Как припаять сталь к стали

Обновлено: 22.04.2024

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:

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.

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:

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 железа оловом

Как паять железо оловом — три легкодоступных способа

Процесс пайки железа оловом не меняет кристаллическую структуру металла. Поэтому соединяемые части имеют такие же технические характеристики, как и после пайки.

Что касается прочности такого соединения, то оно выходит достаточно прочным и надежным, хоть здесь всё во многом зависит от технологии пайки и вида используемого припоя.

Как паять железо оловом? Что использовать для пайки металлических листов и изделий?

Технологии пайки железа оловом

Самыми распространёнными являются три технологии с использованием следующего оборудования:

Первый способ пайки железа свинцовым припоем используется для ремонта металлических изделий, которые не будут в процессе эксплуатации подвергаться слишком большим нагрузкам. Второй способ пайки связан с лужением железа оловом с флюсом и последующим его соединением.

Третий способ соединения металла применяется в основном на промышленных объектах. Здесь для электрической пайки железа используется специальное оборудование.

Чем паять железо

Для пайки железа в домашних условиях понадобятся оловянный припой с небольшим содержанием олова, например, ПОС-40, активный флюс, шило и паяльник. При пайке металла флюс выступает в роли окислителя и растворителя, защищая зону пайки от окисей.

Для этих целей можно применять как активные флюсы, так и канифоль, а также хлористый цинк, соляную и борную кислоту. При пайке железа с использованием активных флюсов и кислот, обязательно нужно придерживаться техники безопасности. Иметь хорошо проветриваемое помещение, а также защищать кожу и глаза от воздействия химически вредных веществ.

Что касается оборудования для пайки железа, то нужен достаточно мощный паяльник, более 60 Ватт. Также можно использовать паяльную лампу или газовую горелку.

Последовательность действий при пайке железа

Пайка железа оловом заключается в следующих действиях:

Сначала зона спаивания деталей очищается от загрязнений. Для зачистки можно использовать куски мелкозернистой наждачной бумаги;
Затем посредством кисточки на поверхность металла наносится флюс;
Далее зона пайки нагревается паяльником, после чего подносится олово и осуществляется лужение;
После лужения происходит непосредственное спаивание деталей;
Зона пайки в местах стыка очищается бензином.

Следует знать, что если производится пайка оцинковки, то нельзя использовать припои с большим содержанием сурьмы. Всё дело в том, что сурьма способна вступать в реакцию с цинком, а это существенно ухудшает прочность полученного соединения.

Для пайки оцинковки лучше всего использовать флюсы на основе хлористого цинка и борной кислоты. Ну а если изделия перепаиваются, то есть, если они имеют лужение уже с завода, то для их последующего спаивания можно использовать обычную канифоль.

Правила пайки стали

Если кто не знает, то изделия из стали можно не только сваривать, но и паять. Однако в отличие от пайки меди и алюминия, пайка стали имеет свои особенности.

Наиболее просто пайке подвергается низколегированная сталь, что во многом обусловлено её характеристиками и составом. На поверхности изделий из низколегированной стали не такая прочная плёнка окислов, которая может быть устранена при помощи использования обычного флюса.

А вот паять конструктивную сталь, уже более сложно, за счет того, что в её составе содержится хром, в качестве легирующей добавки. Наличие хрома в стали значительно усложняет пайку деталей из неё, и требует использования особых припоев.

Чем лучше всего паять изделия из стали

Сразу нужно оговориться и сказать о том, что паять сталь можно и оловом. Однако если мы хотим получить достаточно прочное и надежное соединения, то предпочтительно использовать тугоплавкие припои с содержанием серебра и меди.

При использовании таких припоев сталь спаивается довольно при высокой температуре, начиная от 450 градусов. Поэтому использование обычного 100 ватного паяльника для этих целей здесь не совсем целесообразно. В основном применяются газовые горелки.

Также, следует знать, что флюсы для пайки бывают разные. Одни из них требуют смывания водой с мылом, другие нет. Смывать надо обязательно флюсы на основе соляной и ортофосфорной кислоты.

Как паять сталь обычным оловом

Пайка стали обычным оловом возможна с использованием ортофосфорной кислоты в качестве флюса. Обязательно после пайки следует смыть флюс водой. Это главное условие при использовании кислот в качестве активных флюсов при пайке металлов.

Перед тем как подвергать металл лужению, с его поверхности нужно полностью снять все загрязнения, в том числе ржавчину и следы масел. Для выполнения данной работы можно воспользоваться шлифовальной шкуркой, стальной щёткой или же напильником.

