении ограничено содержание Ti и Ni до минимально низких величин. Алюминий имеет эвтектический сплав с 5,7 вес.% Ni, температура плавления которого около 640°C.

В этом случае реактивность алюминия остается на высоком уровне, что может вызывать образование хрупких интерметаллических фаз на границе раздела Al/Ti, которые становятся опасными и образуют трещины, если их прослойка становится сплошной.

Повышение концентрации никеля больше 2,0% в Al-Cu-Ti сплаве вызовет большое повышение температуры плавления сплава. Повышение концентрации титана в алюминиевом сплаве больше, чем 1,0 вес.%, также вызывает большое увеличение температуры плавления сплава для припоя.

Увеличение содержания меди уменьшает реактивность алюминия при пайке и уменьшает температуру плавления припоя, а количество меди в пределах 10,0 вес.% придает припою необходимую низкую температуру плавления и сравнительно высокую прочность на срез.

В процессе пайки оксидные пленки на примыкающих поверхностях препятствуют диффузионному процессу через Ti/Al плоскость раздела. Поэтому, чтобы иметь хороший паяный шов, необходимо освободить соединяемые поверхности от алюминиевых и титановых оксидных пленок.

Известно, что на воздухе при нормальной температуре алюминиевая поверхность покрыта оксидной пленкой толщиной около 15 нм. Чтобы пайка произошла успешно, необходимо эту пленку предварительно раздробить.

Титан обладает значительно большей прочностью, чем алюминий, и его твердость также намного выше твердости алюминия. Разрушение пленки Al2O3 на поверхности алюминия, препятствующей диффузии металлов припоя и титана, стимулируется шероховатостью поверхности титана.

Обратите внимание

За счет придания титановой поверхности шероховатости и осуществления давления в течение процесса нагрева до температуры твердой фазы (солидуса) алюминиевого сплава происходит дробление оксидной пленки на поверхности алюминиевого припоя.

Раздробленная оксидная пленка позволяет алюминию реагировать с титановым оксидным слоем и таким образом окись титана восстанавливается до активного титана. В результате чего устанавливается непосредственный контакт между алюминиевым сплавом и титаном на границе раздела соединения.

Температура плавления припоя составляет 645-650°C. За счет поочередного добавления компонентов сплава в процессе плавки припоя сокращается время защиты расплава аргоном, при этом газовая защита расплава ограничивается длительностью времени добавки титана в расплав.

Этот процесс значительно легче, чем при использовании вакуума.

Короткое время нагрева собранного соединения до температуры пайки позволяет поверхности титана не успевать адсорбировать большое количество кислорода и азота при пайке на воздухе, что позволяет получить качественный паяный шов.

Процесс выполнения пайки на воздухе с предварительным сдавливанием паяемого узла проще, чем при других методах, и не требует специальных камер с вакуумом или с восстановительной атмосферой защитных газов, что удешевляет процесс.

Совокупность всех существенных признаков позволяет достичь заявляемый технический результат.

Краткое описание чертежей

На фиг.1 представлена схема сборки титановых пластинок (или пластинок из титанового сплава) 1 и 3 с припоем 2 в специальных зажимных тисках. На фиг.

2 — вид сечения паяного шва припоем с содержанием в весовых % Cu=8,54, Ti=0,1, Ni=1,35, остальное алюминий, время пайки 13 минут, выполненного на сканирующем электронном микроскопе (SEM), увеличение 5000х. На фиг.

Важно

3 — вид сечения паяного шва припоем с содержанием в весовых %: Cu=6,44, Ti=0,92, Ni=2,0, остальное алюминий, время пайки 9 минут, выполненного на сканирующем электронном микроскопе (SEM), увеличение 5000х.

Осуществление изобретения

Примеры изготовления Al-Cu-Ti-Ni припоя и пайки.

Пример 1. Изготовление припоя с составом сплава в весовых %: Cu=6,0-9,0; Ti≤1,0; Ni=1,0-2,0; Al — остальное, с небольшим количеством примесей Fe≤0.16. Si≤0.096, P≤0.0035.

Порошки Al, Cu, Ti, Ni после взвешивания на электронных весах помещали поочередно в тигель и затем в электрическую печь. Температура регистрировалась при помощи термопары с постоянным слежением на компьютере. В течение плавки производилось механическое перемешивание смеси. Плавка осуществлялась в защитной атмосфере аргона.

