Можно ли паять свинцом

Pereosnastka.ru

Можно ли паять свинцом

Типы соединений при пайке свинца

Категория:

Пайка

Типы соединений при пайке свинца

Нахлесточные соединения

Нахлесточные соединения более предпочтительны, чем стыковые. Для паяных соединений минимальная величина нахлестки равна 10 мм при толщине листов до 3 мм. Соединяемые поверхности обоих свинцовых листов зачищают и покрывают жировым флюсом. Кромку нижнего листа следует зачищать на 3 мм шире, чем верхнего.

Кромку и внешнюю сторону верхнего листа также следует зачистить и офлюсовать на расстоянии примерно 10 мм. Затем детали собирают в узел и для плотной пригонки обстукивают деревянным или покрытым резиной молотком. После этого листы прихватывают припоем в нескольких местах через определенный интервал.

Часто целесообразно ввести добавочное количество флюса, например за счет использования трубчатых припоев с канифолевым или стеариновым заполнением. Если применяется сплошной прутковый припой, то порошкообразную канифоль или стеарин можно наносить непосредственно на место соединения.

Паяют обычно паяльником, припоем, содержащим 50% олова и 50% свинца.

Соединения в замок

Паяные соединения в замок обладают значительно большей прочностью и предпочтительны во всех тех случаях, когда соединение работает на растяжение. Эти соединения изготовляются так же, как и нахлесточные, с замковым соединением шириной 12,0 мм и более. Припой должен затекать внутрь замка между двумя соприкасающимися поверхностями.

Стыковые соединения

Стыковые соединения наименее благоприятны для пайки изделий из свинца. Их следует применять только в случаях, если другой тип соединения применить нельзя. Соединяемые кромки свинцовых листов скашиваются под углом в 45° или более к вертикали.

После этого подготовленные кромки стыкуются и прихватываются с шагом в 10—15 мм. Бумажные полоски, пропитанные резиной и приклеенные параллельно кромкам на расстоянии от 6 до 10 мм, способствуют формированию паяного шва.

Рекомендуется, как и для нахлесточных соединений, наносить добавочное количество флюса.

Припой вводят в разделку кромок и плавят паяльником. Следует вводить достаточное количество припоя, чтобы паяный шов получился слегка выпуклым.

Соединение труб

Для получения хороших результатов при пайке труб предварительная подготовка имеет также значение, как и непосредственно процесс пайки.

При соединении труб одну из них вставляют в развальцованный раструб той трубы, в которую подается вода или какая-либо другая жидкость. Для плотного прилегания торец, входящий в раструб трубы, скашивается.

Соприкасающиеся поверхности соединения, а также прилегающий к нему участок зачищаются скоблением. Затем наносится тонкий слой жира.

После этого с обеих сторон вне зоны пайки наносится паяльный грунт или приклеиваются полоски бумаги, чтобы предотвратить излишнее растекание припоя. Подготовленные таким образом трубы собирают вместе и обжимают (обстукивают деревянным молотком). Полностью собранный узел закрепляют, так чтобы предотвратить смещение во время пайки.

Рис. 1. Пайка путем заливки стыка припоем. Припой снизу удерживается салфеткой.

Рис. 2. Заливка припоем стыка паяного соединения труб, расположенных вертикально. Припой удерживается с помощью салфетки.

При горизонтальной пайке труб, показанной на рис. 1, место соединения медленно заливается сверху припоем при соответствующей температуре (около 315 °С) с последующим натиранием.

Стекание припоя и формирование паяного шва регулируется паяльщиком вручную. Для этой цели применяются пропитанные жиром хлопчатобумажные концы, которыми натирается пастообразный припой.

Когда процесс полностью закончен, соединение следует охладить.

При вертикальной пайке труб, показанной на рис. 2, подготовка соединения и пайка производятся так же, как и при горизонтальной, за исключением того, что припой наносится вокруг трубы у верхней границы зоны пайки, а концы для натирания держат непосредственно под ковшом у нижней границы.

Присоединение патрубков к свинцовым трубам производят следующим образом. В свинцовой трубе вырезают небольшое отверстие овальной формы. Края отверстия отбортовывают до необходимых размеров, образуя ввод, в который плотно вгоняется патрубок со скошенными кромками. Дальнейшая подготовка соединение и пайка натиранием производится так же, как описано выше.

Чашечные соединения труб подобны соединениям враструб, с той лишь разницей, что развальцованный конец свинцовой трубы не обжимается и пайку производят преимущественно паяльником, а не натиранием. Паять такие соединения можно только в вертикальном положении.

Подготовка соединения под пайку состоит из скашивания кромок входящего конца трубы, развальцовки трубы, зачистки и нанесения флюса на те участки, которые образуют стык соединения. Вне этой зоны следует нанести грунт или приклеить бумагу.

После этого трубы собирают и прихватывают припоем в нескольких точках. С помощью паяльника, имеющего заостренный наконечник, припой расплавляют по всей окружности соединения, пока он не заполнит его примерно наполовину.

Полностью весь зазор соединения заполняется припоем с помощью паяльника с тупым наконечником.

Соединение кабелей

Место соединения кабелей в свинцовой броне из-за увеличения объема спаянных жил имеет больший диаметр, чем сам кабель. Поэтому необходимо применять свинцовые муфты.

