Пайка чугуна латунью в домашних условиях

Промышленная пайка чугуна считается трудоёмким и утомительным занятием, что объясняется особенностями структуры выплавляемого материала. Для чугуна характерно наличие в его составе графита, который ограничивает доступ припоя к поверхности.

В связи с этим перед началом паяльных работ этот материал обязательно проходит пескоструйную обработку. По завершении этой процедуры сварка (пайка) чугуна заметно облегчается, поскольку графита на его поверхности практически не остаётся.

При низких температурах

При низкотемпературном методе сплавления чугуна его поверхность подвергается предварительной обработке, для чего используют специальный флюс.

Помимо обработки флюсом может применяться электрохимический метод, состоящий в помещении заготовок чугуна в особые соляные ванны. По завершении этих операций подготавливаемая к пайке поверхность обезжиривается ацетоном.

Для качественного обезжиривания чугуна перед пайкой также может использоваться раствор щелочей или авиационный бензин.

Для обработки подготовленного материала потребуется один из двух инструментов:

• специальный паяльник мощность до 1 киловатта (для пайки);
• газовая горелка, используемая при сварке чугунных деталей.

В тех случаях, когда в припое присутствуют сложные соли хлора, олова или меди для пайки чугуна рекомендуется применять флюсы, изготовленные на основе хлористого цинка.

Чтобы облегчить процедуру сплавления, можно воспользоваться методом контактного омеднения с использованием медного купороса.

Высокотемпературный режим

Для пайки чугуна в условиях высокой температуры, как правило, применяется латунь или подобные ей присадочные сплавы. Значительно реже применяются те же сплавы, но с добавками серебра или никеля.

При пайке чугуна латунью удаётся получить достаточно прочное соединение с относительно небольшим разогревом.

Чтобы нейтрализовать графит, на поверхности подготавливаемой к пайке детали также можно применять активные флюсы под обозначениями П209 и ПВ285Х.

Помимо того, что в этом случае необходимость в специальной обработке обычно отпадает – чугунная заготовка к тому же приобретает особую жаропрочность, выдерживая разогрев до 900 ℃.

При этом подходе следует избегать применения материалов на медной основе, имеющих значительно более высокую точку плавления. Кроме того, категорически запрещён припой на основе активного фосфора, наличие которого приводит к образованию хрупкого соединения.

Для разогрева чугуна перед сваркой и пайкой используют обычную паяльную лампу или классическую газовую горелку, работающую с образованием нейтрального пламени. С целью повышения прочности швов рекомендуется производить дополнительный их отжиг при 700…750 ℃.

Дефектные зоны

При необходимости восстановления дефектных и пористых участков чугуна удобнее воспользоваться мягким оловянно-свинцовым припоем с небольшим добавлением сурьмы, выпускаемым под обозначением ПОС3О (в нем 30% олова).

А функцию флюса для пайки в данном конкретном случае должен выполнять хлористый цинк (точнее – его водный раствор) с добавкой соляных образований на основе олова и меди.

К восстановлению повреждённых мест переходят лишь после их предварительной обработки (зачистки и лужения). После этого подготавливаемую поверхность следует обезжирить бензином, а затем нанести на неё флюсовый состав.

Перед пайкой рабочая зона нагревается газовой горелкой до состояния расплава присадочного материала. На заключительном этапе работ все имеющиеся дефекты запаивают. Выбор инструмента для пайки здесь не имеет значения.

Обработка дерева и металла

Пайка представляет собой процесс соединения деталей нагревом до температуры плавления припоя, заполняющего зазор между соединяемыми деталями. Основной металл при пайке не плавится. В качестве припоев используют специальные чугунные материалы (НЧ-2, УНЧ -2), латунные припои (ЛОК59-1-03, ЛОМНА -49-08-Ю-4-04), легкоплавкие оловянисто-свинцовые припои ( ПОС -ЗО, ПОС -40), а также цинковые припои.

Пайка чугуна применяется в тех случаях, когда прочность сварного соединения обеспечивается без расплавления основного металла. Подготовленная под пайку поверхность подогревается пламенем газовой горелки до температуры плавления чугунного или латунного припоя (800—950 °С). Вначале следует образовать отдельные расплавленные капли припоя, которые должны с помощью флюсов легко растекаться тонким слоем по кромке чугунного изделия. Для того чтобы материал припоя проникал в поры чугуна и лучше его смачивал, во флюс добавляют активные вещества, способствующие смачиваемости чугуна и получению относительно прочной связи между припоем и основным металлом.

Пайку чугунными припоями целесообразно применять для исправления мелких дефектов на обработанных поверхностях чугунных деталей при необходимости получения структуры чугуна в наплавленном металле.

Прутки УНЧ -2 по сравнению с прутками НЧ-2 обеспечивают более плотную наплавку за счет низкого содержания серы.