После плавки жидкий расплав разливался в формы в виде таблетки. После охлаждения производилась термообработка при температуре, меньше температуры твердой фазы (солидус) для гомогенизации состава. Химический состав был определен спектральным анализом. Затем таблетки резались на тонкие пластинки электроискровым способом.

Эти пластинки использовались затем в качестве твердого припоя для пайки.

Пример 2. Пайка титана припоем с содержанием в вес.%: Cu=8,54, Ti=0,1, Ni=1,35, остальное алюминий.

В качестве образцов были использованы пластинки из титана размером 30,0×10,0×0,6 мм и пластинки припоя, полученного по примеру 1, размером 10,0×5,0×0,01 мм.

Присоединяемые поверхности титановых пластинок были механически обработаны до получения шероховатого.

Обратите внимание

После этого пластинки вместе с приготовленными пластинками припоя промывали в мыльном растворе, затем промывались проточной водой и после высушивания обезжиривались этиловым спиртом.

Совет

Приготовленный твердый припой в форме тонких пластинок поместили между двумя титановыми пластинками для выполнения пайки (фиг.1).

Образец был собран сдавливанием в специальных тисках с нагрузкой, равной напряжению предела текучести припоя. Собранный образец затем был поставлен в печь. Атмосферой печи является окружающий воздух.

Необходимое время пайки для завершения процесса перед охлаждением 13 минут. Температура пайки 648°C. Сечение спаянного образца было исследовано на электронном сканирующем микроскопе (SEM) модели Philips FEI Quanta 200 SEM. Структура сечения показана на фиг.

Читайте также:  Инструкция: как пользоваться оптическим нивелиром

2, образованный шов ровный, плотный без дефектов. Толщина припоя уменьшилась после завершения пайки с 100 мк до 10 мк. После пайки полученные образцы были испытаны на сопротивление срезу со скоростью 1 мм/мин, на разрывной машине Tinus Olsen H50KS.

Оно составило при времени пайки 13 минут около 90 МПа при упомянутых выше условиях проведения пайки.

Пример 3. Процесс пайки титана припоем с содержанием в вес. %: 6,44 Cu, 0,92 Ti, 2,0 Ni, остальное алюминий, с небольшим количеством примесей Fe≤0.16, Si≤0.096, Р≤0.0035.

В качестве образцов были использованы пластинки из титана размером 30×10×0.6 мм и пластинки припоя, полученного по примеру 1, размером 10,0×5,0×0,1 мм. С содержанием в вес.%: Cu=6,44, Ti=0,92, Ni=2,0, остальное алюминий.

Присоединяемые поверхности титановых пластинок были механически обработаны до получения шероховатого.

Обратите внимание

После этого пластинки вместе с приготовленными пластинками припоя промывали в мыльном растворе, затем промывались проточной водой и после высушивания обезжиривались этиловым спиртом.

Совет

Приготовленный твердый припой в форме тонких пластинок поместили между двумя титановыми пластинками для выполнения пайки (фиг.1).

Образец был собран сдавливанием в специальных тисках с нагрузкой, равной напряжению предела текучести припоя. Собранный образец затем был поставлен в печь. Атмосферой печи является окружающий воздух.

Необходимое время пайки для завершения процесса перед охлаждением 9 мин. Температура пайки 648°C. Сечение спаянного образца было исследовано на электронном сканирующем микроскопе (SEM) модели Philips FEI Quanta 200 SEM. Структура сечения показана на фиг.

3, полученный при пайке шов ровный, плотный без дефектов. Толщина припоя уменьшилась после завершения пайки с 100 мк до 10 мк. После пайки полученные образцы были испытаны на сопротивление срезу со скоростью 1 мм/мин на разрывной машине Tinus Olsen H50KS.

Оно составило при времени пайки 9 минут около 70 МПа при упомянутых выше условиях проведения пайки.

Таким образом, предложенное решение позволяет повысить сопротивление на срез до 70-90 МПа.

Сплавом могут соединяться детали из титана и его сплавов разных форм, например детали в форме пластин, труб, колец, сотовых элементов.

Состав припоя подобран с учетом низкой температуры пайки и короткого времени нагрева, что позволило получить шов с хорошей плотностью и высоким сопротивлением на срез. Припой является более экономичным, так как не содержит дорогостоящих металлов как серебро, цирконий и пр. Припой можно использовать для классического метода пайки в вакууме.