Для эффективности можно обработать места с ржавчиной, перед пайкой, специальным раствором-преобразователем ржавчины. Кстати такие растворы также есть и на основе ортофосфорной кислоты. Жирные пятна с заготовок лучше всего смываются посредством щелочного раствора или растворителя.

Только после тщательной подготовки стальных изделий на них можно наносить тонкий слой флюса. Перед соединением деталей из стали, если для пайки используется олово, то предварительно осуществляют лужение заготовок.

Лужением называется равномерное смачивание поверхности спаиваемых деталей с помощью расплавленного олова.

После выполнения лужения детали соединяются и надежно фиксируются в выбранном положении. Затем они тщательно прогреваются газовой горелкой до температуры, которая будет превышать температуру плавления припоя. Таким образом, происходит пайка стали.

При этом расплавленный припой сам затекает в зазор между заготовками и заполняет собой всё имеющееся пространство. При остывании он образует надежное и прочное соединение. Расплавление основного металла при этом не происходит.

Обязательно, как и было сказано выше, после пайки стали с оловом и ортофосфорной кислотой, нужно смыть все следы флюса в конце.

Как паять нержавеющую сталь

Как паять нержавеющую сталь в домашних условиях

Паять нержавеющую сталь не просто. Но в то же время, зная особенности сплавов, порядок процесса и умея правильно подобрать инструменты и расходные материалы, можно избежать многих ошибок в процессе соединения деталей.

Нержавеющая сталь — это целая группа сплавов, основными составляющими которых являются железо и углерод. Для придания дополнительных антикоррозийных качеств, в сплав вводятся различные легирующие металлы.

Это могут быть хром, никель, молибден, титан, фосфор, сера и ниобий. В зависимости от добавок меняются свойства антикоррозийного сплава.

Выбираем припой для пайки нержавеющей стали

Для правильного выбора припоя необходимо знать из чего состоит сплав и условия пайки нержавейки. Когда не требуется особой прочности соединения, подходят мягкие оловянные припои. Лучшим из твёрдых вариантов специалисты считают припои на основе серебра. Следует отметить, что чистое серебро в пайке не используется, его припойные составы всегда содержат небольшое количество добавок: меди, никеля, марганца, цинка или кадмия.

Кроме этого, существуют медные и никелевые припои, но они чаще всего используются в специальных условиях или промышленном производстве.

Выбираем флюс

Процесс пайки нержавейки, как и любых других металлов, требует применения флюсов. Оптимальным вариантом считается бура, которую наносят на место пайки, нагревают до 850°C и добавляют припой. После того, как работы закончены, остатки флюсовой массы после окончания процесса удаляют водой или обдувают место пайки песком.

Правила пайки нержавейки в домашних условиях

Для пайки нержавейки в домашних условиях применяют паяльную или ортофосфорную кислоту и припои на основе олова. Мощность паяльника не должна быть менее 100Вт.

Выполняют работу в несколько последовательных этапов:

Очищают кромки заготовок с помощью наждачки или мелконасечного напильника.
Проводят обслуживание кромок: обрабатывают флюсом соединяемые поверхности и паяльником наносят разогретый припой. Если олово не прилипает, процедуру следует повторить.
Переходят непосредственно к пайке.

После окончания процесса флюс смывается водой.

Пайка нержавейки с другими металлами

Спаивание нержавеющей стали с другими металлами — процедура сложная, что обусловлено различными температурными режимами плавления. Чаще всего требуется соединить конструкции из нержавейки и медные или латунные заготовки.

Порядок пайки практически не отличается от традиционного, но использовать в таком случае лучше горелку, так как слабомощный паяльник не справится с твёрдыми медно-фосфорными или серебряными припоями.

Припои для посуды из нержавейки

Так называемые «пищевые» припои не должны содержать таких токсичных металлов, как сурьма, кадмий, свинец. Обычно применяется олово с добавлением цинка, висмута или 10% меди. Технология такой пайки имеет единственную особенность: выполнять операцию следует как можно быстрее, поскольку используемая в качестве флюса ортофосфорная кислота через 10-15 секунд образует на поверхности соединяемых элементов фосфатную плёнку.

Сущность паяльной технологии

Пайкой называют соединение металлических деталей с помощью припоя, являющегося более легкоплавким металлом, который, будучи расплавленным, смачивает соединяемые поверхности.

Таким образом, процесс паяния связан с нагреванием и протекает при температуре, превышающей точку плавления припоя, но не достигающей температуры плавления соединяемого металла.