Свинцовая муфта подбирается по диаметру соединяемого кабеля, а ее длина должна перекрывать стык на несколько сантиметров в обе стороны. Внутренние поверхности обоих концов муфты зачищают примерно на длине 25 мм и сразу же флюсуют жиром или стеариновой кислотой.

Наружная поверхность муфты также зачищается и флюсуется на длине 50—75 мм в зависимости от диаметра, после чего муфта надевается на один из концов кабеля. После этого производится сращивание жил.

Участки свинцовой брони, подлежащие пайке, зачищают скребком или шабером и покрывают флюсом, после чего муфта надвигается на место соединения кабеля.

Концы муфты обжимают или обстукивают деревянным молотком для плотного прилегания зачищенных и офлюсованных участков брони кабеля, после этого наносят дополнительный тонкий слой флюса.

Для того чтобы предохранить участки брони вне зоны пайки от прилипания припоя, на броню приклеивают полоски бумаги или наносят паяльный грунт.

После указанных операций производят пайку методом натирания так же, как пайку свинцовых труб (рис. 3).

Рис. 3. Пайка свинцовой брони кабеля.

Рис. 4. Пайка в стык свинцовых листов.

Рис. 5. Пайка свинцового листа с трубой.

Рис. 6. Удаление излишка припоя и сглаживание паяного шва на свинцовой трубе.

Для улучшения герметичности шва, в котором могут возникать поры, рекомендуется дополнительно запаивать швы сплавом с температурой плавления около 90°.

Сплав для запаивания укладывается на готовое соединение в виде тонкого прутка сразу же, как только затвердеет основной припой.

Под действием остаточного тепла паяного соединения этот сплав расплавляется и его разглаживают салфеткой по поверхности паяного шва. Один из таких сплавов, применяемых для запаивания, содержит 52,5% висмута, 32% свинца и 15,5% олова.

Источник: http://pereosnastka.ru/articles/tipy-soedinenii-pri-paike-svintsa

Свинцовый припой

Свинцовый припой используют при пайке для объединения нескольких металлических заготовок в одно изделие. При этом температура, при которой плавится припой, всегда меньше температуры плавления объединяемых элементов.

У нас можно купить свинцовый припой. Мы работаем с марками свинцового припоя С1, С2, ССуА, представленным в виде цилиндров, прутков, чушек и проволоки. Поставляем другие марки припоев: ПОС 30, ПОС 61, ПОС 40, ПОС 63 и многие другие.

Популярность припоя из свинца обусловлена его легкоплавкостью. В чистом виде свинец —  мягкий, удобный для обработки материал. При взаимодействии с воздухом на поверхности свинца образуется пленка оксида. Металл хорошо растворим в кислотах и щелочах, которые содержат органику и азот. Температура плавления свинцового припоя с высокой химической чистотой —  327,5°C.

Во время нагрева свинца происходит процесс окисления, причем настолько быстро, что пайку проводят в восстановительной среде. Она замедляет процесс окисления и позволяет припою легко соединиться со спаиваемыми заготовками. Восстановительная среда образуется за счет нагревательной горелки, в которую подается кислород и водород воздуха. При этом должно быть избыточное количество водорода.

Виды припоев. Свойства и характеристики

Существуют два вида припоя — мягкий и твердый. Данная классификация обусловлена механической прочностью и величиной температуры плавления. К мягким сплавам для пайки относятся такие, температура плавления которых меньше 300ºC, а к твердым — больше 300ºC.

Предел прочности мягких припоев варьирует от 16 до 100 МПа, а у твердых соответственно от 100 до 500 МПа. Выбор припоя для работы зависит от вида металла (или металлов, в том случае, когда они разные). Кроме этого учитываются антикоррозийная устойчивость, необходимая механическая прочность и стоимость.

Если в качестве металлических деталей выступают токопроводящие заготовки, обращают внимание на величину удельной проводимости припоя.

Называют припои чаще всего по названию металла, который содержится в них в наибольшем количестве. Например: свинцовый, оловянно-свинцовый. А в том случае, когда один из компонентов припоя — это драгоценный либо редкий металл, припой носит название этого компонента. Например: серебряный.

Для условного обозначения припоя используют русскую букву П (припой), затем заглавную букву названия основных составляющих (на русском языке) и их процентное количество.

Условное название составляющих выглядит так: А — алюминий; Ви — висмут; Г — германий; Зл — золото; Ин — индий; К — кадмий; Кр — кремний; Н — никель; О — олово; С — свинец; Ср — серебро; Су — сурьма; Т — титан. Припои из чистых металлов обозначаются аналогично ГОСТу на поставку. Например: С1 — свинец, О2 — олово.

Читайте также  Как спаять нержавейку в домашних условиях

Самые распространенные мягкие припои, изготавливаемые промышленностью, оловянно-свинцовые (ГОСТ 21931-76). Оловянно-свинцовые материалы для пайки, в составе которых нет сурьмы, называются бессурмянистыми, а те, в состав которых входит 1-5% сурьмы  — сурьмянистыми.

Все припои, используемые для качественной пайки должны обладать свойством смачиваемости.  Из-за низкого предела текучести припои, изготовленные из свинца, склонны к ползучести. Ползучесть металла определяется удлинением зерен в металлическом сплаве либо межзерновым скольжением.

С целью блокировать процесс скольжения по границам зерен и ограничить перемещение их  в кристаллической решетке, в состав свинцового припоя добавляют серебро и сурьму. Необходимость использования этих элементов для пайки была известна давно.