Источник: https://edrid.ru/rid/216.013.1ea5.html

Анодирование титана в домашних условиях своими руками

Перевёл alexlevchenko92 для mozgochiny.ru

Анодирование титана является чрезвычайно интересным и полезный занятием, которое очень легко выполнить своими руками в домашних условиях.

Анодирование используется в промышленности для повышения (коррозионной) стойкости металлов.

Кроме того оно также используется в качестве декоративного украшения ювелирных изделий (благодаря широкому спектру получаемых цветов).

Шаг 1: Электролиз

Первый метод анодирования титана построен на принципах электролиза. Кусок титана будет выступать в качестве положительного анода, который следует погрузить в ванну с электролитом. (обычно используется бура или серная кислота).

Шаг 2: Материалы и инструменты

  • Алюминиевая фольга;
  • Достаточно большой пластиковый контейнер (чтобы вместить в себя кусок анодируемого металла);
  • От 1 до 8 9В батарей;
  • 1,5 м изолированного провода;
  • Тетраборат натрия (Бура);
  • Горячая вода;
  • Ложка;
  • Резиновые перчатки;
  • Ацетон или спирт;
  • Пластиковый стаканчик.

Инструменты (по желанию):

  • Клещи;
  • Устройство для зачистки проводов.

Шаг 3: Подготавливаем электролит

Возьмём буру и горячую воду,,  смешаем всё в чашке. Размешиваем раствор пока вся бура не растворится.

Возьмём алюминиевую фольгу и полностью покроем ею пластиковый контейнер. Лишнюю фольгу завернём на верхнем краю контейнера.

Шаг 4: Электропитание

Снимем около сантиметра изоляции с двух концов провода (длиной 60 см). После этого сделаем небольшое отверстие в одном из углов алюминиевой фольги. Протянем в отверстие один из концов провода и скрутим всё вместе.

Зальём заготовленный электролит в контейнер.

Возьмём нужное количество 9 В батарей и подключим их, как показано на рисунке. Затем подключим провод, который крепится к фольге к отрицательной клемме аккумуляторной батареи. Возьмём другой провод и подключим к плюсу батареи (этот провод будет крепиться к куску титана).

Шаг 5:

Разное напряжение будет создавать различные цвета на поверхности титана. Обратите внимание, что вы всегда сможете изменить цвет, увеличив напряжение, но не сможете вернуться к цветам, которые получаются на более низком напряжении.

На изображении показан процесс анодирования в серной кислоте, но результаты очень похожи с анодированием бурой. Если вы не уверены в величине напряжении, необходимо произвести серию экспериментов с постепенным увеличением величины напряжения.

Шаг 6: Очистка титана

Наденем резиновые перчатки, чтобы предотвратить появление отпечатков пальцев на поверхности титана после очистки. Затем протрём поверхность спиртом.

Шаг 7:

Возьмём кусок титана и закрепим на нём положительный электрод. Погрузим его в раствор. При этом стоит убедиться, что провод не касается жидкости и титан не дотрагивается до фольги. Это может привести к короткому замыканию (в случае контакта).

После того, как будет достигнут желаемый цвет, извлечём титан и высушим его. Вы увидите, что изменение цвета происходит под действием ваших отпечатков пальцев.

Это совершенно нормально (оригинальный цвет может быть восстановлен с помощью ацетона или спирта).

Шаг 8: Тепловой метод

В этом методе используется сильный нагрев, который будет «загущать» оксидный слой на поверхности титана. Настоятельно рекомендую использовать паяльную лампу (хотя можно воспользоваться газовой плитой).

Шаг 9: Материалы/инструменты

  • Источник тепла;
  • Щипцы или плоскогубцы (перед использованием убедитесь, что ручки имеют надежную теплоизоляцию);
  • Спирт или ацетон;
  • Чашка с очень холодной водой.

Шаг 10:

Очистим поверхность титана.

Шаг 11:

Возьмём щипцами/плоскогубцами очищенный титан. После чего включим плиту/паяльную лампу и поднесём кусок титана близко к пламени. Вы заметите, что цвет поменялся на желтый примерно после 30 секунд. Нагревая титан более длительный период времени, вы сможете добиться красного, синего и немного зеленого цвета.

Шаг 12:

После достижения желаемого цвет выключим источник тепла и погрузим металл в холодную воду.

Шаг 13: Поиск и устранение неисправностей

Анодирование титана может не происходить по следующим причинам:

  • Провод, который закреплен на куске титана погружен в электролит.
  • Провод, который закреплен на металле не подключен к положительному полюсу батареи.
  • Батареи разряжены.