В процессе пайки соединяемые детали основного металла не изменяют форму, поскольку сами не подвергаются плавлению.

Прочность создаваемого соединения определяется механическими свойствами, которыми обладает припой для пайки. Когда стальные детали припаивают друг к другу, соединение всегда уступает по прочности основному материалу.

Главным препятствием для создания паяных соединений является окисел, образующийся на поверхности любого металла. Слой окисла не позволяет расплавленному припою равномерно смочить поверхность детали, поэтому металл должен предварительно зачищаться.

Для защиты поверхностей от окисления в процессе спаивания, применяются специальные вещества – флюсы. Для соединения разных материалов используются различные флюсы. Например, для того, чтобы спаять нержавейку, применяют буру. Флюсами для стали могут служить канифоль, паяльная кислота.

Основным процессом, сопровождающим создание паяного соединения, является нагрев заготовок. В зависимости от массы спаиваемых деталей и вида применяемого припоя, нагрев может осуществляться следующими способами:

паяльником;
газовой горелкой;
высокочастотным индуктором;
в специальных печах.

Например, проволоку небольшого диаметра можно легко прогреть обычным паяльником, при пайке стальных труб понадобится газовая горелка, а массивную заготовку придётся помещать в печь.

Низколегированной

Низколегированная углеродистая сталь относится к сплавам железа, наиболее легко подвергаемым процессу пайки.

Это объясняется тем, что на поверхности сталей данного типа образуется сравнительно непрочная плёнка окислов, легко устраняемая применением обычных флюсов.

Процесс пайки чёрных металлов может проходить при относительно низкой температуре, не превышающей 450 ℃ в случае применения мягких и легкоплавких свинцово-оловянных припоев.

Для получения паяного соединения, обладающего большей твёрдостью и механической прочностью, следует применять более твёрдые тугоплавкие припои, например на основе меди. Такая пайка осуществляется при температуре до 750 ℃.

Конструктивной

Этот вид сталей характеризуется наличием хрома, применяемого в качестве легирующей добавки. Благодаря хрому сталь приобретает необходимые механические характеристики.

Однако наличие этого легирующего компонента существенно затрудняет процесс пайки, так как на поверхности конструкционных сталей образуется довольно прочная и с трудом разрушаемая плёнка окисла.

Припаять сталь с добавкой хрома можно, применяя активный флюс, содержащий кислоты. Кроме этого, для получения качественного результата, используются специальные приспособления, создающие защитную атмосферу в зоне осуществления пайки.

Кроме этого, стальную поверхность, подготовленную для пайки, покрывают слоем порошка, содержащего металлические компоненты. Этот защитный слой предотвращает окисление стальной поверхности и выгорание легирующих элементов в процессе нагревания.

Паяное соединение легированных сталей производится с применением твёрдых припоев, содержащих медь, серебро или никель.

Инструментальной

Инструментальная сталь отличается очень высокой твёрдостью. Однако виды инструментальной стали, не имеющие в своём составе вольфрама, изменяют свои механические свойства при нагревании до 200 ℃ и более, значительно теряя при этом прочность.

Такие виды стали не подлежат пайке. Для устранения этого недостатка инструментальные стали, подлежащие нагреву в процессе эксплуатации, производятся с вольфрамовыми добавками. Такая сталь может подвергаться нагреву до 600 ℃, не утрачивая при этом ценных механических свойств.

Спаять инструментальную сталь можно припоем на основе никеля или ферросплавов. Нагревание заготовок обычно производят индукционным способом. При этом применяются флюсы, содержащие бор и фтор.

Последовательность операций

Процесс пайки стальных деталей начинается с тщательной очистки заготовок от грязи, ржавчины и следов масел. Для этого пользуются шлифовальной шкуркой, напильником, стальной щёткой. Ржавые детали можно обработать преобразователем ржавчины на основе ортофосфорной кислоты. Жировые загрязнения удаляются растворителем или щелочным раствором.

После очистки и обезжиривания, на поверхность деталей наносится слой флюса. Если в качестве припоя служит олово, детали предварительно лудят. Лужение представляет собой равномерное смачивание поверхности расплавленным оловом.

После этого, детали собирают и надёжно фиксируют в том положении, в котором они должны находиться после соединения.

Далее, детали нагреваются подходящим способом. Нагрев производится до температуры, несколько превышающей температуру плавления применяемого припоя, который должен быть помещён в область соединения.

При расплавлении он затекает в зазор между деталями, образуя соединение. После остывания и кристаллизации припоя, шов зачищают, следы флюса удаляют.

Читайте также: