Серебряный припой для ремонта

Серебряный припой

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

Разновидности

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

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

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

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

Физико-химические свойства и состав серебряного припоя

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

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

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

Технические характеристики

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

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

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

Особенности выбора

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

Пайка ювелирных изделий

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

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

Достоинства

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

От состава и процентного содержания присадок зависят достоинства конкретного припоя.

Общими достоинствами серебряных припоев являются:

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

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

Процентное содержание серебра

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

Низкое содержание

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

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

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

Средний процент серебра

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

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

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

Высокий процент серебра

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

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

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

Какие флюсы подходят

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

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

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

Паяльную пасту можно приготовить следующим образом:

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

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

Применяется также состав, содержащий:

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

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

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

Технология создания серебряного припоя в домашних условиях

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

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

Нарезание серебряного припоя

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

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

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

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

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

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

При самостоятельном изготовлении припоя следует соблюдать следующие меры предосторожности:

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

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

Материалы и инструменты для создания припоя

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

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

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

Источник

Как паять серебро?

Всем привет! Сегодня немного расскажу как паять серебро оловом своими руками. Такой вопрос часто возникает, когда женская половина просит спаять серебряное кольцо, цепочку или серьги. Для любого радиолюбителя это вызов и повод достать баночки с флюсами.

Когда можно паять серебро?

Серебро является достаточно мягким металлом, поэтому изделия из него часто ломаются. Например, порвавшуюся цепочку, серьги или треснувшее серебряное кольцо просто относят в ювелирную мастерскую. Но при определенных навыках пайки вполне можно починить изделие в домашних условиях.

Украшения из серебра оловом нужно паять очень осторожно, чтобы не испортить их. Серебро имеет свои особенности и работа с ним происходит несколько иначе, чем, например, с привычным для ремонтников оловом.

Инструменты для пайки серебра

Виды припоя для серебра

Крайне важно выбрать подходящий припой для серебра. В качестве припоя нельзя использовать лом серебра, так как припой должен обладать меньшей температурой плавления, чем материал, который предполагается спаять.

Температура плавления серебра составляет +960 градусов по Цельсию.

Для такого тугоплавкого металла необходим особый припой. Как правило, это сплавы серебра с другими металлами. Такие сплавы приближаются к серебру по надежности, прочности и устойчивости паяного соединения к коррозии.

Чем больше процентное содержание серебра, тем более прочным считается припой. В зависимости от изменения доли серебра меняются и температура плавления, плотность, удельное сопротивление.

В связи с этим чаще всего используют ПСР-3, ПСР-10, ПСР-15, ПСР-25 (число означает содержание серебра в процентах). Если необходима особая прочность соединения и высокая защита от коррозии, то можно взять ПСР-72.

В продаже существует порошкообразные припои, а также состоящие из отдельных кусочков размером в 2-3 мм. Иногда встречаются припои, имеющие форму проволоки или листов. В таком случае подготовить куски нужного размера нужно будет самостоятельно с помощью кусачек.

Для качественной пайки необходимо обеспечить в месте соединения удаление окислов с помощью флюса. Проще всего сделать флюс своими руками из порошковой буры (декагидрат тетрабората натрия) и поташа (карбонат натрия). Компоненты следует смешать в равных частях, предварительно растерев кристаллики буры в мелкий порошок.

Также можно использовать более эффективный магазинный флюс ПВ-209, имеющий повышенную активность. Он состоит из борного ангидрида (до 35%), фтористого калия (до 42%) и тетрабората калия (до 23%). Для получения необходимой консистенции данный флюс следует развести водой либо глицерином.

Одним из самых распространенных готовых флюсов считается канифольный. Это вещество представляет собой особую смолу, образующую пленку на месте пайки, которая препятствует контакту с окружающим кислородом.

Паяльник

При пайке необходимо создать надежное соединение деталей. Если мощность паяльника окажется недостаточной, то образуется холодная пайка и соединение будет не прочнее клея. Как правило, с помощью паяльника можно соединить лишь мелкие детали, используя малое количество серебряного припоя. Пример в следующем видеоролике.

Газовая горелка

Для полноценного расплавления серебряного припоя лучше использовать компактную газовую горелку, имеющую температуру пламени до 1300 градусов Цельсия.