При пайке чугунным прутком с тугоплавким флюсом ФСЧ -2 создается тонкая закалочная структура в зоне сплавления; при использовании флюса МАФ -1 закалочного участка не образуется.

Пайка латунным припоем производится при меньшей температуре нагрева (650—750 °С), чем пайка чугуном. Снижение температуры плавления латуни достигается за счет применения флюсов ФПСЧ -1 или ФПСЧ -2, которые плавятся при указанных температурах, частично растворяют припой, смачивают поверхность чугуна и образуют низкотемпературную металлическую связь на границе чугун — латунь.

Для лучшего сцепления чугуна с латунью графит с поверхности кромок предварительно выжигают газовым пламенем с избытком кислорода. Затем в разделку вносят флюс; после расплавления флюса расплавляют латунный припой, который образует жидкую ванну и заполняет разделку. Наплавленный металл сразу же после сварки при температуре 600—700 °С проковывают ручным медным молотком.

Пайка легкоплавкими оловянисто-свинцовыми и цинковым припоями находит ограниченное применение при устранении дефектов в чугунных деталях. Этот способ пайки применяют в трех случаях, когда нет возможности использовать другие, более совершенные способы. Пайка чугуна легкоплавкими припоями затруднена плохим смачиванием его поверхности; этот способ пайки дает низкую прочность соединения.

Пайке поддаются серый, ковкий и высокопрочный чугуны. Белый чугун паяют редко. Вообще говоря, чугун паяется с трудом и требует специальной подготовки поверхности. При температурах мягкой пайки никаких структурных изменений в чугуне не происходит.

Пайка чугуна

Основная трудность при пайке чугуна — наличие в его структуре графита, затрудняющего смачивание поверхности основного металла расплавленным припоем. Для удаления графита обычно применяют пескоструйную обработку с последующим выжиганием графита окислительным пламенем газовой горелки или удаление его электрохимической обработкой в соляной ванне при 450 . 510 °С. При низкотемпературной пайке чугуна оловянно-свинцовыми или другими легкоплавкими припоями паяемые поверхности можно подготовить путем их обработки флюсами ПВ209 или ПВ284Х при 600 . 700 °С или электрохимическим методом в соляной ванне, а затем обезжирить бензином, ацетоном или раствором щелочи. Пайку нужно производить паяльником или газовой горелкой с применением флюсов на основе хлористого цинка. Наиболее просто пайку чугуна осуществляют при использовании флюсов на основе хлористого цинка с добавками хлористых солей меди и олова. Для облегчения пайки легкоплавкими припоями применяют гальваническое лужение или контактное меднение в растворе медного купороса.

Высокотемпературную пайку чугуна производят припоями на основе меди, например латунью. Иногда применяют серебряные припои, которые содержат никель, имеют сравнительно низкие температуры плавления и образуют прочные паяные соединения. При высокотемпературной пайке чугуна более целесообразно применять такие активные флюсы, как ПВ209 и ПВ284Х, которые растворяют графит на поверхности чугуна в процессе пайки, благодаря чему обеспечивается надежное смачивание припоем соединяемых поверхностей. Главное преимущество пайки чугунов серебряными припоями с флюсами ПВ209 или ПВ284Х в том, что нет необходимости принимать меры по удалению графита, а также и в том, что при пайке серебряными припоями при температурах до 900 °С чугун не перегревается. Перегрев чугуна связан со структурными превращениями, что при последующем его охлаждении ведет к выделению хрупкого цементита. Поэтому применение меди для пайки чугунов следует ограничивать ввиду высокой температуры ее плавления. Припои, содержащие фосфор, не применяют вообще из-за образования в швах хрупких железофосфорных соединений.

Нагрев при пайке чугуна можно производить газовой горелкой или паяльной лампой до температуры не выше 900 °С; при этом пламя должно быть только нейтральным. Для снятия внутренних напряжений и упрочнения паяных соединений чугунные изделия сразу же после пайки подвергают отжигу при 700 . 750 °С в течение 20 мин. Пайку в печах с контролируемой атмосферой производят с флюсом, который улучшает смачивание основного металла и затекание припоя в зазор.

Пайку дефектных участков (усадочных раковин, пор и трещин) чугунных литых деталей осуществляют с применением оловянно-свинцовых припоев. Чаще всего применяют припой ПОСЗО с использованием в качестве флюса водного раствора хлористого цинка с добавками хлористых солей меди и олова. Паяют только после механической зачистки и лужения соединяемых поверхностей. Последовательность лужения: места пайки очищают от литейной корки проволочной щеткой; очищенную поверхность обезжиривают бензином или раствором щелочи и затем наносят флюс; равномерно прогревают место пайки газовой горелкой до температуры, при которой начинает плавиться припой; после лужения дефекты запаивают, применяя для этой цели паяльник или горелку. После пайки изделие тщательно промывают горячей и холодной водой.