Спасибо за внимание!

(A-z Source)

Источник: http://mozgochiny.ru/idey-dlya-doma/anodirovanie-titana-v-domashnih-usloviyah-svoimi-rukami/

Технология сварки титана — описание и пошаговая инструкция с видео

Данный металл не относится к категории редких. В земной коре его значительно больше, чем, к примеру, свинца, цинка или меди. В титане удачно сочетаются небольшая плотность и прочность сплавов на его основе, а если учесть стойкость перед коррозией даже в агрессивной среде, то интерес к нему во многих отраслях промышленности вполне понятен.

Высокая цена на Ti (22-й элемент таблицы Менделеева) объясняется тем, что его обработка – процесс довольно сложный и затратный. Эта статья познакомит читателя с технологиями сварки титана.

Общая информация

Не зная свойств и особенностей металла и его сплавов, понять все нюансы сварки достаточно сложно.

  • Плотность титана (г/см³) – 4,51.
  • Прочность (МПа): металла – в пределах 267 – 337, сплавов – до 1 230.
  • Температура плавления (ºС): 1668.

Специфические свойства металла

  • Способность титана к самовозгоранию в кислородной среде.
  • Низкая теплопроводность.
  • Превышение значения температуры более 400 ºС инициирует активность металла.
  • Титан интенсивно поглощает водород и бурно реагирует на контакт с азотом.
  • Под воздействием углекислого газа, паров воды быстро окисляется.

Кроме этого, необходимо учитывать и то, что металл может находиться в одной из двух стабильных фаз, которые обозначают латинскими буквами α и β. Чем они характеризуются?

  • Фаза α – в таком состоянии титан находится при температуре окружающей среды. Структура – мелкозернистая, и металл полностью инертен к скорости охлаждения.
  • Фаза β – в такое состояние титан переходит при температуре от 880 ºС. Зерно становится крупнее, и появляется чувствительность к охлаждению (скорости процесса).

Указанные фазы можно стабилизировать, введя в металл определенные добавки и легирующие элементы – O, N, Al (для α) или V, Cr, Mn (для β). Поэтому титановые сплавы, в зависимости от вида присадок, делятся на группы:

  •  ВТ1 – ВТ5.1  Их называют α – сплавы. Обладают пластичностью, хорошо свариваются, однако термообработка не повышает их прочность.
  •  ВТ 15 – 22.  Группа β – сплавов свариваются намного хуже, причем возможно появление холодных трещин. Размеры зерен структуры при этом увеличиваются, а это отражается на качестве соединения сегментов в худшую сторону. Плюс в том, что термообработка частично повышает прочность сплава.
  •  ВТ4 – 8, ОТ4.  Группа α + β, по сути, промежуточное звено. Свойства таких сплавов во многом определяются видом и процентным содержанием введенных добавок.

Сам по себе титан (в чистом виде) практически не используется. Причина – недостаточная прочность. Поэтому говоря о его сварке, всегда подразумевается, что речь идет о каком-либо сплаве. То есть металл + легирующий элемент.

Не все распространенные технологии применимы к этому металлу и его сплавам. Главная причина – химическая активность титана. Попадание в рабочую зону инородных соединений (нитридов, оксидов, карбидов) резко снижают качество шва.

Используемые для сварки титана методики

  • Дуговым флюсом.
  • Холодная.
  • Электронным лучом (плазменно-дуговая).
  • В среде аргона. Наиболее популярный вариант, хотя есть и некоторые другие.

Особенности сварки титана

  • Высокая скорость технологической операции. Это связано с тем, что длительное термическое воздействие на отдельном участке приводит к изменению структуры материала из-за увеличения размера зерен. Как следствие – металл становится ломким (хрупким).
  • Полная изоляция от атмосферы. Причем не только рабочей зоны (сварочной ванны), но и тех участков, которые разогреваются до +625 (и более) ºС.

Сварка титана (сплавов) аргоном

Преимущества:

  • Высокое качество сварного соединения.
  • Работа на малых токах. Следовательно, можно сваривать детали небольшой толщины (тонкостенные), так как вероятность прожога практически исключена.
  • Возможность наращивания объема детали на дефектных участках (например, в местах образования раковин).
  • Получение шва с любыми параметрами, что позволяет обрабатывать (соединять) как крупногабаритные образцы, так и сравнительно мелкие.

Подготовка свариваемых образцов (кромок)

Механическая обработка и обезжиривание, при необходимости – травление кислотой. Задача – полное удаление пленки оксидов примерно на 20 мм от подлежащих соединению кромок. Специфика в том, что вся работа должна проводиться в защитных перчатках (рукавицах). Касание деталей руками недопустимо из-за возможного загрязнения сплава.

Если механической очистки недостаточно, то прибегают к газокислородной (с помощью горелки).

Что можно использовать:

  • Наждачная бумага.
  • Шаберы.
  • Щетки металлические с проволокой из «нержавейки» сечением 0,25 (±5) мм или иные подходящие приспособления (абразивные материалы).
  • Раствор фтора, кислота соляная (подогретые до 60 – 65 ºС).

Критерии оценки качества подготовки

  • Отсутствие на образце заусениц, трещин, вкраплений и так далее.
  • Ровный серебристый оттенок титанового сплава.

Проволока

Она выбирается в соответствии с группой сплава, подлежащего сварке (см. выше). На бирке (или упаковке) обязательно есть необходимая информация, так как вся продукция маркируется.

Что учесть

Перед применением проволока зачищается (если необходимо, шкуркой не выше № 12) и обезжиривается. Ее можно готовить и заранее, но в этом случае она герметизируется (например, заворачивается в п/э) и помещается в плотно закрывающийся пенал (тубу). Но хранение в таких условиях – не более 5 суток.

Горелка

Для сварки титана любая не подходит. Используются модели с соплом из керамики и специальной (газовой) линзой.

Процесс сварки

Условия

  • Электрод – вольфрамовый.
  • Ток – постоянный, прямой полярности.
  • Подача проволоки – непрерывная.

Сварку титана вручную возможна, если получается организовать местную защиту рабочей зоны. Вспоминаем – металл довольно быстро окисляется.

Предохранение от этого лицевой стороны обеспечивается газовой струей (аргон + гелий).

А как быть с тыльной? Наиболее распространенный вариант – накладки из меди или стали, которые плотно прижимаются к месту стыка свариваемых кромок. Но это применимо, если обрабатываются детали простой конфигурации.

Важно

Сложные в этом плане образцы, когда шов довольно часто меняет направление, свариваются в специальных камерах, в режиме полу- или полностью автоматическом. В таком закрытом объеме можно контролировать и поддерживать на необходимом уровне газовую среду. Предварительно рабочие камеры вакууммируются, после чего заполняются аргоном. Мастер ведет сварку в специальном скафандре.

Перед началом операции проверяется качество очистки кромок. Достаточно провести по участкам будущей рабочей зоны салфеткой или тряпочкой белого цвета, чтобы понять, необходима ли еще одна, дополнительная, «финишная» подготовка металла.

Сварка ведется встык, присадка используется лишь для образцов с толщиной стенок более 1,5 мм. Сечение плавящейся проволоки, которая при этом применяется – от 1,2 до 1,8 мм. Защитная среда несколько иная – аргона меньше (порядка 20%), а гелия больше (соответственно, около 80%). Хотя эти данные – приблизительные. Этим обеспечивается снижение пористости и получение более широкого шва.

Результат работы визуально оценить несложно. Серебристый оттенок – шов хороший, желтоватый или с синевой – качество не на высоте.

Остается добавить, что при сварке титана, равно как и других металлов и сплавов, должны неукоснительно выполняться все требования по ТБ.

Читайте также:  Как правильно выпилить круг электролобзиком?

Автор надеется, что эта статья окажется полезной для читателя. Успехов в сварочном деле!

Источник: http://ISmith.ru/welding/texnologiya-svarki-titana/

Пайка паяльником в домашних условиях

Один из наиболее надежных способов соединения проводов и деталей — пайка. Как правильно паять паяльником, как подготовить паяльник к работе, как получить надежное соединение — обо всем этом дальше. 

Подготовка паяльника к работе

В быту используются «обычные» электрические паяльники. Есть, работающие от 220 В, есть — от 380 В, есть — от 12 В. Последние отличаются небольшой мощностью. Используются, в основном, на предприятиях в помещениях с повышенной опасностью. Можно их применять и в бытовых целях, но нагрев их происходит медленно, да и мощность маловата…

Выбрать надо тот, Который удобно «лежит» в руке

Выбор мощности

Мощность паяльника выбирается в зависимости от характера работы:

  • Для работы с электронными элементами — 40-60 Вт.
  • С толщиной спаиваемых деталей до 1 мм — 80-100 Вт.
  • Толстостенные элементы — со стенкой 2 мм — требуют мощности от 100 Вт и выше.