Чаще всего такие горелки заправляют пропаном, но также допускается бутан-пропановая смесь. Для получения более высоких температур используют газовые смеси на основе ацетилена, которые дают пламя с температурой около 2000 градусов Цельсия. Чтобы спаять серебряные изделия, достаточно обычного пропана.

Часто пропан продается в баллончике. На горелке существует специальная система регулировки и наконечник горелки, чтобы пламя подавалось направленно и равномерно. Также регулировать пламя можно при помощи насадок. Для пайки можно установить насадку с плоским носиком.

Способы пайки серебра

Сам процесс пайки серебра мало чем отличается от пайки других металлов, однако существуют некоторые нюансы при работе с паяльником в отличие от газовой горелки.

Пайка серебра паяльником

Предварительно необходимо установить на паяльник тонкое жало. Если мощность паяльника 40 — 60 Вт, то рекомендуется использовать припой ПСР-3, температура плавления которого составляет 315 градусов Цельсия. Этот припой также удобен тем, что внутри него находится смола, исполняющая функции флюса и защищающая сплав от окисления.

Не стоит при починке серебряного изделия в домашних условиях использовать оловянно-свинцовый припой (например ПОС-60 ). Такое соединение может оказаться непрочным, поэтому прибегать к этому припою следует лишь в крайнем случае. Тем более свинец быстро окисляется и дает темный матовый цвет.

Приступая к пайке серебра в домашних условиях, необходимо осуществить следующие действия:

1. Тщательно очистить поверхности соединяемых деталей из серебра от различных загрязнений и окислов, обезжирить;
2. Нагреть место соединения так, чтобы температура в точке пайки серебра стала выше температуры плавления припоя;
3. Подать на место соединения припой вместе с флюсом , удобнее иметь трубчатый серебрянный припой;
4. Прогреть образовавшийся стык паяльником, добиваясь расплавления припоя и его распределения между серебряными деталями;
5. Дождаться остывания изделия и полировать место соединения, чтобы не было видно следов пайки.

Пайка газовой горелкой

Пайка газовой горелкой с оловом дает более надежное соединение, но требует большего внимания и навыков:

1. Необходимо зачистить поверхности соединяемых деталей от черноты, загрязнений и окислов;
2. Нанести на место соединения флюс, который может быть как покупным, так и приготовленным самостоятельно;
3. Уложить на место спаивания кусочек припоя необходимого размера;
4. Аккуратно прогревать изделие вокруг места пайки, следя за положением припоя, чтобы не допустить его сдувания пламенем;
5. Когда припой начнет расплавляться, следует увеличить пламя до тех пор, пока припой не образует равномерный шов с блестящей поверхностью;
6. После завершения пайки дать остыть и почистить место соединения, чтобы убрать следы флюса . Далее можно заполировать излишки олова.

Прочность паяного соединения

Стоит отметить, что припои из сплавов серебра с медью и цинком достаточно универсальны и могут паять любые металлы. Серебряный припой имеет достоинства в виде высокой прочности, скорости растекания, смачиваемости и устойчивости к коррозии. Паяное соединение с оловом, содержащим серебро получается прочнее свинцового. Недостатком серебряного припоя являются высокая температура плавления и значительная стоимость, поскольку серебро – драгоценный металл.

Прочностные характеристики припоя ПСР-1,4 в сравнении с другими припоями показаны в таблице ниже. Даже содержание серебра 1,4 % в припое заметно повышает временное сопротивление разрыву при сохранении низкой температуры плавления.

Число в названии припоя обозначает процентное содержание серебра в нем. Так, сплавы ПСР-2.5, ПСР-15 и ПСР-25 можно использовать при пайке изделий, которые не испытывают значительных нагрузок на шов. Для получения высокопрочного соединения используют припой ПСР-45, состоящий из 45% серебра, 30% меди и 25% цинка. Он обладает высокой вязкостью, ковкостью и текучестью. Паяное соединение будет обладать устойчивостью к коррозии, растяжениям, вибрации и ударам. Припои ПСР-65 или ПСР-80 обладают еще более высокими прочностными свойствами, однако имеют высокую стоимость.

Надо сказать, что серебряный припой весьма сложно найти в продаже, но его можно сделать самостоятельно. Как сделать серебряный припой самостоятельно и как паять газовой горелкой можно посмотреть в видеоролике.

Источник