Их применили в ПОС-61, снизив тем самым склонность к ползучести.

Свинец слабо реагирует со многими металлами. Свинец не растворим в никеле, кобальте, цинке, железе, алюминии и меди при низкой температуре. Для улучшения взаимодействия свинца с этими элементами и их сплавами, к свинцу добавляют легирующие компоненты, которые ускоряют процесс взаимодействия припоя с металлами, снижают температуру, при которой происходит  плавление свинца.

В число легирующих элементов входит: олово, серебро, сурьма, марганец, цинк, кадмий. При температуре 300°C растворимость этих компонентов в меди (металле, для которого в основном применяют припой из свинца) соответственно составляет: цинк 35%, олово 11%, сурьма 3%, кадмий 0,5%, серебро 0,5%.

Три компонента — цинк, олово и сурьма вступают с медью в реакцию.  Поэтому их количество должно быть четко выверено. Избыток  этих элементов ведет к образованию между металлом и припоем хрупкого слоя химических соединений.

Это, в свою очередь, снижает статическую прочность спайки и ее прочность на вибрацию.

В свинцовых припоях должно содержаться максимально по 5% сурьмы и цинка, до 20% кадмия, до 30% олова. В некоторых случаях (например,  для пайки свинца) количество сурьмы в припое может быть увеличено.

Такой метод применяется при газопламенной пайке клемм из свинца для аккумуляторных батарей  с помощью припоя Pb —11% Sb, в котором увеличено содержание сурьмы. У припоя падает температура плавления (до 252°C), увеличивается прочность.

Данный материал для пайки малопластичен, перед началом процесса пайки его вводят в зазор между спаиваемыми деталями.

Добавление в состав свинцового припоя при соединении элементов из меди и ее сплавов серебра и меди улучшает его технологические свойства. Для пайки сплавов из алюминия используют легкоплавкие припои с основой из кадмия и свинца. Они придают спайке повышенную коррозионную стойкость. Для спаивания стеклянных деталей берут материал  на основе свинца и добавками сурьмы и цинка.

Мягкие припои: бессвинцовые (Sn+Cu+Ag+Bi+др.), оловянно-свинцовые, оловянно-цинковые, оловянно-свинцово-кадмиевые, сурьмянистые. Твердые припои: серебряные, медно-цинковые, медно-фосфористые, медно-никелевые.

Характеристики популярных видов припоя

ПОС-18 — включает в себя от 17 до 18% олова, от 2 до 2,5% сурьмы и от 79 до 81% свинца.

Область применения: лужение металлов, когда требования к прочности пайки не высоки. Температура плавления: начало плавления 183°C, растекаемость 270°C.

ПОС-30 — включает в себя от 29 до 30% олова, от 1,5 до 2 % сурьмы и от 68 до 70% свинца.

Сфера применения: пайка и лужение стальных и медных изделий, спаивание латуни и экранирующих пластин. Начало плавления 183°C, растекаемость 250°C.

ПОС-50 — включает в себя от 49 до 50% олова, 0,8 % сурьмы, от 49 до 50% свинца. Область применения: радиоэлектроника, качественная пайка различных металлов. Температура плавления: начало плавления 183°C, растекаемость 230°C.

ПОС-90 — включает в себя от 89 до 90% олова, 0,15 % сурьмы и от 10 до 11% свинца.

Область применения: лужение деталей для дальнейшего серебрения и золочения, прочность пайки высокая. Температура начала плавления 180°C, растекаемость 222°C.

В радиоэлектронной отрасли находят широкое применение материалы для пайки: ПОС-40, ПОС-60. ПОСК-50, ПОСВ-33, содержащие кадмий или висмут, эксплуатируются для лужения поверхности дорожек на платах.  

ПМЦ-42 — включает в себя от 40 до 45% меди, от 52 до 57% цинка. Кроме того в состав ПМЦ-42 входит: железо (Fe), сурьма (Sb), свинец (Pb), олово (Sn). Температура, при которой плавится материал — 830°C.

ПМЦ-53 — включает в себя от 49 до 53% меди, от 44 до 49% цинка. Температура, при которой плавится — 870°C.

ССуА называют свинцово-сурьмистым сплавом. Его состав определяется по ГОСТ 1292-81 и включает в себя: от 92,7 до 98% свинца, от 2 до 7% сурьмы, меди до 0,2%, мышьяка до 0,05%, бериллия до 0,03%, олова до 0,01%,  железа до 0,005% и цинка до 0,001%.

Припои С1 и С2 — это высокочистые свинцовые сплавы. примесей в них 0,015% и 0,05% соответственно. Сплав С1 характеризуется высокой антикоррозийной стойкостью и хорошей пластичностью. Благодаря последнему качеству, его легко плавить и обрабатывать.

Применение припоев

ПОС-90. Сфера применения: спаивание внутренних швов пищевых посудных изделий (кастрюли, сотейники и др.)

ПОС-40. Сфера использования: пайка медных, железных и латунных проводов.

ПОС-30. Сфера применения для спаивания:

— проволоки в бандажах и шлангов в электромоторах;

— жестяных, латунных и железных заготовок;

— оцинкованных, цинковых листов;

— деталей различных приборов и аппаратуры.

ПОС-18. Припои ПОС-18 и ПОС- 40 взаимозаменяемы. Область применения для спаивания:

— оцинкованного железа;

—  деталей из свинца, латуни, меди, железа;

— лужения деревянных элементов перед пайкой.

ПОС 4-6. Аналог ПОС-30. Сфера применения:

— для спайки белой жести, железа, меди;

— для спайки клепаных замочных швов в свинцовых элементах.

Придел прочности для твердых припоев варьирует от 100 до 500 МПа.

Область их применения, как  материалов 1-ой категории прочности, распространяется на токоведущие части, элементы машин и механизмов, которые подвергаются высоким механическим и температурным нагрузкам.

Придел прочности на растяжение для мягких и среднетвердых припоев составляет от 50 до 70 МПа. Их берут для пайки токоведущих частей, которые не являются несущими элементами машин и механизмов.

Поставщик: ООО РТГ «МетПромСтар»

Источник: https://www.okorrozii.com/metalloizdeliya/svintsovyj-pripoj.html

Какие бывают бессвинцовые припои

Во многих государствах все большее внимание уделяется вопросам экологической безопасности материалов. Накопилась научно подтвержденная информация о вреде свинца и его соединений.

В связи с этим популярность набирает бессвинцовый припой, имеющий хорошие эксплуатационные свойства. Он менее вреден для организма человека.

Общие требования

Количество композиций металлов, не включающих свинец, постоянно увеличивается. Благодаря многолетнему применению на практике, известность получили несколько основных составов. Для многих из них характерно явление эвтектики.

Оно заключается в том, что температура плавления сплава с тщательно подобранным соотношением металлических компонентов ниже, чем у любой другой смеси выбранных металлов. Эвтектические качества бессвинцового припоя позволяют снижать температуру нагрева рабочей зоны, экономить количество потребляемой электроэнергии.

Существуют общее требования к припоям без свинца – отсутствие лишних примесей. Посторонние металлы негативно влияют на качества шва:

  • если в сплавах в небольших количествах находится никель, то шов может иметь полости;
  • примеси алюминия приведут к получению тусклого и зернистого соединения;
  • железо значительно увеличивает вероятность образования окалины;
  • медь в избыточном количестве склонна увеличивать смачиваемость;
  • сурьма может вызвать образование шва, хрупкого при невысоких показателях температуры.

Важно применять припои, сделанные авторитетными производителями. На предприятиях, профессионально занимающихся получением бессвинцовых припойных сплавов, много внимания уделяется контролю чистоты всех компонентов. Качеству такой продукции можно доверять.

Олово, серебро, медь

Припои из олова и меди применяют давно. Смесь относится к эвтектическим, при этом имеет температуру плавления большую, чем другие припои, не содержащие свинца.

Припойная композиция из олова и серебра имеет отличные эксплуатационные качества. Пайка с ней проводится легко, шов получается прочным и долговечным.

Температура плавления эвтектического композита с серебром равна строго 221 °С. Узкий температурный диапазон плавления – характерная особенность всех бессвинцовых эвтектических смесей.

Припой их трех компонентов: олова, серебра и меди стал применяться гораздо раньше, чем олово-серебряный материал. Он имеет меньший показатель температуры плавления, равный 217 °С.

Некоторые зарубежные производственные компании выпускают бессвинцовый трехкомпонентный композит с соотношением металлов, несколько отличающимся от привычного.

Вследствие этого, температура плавления таких эвтектических смесей может быть иной. Подробная информация о составе обязательно указывается производителем в сопроводительных документах.

Сплавы с висмутом

Лучшей спаиваемостью обладает припой из олова, серебра и небольших количеств висмута. Иногда вместо висмута добавляют германий. Бессвинцовый сплав имеет низкую температуру плавления, которая укладывается в интервал от 200 до 210 ℃.

Значение может изменяться в зависимости от соотношения металлов. Добавки улучшают смачивание деталей расплавом, способствуют образованию качественных швов.

Очень близка температура плавления смеси олова, цинка и висмута к аналогичному показателю свинцовых припоев. Достоинством бессвинцового сплава является отсутствие токсичного компонента.

Однако цинк, как активный металл провоцирует появление многих проблем. Припойная паста подлежит быстрому использованию, при хранении она изменяется.

Паять таким бессвинцовым средством нужно с применением флюсов, в атмосфере инертных газов. Иначе велика вероятность окисления, излишнего зашлаковывания шва.

Какие применять флюсы

В качестве флюсов при проведении бессвинцовой пайки преимущественно применяют композиции в водном растворе, не содержащие летучих органических веществ (VOC).

Они не склонны к воспламенению, обладают активностью в большом диапазоне температур. Составы и пасты на их основе можно хранить в замороженном состоянии сколь угодно долго.

Флюс для бессвинцовой пайки долго не теряет необходимых свойств, обладает хорошим поверхностным натяжением, улучшает текучесть расплавленной массы.

Направления использования

Возможности пайки бессвинцовыми припоями велики. Они включают проведение спаивания волной или в специальных печах.

Можно использовать обычный паяльник. Выбор технологии определяется объектом, условиями эксплуатации спаянного изделия, спецификой производства.

Читайте также  Как пользоваться паяльной лампой бензиновой

При работе на предприятиях оборонного назначения рекомендуются высококачественные смеси из олова, серебра, меди, к которым при необходимости добавляют сурьму.

