Какие припои применяют для пайки меди?

Припой для пайки меди должен представлять собой чистый металл или сплав с более низкой температурой плавления, чем у деталей, которые он соединяет. Во время пайки он, находясь в расплавленном состоянии, заполняет промежуток между спаиваемыми деталями, а после отвердевания скрепляет их. Припой, изготовленный из чистого металла, переходит в жидкое состояние при вполне определенной температуре, а сплавы обычно размягчаются постепенно, в определенном температурном диапазоне.

Медь – это металл с низкой температурой плавления, чем и обусловлена простота ее пайки.

Для того чтобы сцепление спаиваемых деталей было высококачественным, расправленный припой обязан растечься по их поверхностям, «смочить» их. Для удаления пленок оксидов и других загрязнений, препятствующих смачиванию, применяются флюсы. Широкое распространение соединения деталей с помощью пайки обусловлено рядом достоинств этого процесса:

• сохранение формы и размеров спаиваемых деталей, поскольку сами они не плавятся;
• может быть получено соединение без коробления и заметных внутренних напряжений;
• прочность соединения и производительность процесса;
• начальная температура спаиваемых деталей практически не влияет на качество процесса;
• возможность соединения между собой не только металлов в различных сочетаниях, но и металлов с неметаллами;
• в большинстве случаев спаянные детали можно при необходимости распаять.

Читайте также:

Как производится лазерная сварка.

Как варить электродами по алюминию.

О сварке титана читайте здесь.

Пайка меди и ее особенности

График температуры плавления меди.

Изделия из меди очень хорошо поддаются пайке. Дело в том, что медь – химически малоактивный металл, даже при нагревании и плавке слабо реагирует с кислородом, содержащимся в воздухе, и другими химически активными веществами. Именно поэтому ее сравнительно легко можно очистить от оксидов и загрязнений, не используя при этом агрессивные и сложные флюсы.

К тому же существует достаточно много металлов и сплавов с низкой температурой плавления, прекрасно смачивающих в расплавленном состоянии медь. Благодаря этому с медными деталями можно осуществлять практически любые виды пайки, используя для этого очень большое количество разнообразных припоев. Можно получить паяные швы с очень широким спектром свойств. Недаром более 97% всех паек в мире осуществляются для соединения между собой деталей, изготовленных из меди или сплавов, основой которых она является.

Припой для пайки меди

Физические свойства паяного соединения, его надежность в значительной степени определяются тем, на основе какого металла или сплава оно было создано в этом случае. Все припои, которыми производится пайка меди, разделяются на два вида:

Припой для меди необходимо выбирать исходя из их состава и температуры плавления.

1. Низкотемпературные, которые плавятся при температурах не более 450^°C. Прочность шва, создаваемого при такой спайке, сравнительно невелика, но зато, благодаря сравнительно невысокой температуре, не меняются физические свойства спаиваемых деталей, прежде всего их прочность.
2. Припои, имеющие более высокую температуру плавления, считаются высокотемпературными. Прочность шва при этой спайке выше, но существует вероятность уменьшения прочности спаиваемых деталей в результате их отжига.

Что касается их химического состава, то чаще всего применяются следующие виды:

• оловянные, свинцовые и свинцово-оловянные;
• оловянно-медные, оловянно-серебряные и оловянно-медно-серебряные;
• медно-серебряно-цинковые и медно-фосфорные;
• серебряные.

Припои из первой группы являются низкотемпературными и используются наиболее часто для пайки радиоэлектронных схем. Они же обычно используются в быту для починки разнообразных металлических изделий. При изготовлении печатных схем, для снижения температуры плавления, к сплаву часто добавляется кадмий или висмут.

Остальные из перечисленных металлов и сплавов в домашних условиях чаще всего применяют для соединения трубопроводов, изготовленных из меди. Для их надежной, прочной и легкой стыковки между собой разработана капиллярная техника соединения, которая может быть как низко- так и высокотемпературной.

Пайка медных труб при помощи припоя.

При вставке трубы в фитинг промежуток, остающийся между ними, имеет ширину не более чем 0,4 мм. Благодаря этому при пайке возникает капиллярный эффект: расплавленный припой заполняет все это пространство. Происходит это потому, что силы взаимодействия между молекулами меди и расплавленного металла больше, чем между молекулами самого расплава.

Благодаря этому эффекту расплав почти мгновенно заполняет весь промежуток между трубой и фитингом, а соединение в результате получается прочным и надежным. Нужно только проследить, чтобы соединяемые поверхности были предварительно хорошо зачищены и были использованы соответствующие флюсы.

Поскольку свинец токсичен, применять содержащие его сплавы для монтажа водопроводов для питьевой воды нельзя. На деле соединение медных трубопроводов осуществляется с помощью всего четырех видов припоев:

1. Оловянно-медные (S-SN97Cu3) и оловянно-серебряные (S-Sn97Ag5) относятся к низкотемпературным. Соединение выходит прочным и стойким к коррозии.
2. Медно-серебряно-цинковый L-Ag44 (серебро – 44%, медь – 30% и цинк – 26%) относится к высокотемпературным. Соединение прочное, пластичное, коррозиестойкое, обладает повышенной теплопроводностью.
3. Медно-фосфорные CP203 (медь – 94% и фосфор – 6%) относятся к высокотемпературным и могут использоваться без флюсов. Шов прочный, но его эластичность уменьшается при низких температурах.
4. Высокотемпературный серебряный припой для пайки дает прочный, пластичный и стойкий к коррозии шов, но он дорог. Флюс при пайке необходим.

Этим перечень металлов и сплавов, которыми осуществляется пайка меди, не ограничивается. Их существует достаточно много, но в домашних условиях они практически не применяются.