    Паяльники бывают разной мощности, работают от разного напряжения

В домашнем хозяйстве достаточно иметь два паяльника — один маломощный — 40-60 Вт, и один «средний» — около 100 Вт. С их помощью можно будет покрыть около 85-95% потребностей. А пайку толстостенных деталей все равно лучше доверить профессионалу — тут нужен специфический опыт.

Подготовка к работе

Когда паяльник включается в сеть первый раз, часто он начинает дымить. Это выгорают смазочные материалы, которые были использованы в процессе производства. Когда дым перестает выделяться, паяльник выключают, ждут пока он остынет. Дальше надо заточить жало.

Сначала надо выжечь смазку

Заточка жала

Далее надо подготовить к работе жало. Это цилиндрический стержень, сделанный из медного сплава. Фиксируется при помощи прижимного винта, который находится в самом конце термокамеры. В более дорогих моделях жало может быть слегка заточено, но, в основном, заточки нет.

Как подготовить паяльник к работе

Изменять будем самый кончик жала. Использовать можно молоток (сплющивать медь как вам нужно), напильник или наждак (просто стачивать ненужное). Форму жала выбирают в зависимости от предполагаемого типа работ. Его можно:

  • Сплющить в виде лопатки (как у отвертки) или сделать плоской с одной стороны (угловая заточка). Этот тип заточки нужен, если паяться будут массивные детали. Такая заточка увеличивает плоскость соприкосновения, улучшает передачу тепла.
  • Сточить край жала в острый конус (пирамидку) можно, если предполагается работа с мелкими деталями (тонкие провода, электродетали). Так проще контролировать степень нагрева.
  • Тот же конус, но не такой острый подойдет для работы с проводниками большего диаметра.

Более универсальным считается заточка «лопаткой». Если ее сформировать при помощи молотка, медь уплотняется, корректировать наконечник надо будет реже. Ширину «лопатки» можно делать больше или меньше, подрабатывая ее по сторонам напильником или наждаком. С этим типом заточки работать можно с тонкими и средними паяемыми деталями (поворачивать жало в нужное положение).

Лужение паяльника

Если жало паяльника не имеет защитного покрытия, его необходимо залудить — покрыть тонким слоем олова. Это защитит его от коррозии и быстрого износа. Делают это при первом же включении инструмента, когда дым перестал выделяться.

Первый способ лужения жала паяльника:

  • довести до рабоче температуры;
  • прикоснуться к канифоли;
  • расплавить припой и растереть его вдоль всего жала (можно деревянной щепкой).

Второй способ. Смочить тряпку раствором хлористого цинка, нагретое жало потереть о тряпку. Расплавить припой и куском поваренной каменной соли растереть его по всей поверхности жала. В любом случае медь должна покрыться тонким слоем олова.

Технология пайки паяльником

Практически все сейчас пользуются электрическими паяльниками. Те, у кого работа связна с пайкой, предпочитают иметь паяльную станцию, «любители» предпочитают обходиться обходиться обычными паяльниками без регуляторов. Иметь несколько паяльников разной мощности достаточно для работ разного типа.

Чтобы разобраться как правильно паять паяльником, надо хорошо представлять себе процесс в общем, затем углубляться в нюансы. Потому начнем с краткого описания последовательности действий.

Пайка подразумевает последовательность повторяющихся действий. Говорить будем о пайке проводов или радиотехнических деталей. Именно с ними приходится встречаться в хозяйстве чаще. Действия такие:

  • Подготовка деталей к пайке.
  • Обработка флюсом или лужение.
  • Разогрев спаиваемых деталей до необходимых температур.
  • Внесение в зону пайки припоя.

    Правильная пайка паяльником

На этом пайка закончена. Надо остудить припой и проверить качество соединения. Если все сделано правильно, место пайки имеет яркий блеск. Если припой выглядит тусклым и пористым — это признак недостаточной температуры во время пайки. Сама пайка называется «холодной» и не дает требуемого электрического контакта.

Она легко разрушается — достаточно потянуть провода в разные стороны или даже подковырнуть чем-то. Еще место пайки может быть обугленным — это признак обратной ошибки — слишком высокой температуры. В случае с проводами она часто сопровождается оплавлением изоляции. Тем не менее, электрические параметры бывают нормальными.

Но, если паяются проводники при устройстве проводки, лучше переделать.

Подготовка к пайке

Сначала поговорим о том, как правильно паять паяльником провода. Для начала надо удалить изоляцию. Длина оголяемого участка может быть разной — если паять собираетесь проводку — силовые провода, оголяют 10-15 см. Если припаять надо малоточные проводники (те же наушники, например), длина оголяемого участка небольшая — 7-10 мм.

Зачищаем от изоляции

После снятия изоляции необходимо провода осмотреть. Если есть на них лак или оксидная пленка, ее надо удалить. У свежезачищенных проводов оксидной пленки обычно не бывает, а лак иногда присутствует (медь имеет не рыжий цвет, а коричневатый). Оксидную пленку и лак можно удалить несколькими способами:

  • Механически. Использовать наждачную бумагу с мелким зерном. Ею обрабатывают оголенную часть провода. Так можно сделать с одножильными проводами довольно большого диаметра. Обрабатывать наждачной бумагой тонкие проводки неудобно. Многожильные так вообще можно оборвать.
  • Химический способ. Оксиды хорошо растворяются спиртом, растворителями. Лаковое защитное покрытие снимается при помощи ацетилсалициловой кислоты (обычный аптечный аспирин). Провод кладут на таблетку, прогревают паяльником. Кислота разъедает лак.

В случае с лакированными (эмалированными) проводами можно обойтись без зачистки — нужно использовать специальный флюс, который так и называется «Флюс для пайки эмалированных проводов». Он сам разрушает защитное покрытие во время пайки. Только чтобы впоследствии он не начал разрушать проводники, его после окончания пайки его надо удалить (влажной тряпкой, губкой).

Как перед пайкой очистить проводники от лакового покрытия

Если припаять надо провод к какой-то металлической поверхности (например, провод заземления к контуру), процесс подготовки мало чем меняется.

Площадку, к которой будет припаиваться провод, надо зачистить до чистого металла. Сначала механически удаляются все загрязнения (включая краску, ржавчину и т.д.

), после чего при помощи спирта или растворителя поверхность обезжиривается. Далее можно паять.

Обработка флюсом или лужение

При пайке главное — обеспечить хороший контакт спаиваемых деталей. Для этого перед началом пайки соединяемые детали надо залудить или обработать флюсом. Эти оба процесса взаимозаменяемы. Их основное назначение — улучшить качество соединения, облегчить сам процесс.

Процесс пайки начинается с лужения проводов

Лужение

Для обработки проводов потребуется хорошо разогретый паяльник, кусок канифоли, небольшое количество припоя.

Берем зачищенный провод, укладываем его на канифоль, прогреваем паяльником. Прогревая, поворачиваем проводник. Когда провод окажется весь в расплавленной канифоли, на жало паяльника набираем немного припоя (просто прикасаемся жалом). Затем вынимаем провод из канифоли и кончиком жала проводим по оголенному проводнику.

Лужение проводов — обязательный этап при пайке

При этом припой тончайшей пленкой покрывает металл. Если это медь, из желтой, она становится серебристой. Провод тоже надо немного поворачивать, а жало двигать вверх/вниз. Если проводник хорошо подготовлен, он полностью становится серебристым, без пропусков и желтых дорожек.

Обработка флюсом

Тут все и проще, и сложнее. Проще в том смысле, что нужен только состав и кисточка. Кисточку обмакиваем в флюс, наносим тонким слоем состав на место пайки. Все. В этом простота.

Сложность в выборе флюса. Есть много разновидностей этого состава и под каждый вид работы надо подбирать свой. Так как сейчас говорим о том, как правильно паять паяльником провода или электронные компоненты (платы), то приведем несколько примеров хороших флюсов для этого типа работ:

  • Для пайки медных и алюминиевых проводов подходит бура, флюс ЛТИ-120.
  • Паять медь лучше — ПОС-60, ПОС-50, ПОС-40.
  • Для алюминия — ЦО-12, П-250А, ЦА-15.

    Флюсы есть разные, подбирать их надо аккуратно

Для пайки электронных компонентов (печатных плат) не используйте активные (кислотные) флюсы. Лучше — на водной или спиртовой основе. Кислотные же имеют хорошую электропроводность, что может нарушить работу устройства.

Также они очень химически активны и могут вызвать разрушение изоляции,коррозию металлов. Благодаря своей активности они очень хорошо подготавливают к пайке металлы, потому их используют, если надо припаять провод к металлу (обрабатывают саму площадку).