Присутствие сурьмы ухудшает экологическую безопасность сплава. Это очень токсичный элемент, смеси с которым применяются только в случае острой необходимости.

Для работы с профессиональной техникой в промышленности, системах связи также пригодны припои из олова, серебра, меди или только оловянно-серебряные составы эвтектического характера.

Для офисного оборудования, аудио- и видеотехники рекомендованы также составы на основе олова, серебра с добавками меди или сурьмы или без таковых. Припои, содержащие висмут, из соображений экономии денежных средств применяются значительно реже.

Влияние на здоровье

Ограниченные возможности применения бессвинцовых припоев в радиоэлектронике, их не очень хорошая смачиваемость и необычная температура плавления вызывают недовольство у многих паяльщиков.

Безопасность оловянных сплавов они ставят под сомнение. Мнение некоторых практиков сводится к тому, что неудобств много, а вред для человека все равно имеет место быть.

Олово, входящее в бессвинцовые припои, обладает токсичностью в случае, если частички попадают в легкие. Олово кипит при температуре 2600°. Это очень высокий показатель, который в процессе пайки, конечно, не достигается. Следовательно, выделение паров олова при спаивании деталей не происходит.

Свинец и все его соединения проявляют сильно выраженное токсическое действие на организм, накапливается в тканях, повреждает почки, кровеносную систему. Особенно он опасен для детей, нарушая развитие нервной системы.

Сам по себе металл не представляет опасности. Олово разрешено к применению в пищевой промышленности. Следовательно, мнение о токсичности бессвинцовых припоев не оправдано.

Пайка с бессвинцовым припоем обычно проводится по известной схеме. Поверхность деталей следует хорошо почистить, расплавить выбранный припой, распределить его на спаиваемой зоне.

Особое внимание нужно обратить на температуру нагрева. Припои без свинца плавятся при меньшей температуре. После охлаждения нужно проверить качество полученного соединения.

Источник: https://svaring.com/soldering/pripoj/bessvintsovyj

Бессвинцовый припой

Бессвинцовый припой – говоря простым языком, это категория материалов, в химическом составе которых отсутствует свинец. Изначально, материалы, входящие в данную категорию, создавались из экологических соображений. Это связано со структурой свинца, дело в том, что этот металл очень тяжелый, он негативно влияет на окружающую среду и может навредить здоровью человеческого организма.

Материалы, в составе которых отсутствует свинец, но имеются другие вредные вещества, например, такие как ртуть и кадмий, также относятся к категории бессвинцовых.

Можно привести самый простой пример – обычный оловянный припой. В его составе не имеется никаких химических элементов кроме чистого олова.

Из-за этой особенности он повышает свои свойства электропроводности, а также становится более подвержен к влиянию влаги и воды.

Для борьбы с некоторыми явными недостатками, вместе с припоем из чистого олова дополнительно используют золото, серебро медь и т.д. Данные химические элементы позволяют компенсировать отсутствие свинца в составе расходного материала.

В частности, они значительно повышают прочность материала, не делая его вредным для окружающей среды и человеческого организма.

Однако из-за присутствия дополнительных элементов, температура плавления вещества значительно повышается, что значительного ограничивает спектр использования материала.

Бессвинцовый припой является относительно новым веществом. На сегодняшний день не удается создать альтернативный материал, который полностью смог бы повторить свойства расходного материала со свинцом в составе. Общее количество имеющихся минусов пока значительно превышает плюсы применения материала данного вида.

Однако один плюс, который выражается в безопасности для окружающей среды и человека позволяет выигрывать данному материалу у классического свинцового припоя. В данном случае безопасности использования отдается большее предпочтение, нежели прочности созданного соединения. Производство бессвинцового припоя выполняется в строгом соответствии с государственными стандартами.

Наиболее востребованным видом материала является припой с дополнительным химическим элементом – серебром.

Достоинства и недостатки

Каждый материал вне зависимости от его основного назначения, обладает рядом плюсов и минусов. Припой без содержания свинца в составе не является исключением. Его популярность использования обусловлена следующими  преимуществами:

  • высокий уровень безопасности для экологии и человеческого организма;
  • отсутствие в химическом составе вредных, токсичных веществ;
  • повышенная степень электропроводности;
  • материал, особенно тот, который состоит их чистого олова, обладает повышенным уровнем смачиваемости;
  • большой ассортимент моделей припоев от разных производителей;
  • модели, имеющие в составе медь в качестве дополнительного элемента, достаточно стойки к влиянию высокой температуры.

Минусы:

  • если проводить параллели со свинцовыми сплавами, соединения олова с различными дополнительными элементами значительно понижает уровень смачиваемости, относительно свинцовых моделей припоев;
  • бессвинцовый припой, несмотря на достаточно хорошую способность к проводимости электрического тока, нельзя использовать в технике, из-за проявляющегося недостатка, в виде роста так называемых «усов», которые подвержены возникновению разного рода трещин;
  • из-за повышенной отметки точки температурного плавления,  данный вид материала нельзя использовать при пайке тонкого или чувствительного к высоким температурам металла, так как это негативно повлияет на физические свойства и целостность материала.

Классификация

  1. Припои для пайки без содержания свинца делятся на несколько основных типов, можно рассмотреть наиболее часто используемые.
  2.  В качестве дополнительного элемента используется медь. Припой данного вида был создан для пайки печатных плат. Это выполняется с помощью волны припоя.