Наиболее распространенный представитель — «Паяльная кислота».

Разогрев и выбор температуры

Если хотите знать, как правильно паять паяльником, надо научиться определять достаточно ли разогрето место пайки. Если пользуетесь обычным паяльником, ориентироваться можно по поведению канифоли или флюса. При достаточном уровне нагрева они активно кипят, выделяют пар, но не горят. Если поднять жало, капли кипящей канифоли остаются на кончике жала.

При использовании паяльной станции исходят из таких правил:

  • Температура нагрева деталей должна быть на 40-80°С больше температуры плавления припоя (указана на упаковке).
  • Температура наконечника паяльника должна быть на 20-40°С выше температуры нагрева деталей.

    При нагреве надо смотреть на состояние канифоли — когда она активно кипит, но не дымит — самое время начинать пайку

То есть, на станции выставляем на 60-120°С выше, чем температура плавления припоя. Зазор температур, как видите большой. Как выбрать? Зависит от теплопроводности спаиваемых металлов. Чем лучше он отводит тепло, тем более высокой должна быть температура.

Внесение припоя

Когда место пайки достаточно разогрето, можно добавлять припой. Его вносят двумя способами — расплавленное, в виде капли на жале паяльника или в твердом виде (проволоку припоя) непосредственно в зону пайки. Первый метод используется если область пайки небольшая, второй — при значительных площадях.

В случае, если надо внести небольшое количество припоя, его касаются жалом паяльника. Припоя достаточно, если жало стало белым, а не желтым. Если повисла капля — это перебор, ее надо удалить. Можно стукнуть пару раз по краю подставки. Потом сразу возвращаются в зону пайки, проводя жалом вдоль места пайки.

Как правильно паять паяльником: второй способ внесения припоя

Во втором случае проволоку припоя вводим непосредственно в зону пайки. Нагревшись, он начинает плавиться, растекаясь и заполняя пустоты между проводами, занимая место испаряющегося флюса или канифоли.

Совет

В этом случае надо вовремя убрать припой — его переизбыток тоже не очень хорошо влияет на качество пайки.

В случае с пайкой проводов это не так критично, а вот при пайке электронных элементов на платах очень важно.

Как правильно паять паяльником: несколько советов

Чтобы пайка была качественной, необходимо все делать тщательно: зачищать провода, прогреть место пайки. Но перегрев тоже нежелателен, как и слишком большое количество припоя. Вот тут нужна мера и опыт, а набраться его можно повторяя все действия некоторое количество раз.

Приспособление для более удобной пайки — третья рука

Как научиться паять паяльником

Для начала возьмите несколько кусков одножильного провода небольшого диаметра (можно — монтажные провода, те, которые используются в связи и т.п.) — с ними работать проще.

Нарежьте их на небольшие кусочки и на них тренируйтесь. Сначала старайтесь спаять два провода. Кстати, после лужения или обработки флюсом их лучше скрутить между собой.

Так увеличиться площадь контакта и проще будет удерживать провода на месте.

Когда пайка несколько раз получится надежной, можно увеличить количество проводков. Их тоже надо будет скручивать, но уже применять придется пассатижи (две проволоки можно скручивать руками).

Нормальная пайка означает:

  • она нормального цвета (с ярким блеском);
  • без излишков припоя;
  • ее не получится разорвать, потянув проводники в разные стороны;
  • изоляция не оплавлена.

    Как правильно паять паяльником рассказали, теперь дело за практикой

После того, как освоена пайка нескольких проводов (трех…пяти), можно попробовать многожильные провода. Сложность состоит в зачистке и лужении. Зачищать получится только химическим методом, а лудить, предварительно скрутив провода. Затем залуженные проводники можно попытаться скрутить, но это довольно сложно. Придется их удерживать при помощи пинцета.

Когда и это освоено, можно тренироваться на проводах большего сечения — 1,5 мм или 2,5 мм. Это те провода, которые применяют при прокладке проводки в квартире или доме. Вот на них и можно тренироваться. Все тоже, но работать с ними сложнее.

После завершения пайки

Если обрабатывали провода кислотными флюсами, после остывания припоя, его остатки надо смыть. Для этого используют влажную тряпку или губку. Их смачивают в растворе моющего средства или мыла, после — удаляют влагу, просушивают.

О том, как правильно паять паяльником вы знаете, теперь надо приобретать практические навыки.

Источник: https://elektroznatok.ru/tools/pajka-payalnikom

Ссылка на основную публикацию