    Однако, если проводить параллели с другими версиями бессвинцового припоя, данная обладает пониженным свойством прочности. Также этот тип требует плавления при высокой температуре, что не всегда требуется.

  3. В качестве дополнительного элемента используется серебро.

    Данный вид оловянного припоя, где свинец в химическом составе заменяется серебром, является наиболее часто используемым относительно всех других видов. Эта модификация отлично поддается пайке. В наплавленном состоянии он обладает хорошим свойством прочности и другими механическими характеристиками.

    Вещество начинает плавиться при достижении отметки в двести двадцать градусов по Цельсию. Данная модификация бессвинцового припоя в некоторых случаях способно посоревноваться в характеристиках с классическим свинцовым расходным материалом.

  4. Оловянный припой с двумя дополнительными химическими элементами в составе в виде серебра и меди. Данную версию бессвинцового припоя стали использовать самой первой. Она обладает невысокой отметкой температурного плавления. Значительный процент, который принимает значения в девяносто, в составе занимается оловом.

    Соединения, созданные с применения данного подвида бессвинцового припоя, обладают достаточно высокими механическими свойствами. Данный тип, если сравнивать с двумя вышеописанными, является наиболее лучшим вариантом с экономической точки зрения.

  5. В качестве дополнительных элементов используются висмут и серебро.

    Этот тип, относительно всех вышеописанных, обладает самой низкой температурной отметкой плавления. Это свойство значительно сужает спектр применения данного материала. Из всех видов бессвинцовых припоев, этот лучше всего поддается спаиванию.

Химический состав и физические характеристики бессвинцовых припоев популярных производителей

Производством бессвинцового припоя занимается достаточно большое число разнообразных производителей. Стоит поподробнее рассмотреть химический состав и физические свойства наиболее популярных брендов.

Indalloy 227 – основным назначением данной модели припоя является пайка бессвинцовых материалов и печатных плат. Вещество начинает плавиться при достижении температурной отметки в 187 градусов по Цельсию. Состав выглядит следующим образом (значения в процентах):

  • Sn – 77.2;
  • In – 20;
  • Ar – 2.8.

Alloy H – использования данного припоя в процессе пайки, требует применять метод «волны». Данное вещество категорически нельзя применять для пайки с содержанием свинца и висмута. Оно подвергается плавлению при достижении температурной отметки в 212 градусов по Цельсию. Химический состав выглядит так:

  • Sn – 84.5;
  • Bi – 7.5;
  • Cu – 5;
  • Ar – 2.

TinZinc Indium – данную модель припоя можно использовать только для материалом, в химическом составе которых отсутствует свинец. Она начинает подвергаться плавлению при достижении температурно отметки в 178 градусов по Цельсию. Химический состав:

Castin – при спаивании чего-либо данным припоем требуется использование повышенных температур. Материал начинает плавиться при достижении температурной отметки в 215 градусов по Цельсию. В химический состав припоя входят следующие вещества:

  • Sn – 96.2;
  • Ar – 2.5;
  • Cu – 0.8
  • Sb – 0.5.

Tin Silver-Copper – при совершении пайки с помощью данного припоя требуется использовать температуру равную значению 260 градусов по Цельсию и выше. Вещество подвергается плавлению при достижении отметки в 217 градусов по Цельсию. Химический состав включает в себя три химических элемента и выглядит следующим образом:

  • Sn – 93.6;
  • Ar – 4.7;
  • Cu – 1.7.

Как выбрать?

Выбирать ту или иную модель бессвинцового припоя следует исходя из его химического состава.

Чаще всего в химическом составе бессвинцового припоя преобладает олово, в связи с этим характеристики данного металла в большей степени, нежели чем свойства других передаются расходному материалу.

Соответственно это влияет на мягкость итогового результата соединения – она достаточно высокая. Помимо этого у него значительно снижается значение температурной точки, при достижении которой материал начинает подвергаться плавлению.

Важно знать: в том случае, если в ассортименте магазина вам не удалось найти нужную модель бессвиноцового припоя, то в качестве заменителя можно использовать отечественный продукт ПСР 45, стоит отметить, что в его составе присутствует незначительная доля свинца, которая равна примерно половине одного процента от общего состава.

Чем больше меди содержится в составе бессвинцового припоя, тем выше его температура плавления, а, следовательно, и твердость. Всего лишь пары процентов от общего состава достаточно для того, чтобы кардинально изменить характеристики материала.

Серебро придает припою точно такие же свойства, как и медь, однако делает это в более мягком режиме. В связи с эти бессвинцовый припой с содержанием серебра продается по несколько большей цене, нежели медные варианты.

Расходные материалы с содержанием редких материалов, таких как висмут и сурьма, предназначаются для сложных частных случаев и используются достаточно редко.

Их цена самая высокая относительно всех других версий бессвинцого припоя.

Многие люди могут задаться вопросом: «Как выполняется пайка с использование припоя без свинца в качестве расходного материала. Стоит сказать, что процедура практически ничем не отличается от пайки с использованием классического припоя с содержанием свинца.

Предварительно нужно провести очистку рабочей поверхности и полностью высушить ее. Для этого без проблем можно использовать практически любой растворитель. Далее нужно расплавить припой на рабочую зону пайки.

После чего ему необходимо самостоятельно остыть при комнатной температуре. Следующим шагом будет являться проверка получившегося соединения на прочность и качество.

Основной отличительной особенностью использования бессвинцового припоя в отличие от классического, является использование особого режима подогрева.

Источник: http://svarkagid.com/bessvincovyj-pripoj/

Технология сварки свинца и его сплавов

» Статьи » Профессионально о сварке » Технологии сварки

Рекомендуем приобрести:

Установки для автоматической сварки продольных швов обечаек — в наличии на складе!
Высокая производительность, удобство, простота в управлении и надежность в эксплуатации.

Сварочные экраны и защитные шторки — в наличии на складе!
Защита от излучения при сварке и резке. Большой выбор.
Доставка по всей России!

Свинец — химически устойчивый материал, широко используемый в химической промышленности для облицовки ванн, сосудов, аппаратов и трубопроводов. Температура плавления свинца низкая (327 °С), при нагревании свинец легко окисляется, покрывается пленкой окиси свинца PbО, имеющей температуру плавления 850 °С.

Для сварки свинца применяют водородно-кислородное, ацетилено-воздушное, ацетилено-кислородное пламя, а также газы-заменители ацетилена: пропан-бутан, городской газ, природный газ, пары бензина и керосина. Листы толщиной до 1,5 мм свариваютвстык с отбортовкой без присадочного материала.

Листы толщиной до 6 мм сваривают встык без скоса кромок, при большей толщине применяют односторонний скос кромок под углом 30—35°. Применяют также соединения внахлестку. В качестве присадочного прутка используют проволоку или полоску свинца.

Диаметр прутка выбирают равным 2—2,5δ, где δ — толщина свариваемого металла.

Пламя не должно иметь избытка кислорода. При сварке листов мощность пламени равна 5—10, при сварке труб — 15—20 дм3/ч ацетилена на 1 мм толщины металла. Скорость сварки следует поддерживать максимально возможной (15/δ— 30/δ м/ч). Сварку ведут в нижнем или вертикальном положении. Применяют способ сварки отдельными ванночками.

При толщине металла свыше 8 мм применяют многослойную сварку. Для лучшего оплавления металла и удаления пленки окиси свинца рекомендуется применять флюс из равных частей канифоли и стеарина. При сварке внахлестку верхнюю кромку слегка отгибают и используют ее как присадочный материал.

При малых толщинах применяют ацетилено-воздушное пламя.

Для предупреждения вытекания металла при сварке свинца в положениях, отличных от нижнего, рекомендуется использовать формирующие полоски из стали, располагаемые вдоль шва, или стальные дугообразные формочки, передвигаемые по шву в процессе заполнения его металлом. Эти формочки (так называемые кристаллизаторы или холодильники) ускоряют охлаждение металла шва и облегчают его формирование.

Основные марки, структура и механические свойства сплавов свинца

Сплавы свинца характеризуются высокой плотностью, твердостью, хорошими антифрикционными свойствами, коррозионностойки.

Свинец образует со многими металлами эвтектические сплавы, с щелочными и щелочно-земельными металлами — интерметаллиды. Добавка Sb и Sn к свинцу повышает его прочность и твердость, As делает Рb дисперсионно-твердеющим, таллий уменьшает ползучесть. Наличие Sb в свинце приводит к охрупчиванию металла шва, поэтому для сварки желательно использование бессурьмянистого свинца.

Сурьмянистый свинец имеет маркировку ССу и выпускается нескольких составов в зависимости от содержания примесей и назначения (ГОСТ 1292—81). Сурьмянистый свинец общего назначения марок ССу1, ССу2, ССу3, ССу8, ССу10 содержит от 2,5 до 12 % (по массе) сурьмы в качестве основного компонента.

Для изготовления оболочек кабелей применяется сурьмянистый свинец марок ССуМ, CCyM1, ССуМ2, ССуМЗ, ССуМ10, в которых содержание сурьмы составляет от 0,15 до 0,95 % (по массе), остальных примесей еще меньше.

Сплавы свинца легкоплавки, их используют в качестве припоев марок ПОС и типографских сплавов.

Сплавы типографские безоловянные изготавливают из свинца не ниже марки С3 (ГОСТ 3778—7,7), сурьмы Су2 (ГОСТ 1089—82) и мышьяка. Химический состав типографских сплавов марок МШ1, МШ2, МШЗ, МП1, МСМ1, МЛн1, определяется ГОСТ 5188—49 Сплавы этих марок содержат 9,5—15 % Sb, I—4 % As, примеси Sn, Cu, Ni, Fe, Zn, S составляют от 0,2 до 0,6 % (по массе), остальное Pb.

Свариваемость свинца и его сплавов

Низкая теплопроводность свинца позволяет сваривать металл при небольших тепловложениях. Малая растворимость в расплавленном свинце кислорода, азота и водорода позволяет при газовой сварке использовать водородно-кислородное пламя.

Пары свинца ядовиты, поэтому сварочный пост должен быть оборудован приточно-вытяжной вентиляцией, обеспечивающей содержание свинца ниже предельно допустимых концентраций.

При сварке технического свинца металл шва получается крупнокристаллическим и малопластичным. Для повышения пластичности шва основной металл и присадочную проволоку легируют кальцием, оловом, селеном и другими модификаторами.

Подготовка под сварку

Перед сваркой свариваемые кромки должны быть зачищены до металлического блеска на ширину не менее 30 мм от каждой кромки. Допускается применение химического травления в растворе уксусной кислоты, содержащем уксуснокислый аммоний, или промывка в четыреххлористом углероде.

Очищенная поверхность свинца сохраняется незначительное время и может потребоваться повторная зачистка кромок непосредственно перед сваркой.

Сварка плавлением свинца и его сплавов может производиться в любом положении швов в пространстве. При двусторонней сварке металла толщиной до 10 мм скос кромок не производят.

Для полного провара металла толщиной более 6 мм при односторонней сварке рекомендуется производить односторонний скос кромок под углом 35° с каждой стороны с притуплением до 4 мм.

При вертикальной сварке вследствие легкоплавкости, жидкотекучести и большой удельной массы свинца следует применять передвижные формирующие планки-подкладки. Применять подкладки рекомендуется и при сварке других стыковых соединений, причем для толщины до 4 мм подкладки могут быть из асбеста.

Присадочную проволоку выбирают в соответствии с маркой свариваемого свинца.

Целесообразно присадочный металл закладывать в стык, что повышает производительность сварки и до некоторой степени предохраняет от вытекания металла.

Сварку свинца осуществляют преимущественно газовым пламенем, дугой угольным электродом или неплавящимся электродом в среде аргона.

Газовая сварка

Газовая сварка применяется для свинца и его сплавов толщиной от 0,8 до 30 мм и более. Используют ацетилено-кислородное и водородно-кислородное пламя. Как правило, газовую сварку применяют при облицовке гальванических ванн, сварке свинцовых трубопроводов небольших диаметров, наплавке свинца на черные металлы.

Ацетилено-кислородную сварку производят пламенем нормального состава (β= 1÷1,2). Мощность пламени (л/ч) W=100s, где s — толщина свариваемого металла, мм. Процесс сварки необходимо осуществлять с максимально возможной скоростью, чтобы не происходило вытекание свинца из стыка.

При толщине металла более 1,5—2 мм сварку производят в несколько слоев «левым» способом с наклоном горелки 30—45° к изделию. В качестве флюса применяют стеарин или расплав стеарина с канифолью, перед нанесением флюса на кромки свариваемые листы в стыке подогревают горелкой.

Флюс химически не реагирует со свинцом и только защищает металл от окисления.

Вследствие высокой пластичности свинца не требуется мер по борьбе со сварочными напряжениями, однако при сварке сурьмянистого свинца возможно образование трещин.

Дуговая сварка угольным электродом

Дуговая сварка угольным электродом выполняется на переменном и постоянном токе, лучшие результаты получаются на постоянном токе прямой полярности. При бесфлюсовой сварке на поверхности расплавленной ванны образуется пленка оксида свинца, которую необходимо механически удалять.

Лучшее качество швов получают при использовании флюсов — стеарин или расплав стеарина с канифолью. Металл малых толщин (до 4 мм) сваривают встык за один проход, при больших толщинах— за два или три прохода. Сварку за первый проход осуществляют без присадочного металла за счет расплавления кромок.

При втором проходе используют присадочный металл, увеличение размеров сварочной ванны достигают круговыми движениями электрода. Третий проход выполняют при сварке свинца значительных толщин.

Рекомендуется пульсирующая дуга: наряду с перемещением электрода в горизонтальной плоскости ему сообщаются небольшие колебания в вертикальной плоскости. Сварку ведут без подогрева, в начале сварки путем задержки дуги подогревают первый участок стыка. Сварку ведут без перерыва.

При случайном обрыве дуги необходимо вначале зачистить участок вокруг кратера до металлического блеска и лишь после этого продолжать сварку. С целью сглаживания сварного шва допускается его обрубка и проковка.

Режимы дуговой сварки свинца угольным электродом характеризуются малыми сварочными токами — не выше 100 А из-за возможной резки при более высоких токах и напряжении на дуге 10—12 В.

Ориентировочные режимы дуговой сварки свинца угольным электродом приведены в табл. 29.1.

Для механизации сварочных работ рекомендуется использовать дуговую сварку неплавящимся электродом в среде инертных газов. Сварку свинца малых толщин (до 3 мм) во всех пространственных положениях выполняют короткой дугой на постоянном токе прямой полярности в среде аргона.

Импульсно-дуговая сварка

Импульсно-дуговая сварка осуществляется точками, поэтому большое влияние на проплавляющую способность дуги оказывает величина шага точек: при толщине свариваемых листов 3 мм рекомендуется шаг 2,5—3,5 мм, при 5 мм — 1,5—2,5 мм. При большем шаге снижается величина провара. Для обеспечения максимальной проплавляющей способности дуги форма импульса тока должна приближаться к прямоугольной.

Холодная сварка свинца

Холодная сварка свинца используется для малых толщин—до 2—2,5 мм. Минимальная величина деформации при этом составляет 84%. Холодная сварка сдвигом позволяет снизить величину деформации до 50 %.

Скорость нагружения мало влияет на деформируемость и прочность сварных соединений из свинца.

Прочность сварных соединений составляет σв = 29÷49 МПа и близка к прочности основного металла, на уровне основного металла находятся электропроводность и другие свойства.

Свинец можно сваривать взрывом.

Волченко В.Н. «Сварка и свариваемые материалы», том 1. -М. 1991

Источник: https://www.autowelding.ru/publ/1/1/2-1-0-3

Понравилась статья? Поделить с друзьями: