Пайка меди: Основы, которые вы должны знать

I. Медь и медные сплавы Медь и ее сплавы широко используются благодаря своей исключительной электропроводности, теплопроводности, коррозионной стойкости и пластичности. Эти сплавы можно разделить на четыре категории: красная медь, латунь, бронза и белая медь. II. Свойства меди и медных сплавов 1. Красная медь Красная медь - это [...].

Оглавление

I. Cмедь и медные сплавы

Медь и ее сплавы широко используются благодаря своей исключительной электропроводности, теплопроводности, коррозионной стойкости и пластичности. Эти сплавы можно разделить на четыре категории: красная медь, латунь, бронза и белая медь.

II. Свойства материалов из меди и медных сплавов

1. Красная медь

Красная медь - это чистый вид меди с содержанием меди не менее 99,5%.

По содержанию кислорода медь можно разделить на чистую и бескислородную.

Cu2На поверхности красной меди могут образовываться оксиды O и CuO.

При комнатной температуре медная поверхность покрывается Cu2O.

При высоких температурах оксидная окалина состоит из двух слоев: внешнего - CuO и внутреннего - Cu2O.

Важно отметить, что чистую медь нельзя паять в водородсодержащей восстановительной атмосфере.

2. Латунь

Латунь - это медно-цинковый сплав, который обладает большей прочностью, твердостью и коррозионной стойкостью по сравнению с красной медью, сохраняя при этом прочность и высокую коррозионную стойкость.

Металлографическая диаграмма латуни

3. Специальная латунь

(1) Оловянная латунь:

Оловянная латунь содержит примерно 1% олова (Sn), и присутствие олова не изменяет состав поверхностных оксидов.

Паяемость оловянной латуни сравнима с паяемостью латуни, что делает ее легкой для пайки.

(2) Свинцовая латунь:

Свинцовая латунь содержит свинец, который при нагревании образует липкий шлак, ухудшающий смачиваемость и текучесть припоя.

Важно выбрать правильный флюс, чтобы обеспечить надлежащую текучесть.

(3) Марганцевая латунь:

Поверхность марганцевой латуни состоит из оксида цинка и оксида марганца.

Оксид марганца относительно стабилен и трудно поддается удалению, поэтому необходимо использовать активные пайка флюс для обеспечения смачиваемости присадочного металла.

4. Бронза

Существуют различные виды бронзыКаждый из них имеет различные элементы сплава, что влияет на их паяемость.

Если в качестве легирующего элемента добавляется олово или небольшое количество хрома или кадмия, это оказывает минимальное влияние на паяемость и, как правило, легче поддается пайке.

Однако если в качестве дополнительного элемента используется алюминий, особенно при высоком содержании алюминия (до 10%), оксид алюминия на поверхности трудно удалить, что приводит к ухудшению паяемости.

В таких случаях необходимо использовать специальный флюс для пайки.

Например, когда кремний добавляется для получения кремниевой бронзы, она становится очень чувствительной к горячей хрупкости и растрескиванию под напряжением при контакте с расплавленным припоем.

Другой пример - когда в качестве дополнительного элемента сплава используется бериллий.

Хотя образуется относительно стабильный оксид BeO, для удаления оксидной пленки достаточно обычного паяльного флюса.

5. Белая медь

Белая медь Это сплав меди и никеля, обладающий превосходными комплексными механическими свойствами.

Он содержит никель.

При выборе присадочного металла следует избегать металлов, содержащих фосфор, таких как медно-фосфорный присадочный металл и медно-фосфорно-серебряный присадочный металл.

Белая медь очень чувствительна к горячему растрескиванию и растрескиванию под напряжением при воздействии расплавленного припоя.

III. Типичные составы меди и медных сплавов и их термическая обработка

ИмяКодПервичный химический состав (в массовых процентах, %)Температура плавления/℃Термообработка
ω(Cu)ω(Zn)ω(Sn)ω(Pb)ω(Mn)ω(Al)ω(Ni)Другие
Чистая медьT1≤99.95------20.021083Отжиг: 450~520℃
T2≤99.90------20.061083Отжиг: 500~630℃
Бескислородная медьTU1≤99.97------20.0031083Вакуумный отжиг: 500℃
TU2≤99.95------20.0031083
ТУМН≤99.60---0.1~0.3--20.0031083
ЛатуньH9695~97Рем.------1056~1071Отжиг: 600℃
H6867~70Рем.------910~939Отжиг: 600℃
H6260.5~63.5Рем.------899~906Отжиг: 600℃
Олово ЛатуньHSn62-161~63Рем.0.7~1.1-----886~907Отжиг: 600℃
Свинцовая латуньHPb59-157~60Рем.-0.8~1.9----886~901Отжиг: 600℃
Марганцевая латуньHMn58-257~60Рем.--1~2---866~881Отжиг: 600℃
Оловянная бронзаQSn6.5-0.1Рем.-6~7----P: 0.1~0.25~996Отжиг: 500~620℃
QSn4-3Рем.2.7~3.33.5~4.5-----~1046
Алюминий БронзаQAl9-2Рем.---1.5~2.58~10--~1061Отжиг: 700~750℃;Quenching880℃,Tempering400℃
QAl10-4-4Рем.----9.5~11-Fe: 3.5~4.5-Отжиг: 700~750℃;Quenching920℃,Tempering650℃
Бериллиевая бронзаQBe2Рем.-----0.2~0.5Be: 1.9~2.2865~956Закалка: 800℃, старение: 300℃
QBe1.7Рем.-----0.2~0.4Be: 1.6~1.8-Закалка: 800℃, старение: 300℃
Кремниевая бронзаQSi3-1Рем.---1~1.5--Si: 2.75~3.5971~1026Отжиг: 600~680℃
Хромированная бронзаQCr0.5Рем.------Cr: 0.5~1.01073~1080Закалка: 950~1000℃
Старение: 400~460℃
Кадмиевая бронзаQCd1Рем.------Cd: 0.9~1.21040~1076Отжиг: 650℃
Цинк Никель СереброBZn15-20Рем.18~20----13.5~16.5-~1081Отжиг: 700℃
Марганец Никель СереброBMn40-1.5Рем.---1~2-39~40-1261Отжиг: 1050~1150℃

IV. Паяльные свойства меди и медных сплавов

Пайка меди и медных сплавов в первую очередь зависит от следующих факторов:

  1. Устойчивость оксидов, образующихся на поверхности.
  2. Влияние процесса нагрева припоя на свойства материала.
  3. Чувствительность материала к растрескиванию под напряжением.

На поверхности чистой меди могут образовываться два оксида - Cu2O и CuO. При комнатной температуре медная поверхность покрыта Cu2O, а при высоких температурах оксидная пленка разделяется на два слоя: CuO снаружи и Cu2O внутри. Оксиды меди легко удаляются, поэтому чистая медь хорошо паяется.

Кислородсодержащая медь - это рафинированная медь, полученная методом пирометаллургии и электролитически жесткой пековой меди. Она содержит от 0,02% до 0,1% кислорода по массе, который существует в виде оксида меди, образуя с медью эвтектическую организацию. Эта эвтектическая организация распределена в медной матрице в глобулярной форме.

Если паять оксидированную медь в водородосодержащей восстановительной атмосфере, водород быстро проникает в металл, восстанавливая оксид с образованием пара. Этот пар образует полости в кристаллах меди и быстро расширяется, что приводит к водородное охрупчивание. В тяжелых случаях медный материал может разрушиться.

Если атмосфера содержит окись углерода и влагу, окись углерода может восстановить пар до водорода, который затем диффундирует в металл, что приводит к водородному охрупчиванию. Поэтому кислородную медь не следует паять в атмосфере разлагающегося аммиака, эндотермической или экзотермической восстановительной атмосфере.

Длительный нагрев оксидированной меди выше 920℃ приводит к накоплению оксида меди на границах зерен, что снижает прочность и пластичность меди. Поэтому во время пайки следует избегать длительного воздействия на материал температур выше 920℃.

Медь нельзя подвергать термической обработке для придания ей прочности, поэтому для повышения прочности часто используются методы холодной обработки. Медь, закаленная холодным способом, размягчается при нагревании от 230℃ до 815℃. Степень размягчения зависит от температуры и продолжительности пребывания при этой температуре. Чем выше температура нагрева при пайке, тем мягче становится медь, закаленная холодным способом.

Бескислородная медь имеет низкое содержание кислорода, в ней отсутствуют эвтектические составляющие меди и оксида меди. Ее электропроводность и способность к холодной обработке (например, глубокая вытяжка и прядение) лучше, чем у раскисленной меди.

Бескислородную медь можно паять в водородсодержащей защитной атмосфере без водородного охрупчивания. Закаленная холодным способом бескислородная медь также размягчается при нагревании.

Обычную латунь можно разделить на три категории: низкая латунь (массовая доля цинка менее 20%), высокая латунь (доля цинка более 20%) и легированная латунь. Когда массовая доля цинка в латуни составляет менее 15%, поверхностный оксид в основном состоит из Cu2O, который содержит небольшие частицы ZnO.

Когда массовая доля цинка превышает 20%, оксид в основном состоит из ZnO. Оксид цинка также легко удаляется, поэтому пайка латуни очень хороша. Латунь не подходит для пайки в защитной атмосфере, особенно для вакуумной пайки. Это связано с тем, что цинк имеет высокое давление паров (достигает 105 Па при 907℃).

При пайке в защитной атмосфере, особенно в вакууме, цинк, содержащийся в латуни, улетучивается, поверхность становится красной, что влияет как на пайку, так и на ее свойства. Если пайка должна производиться в защитной атмосфере или в вакууме, то для предотвращения улетучивания цинка на поверхность латунных деталей следует предварительно нанести слой меди или никеля. Однако гальваническое покрытие может повлиять на прочность паяного соединения.

Пайка латуни требует использования флюса.

Оловянная латунь содержит примерно 1% ω (Sn). Присутствие олова не влияет на состав поверхностного оксида. Пайка оловянной латуни сравнима с пайкой латуни и легко поддается пайке.

Свинцовая латунь при нагревании образует липкий осадок, который нарушает смачиваемость и текучесть паяльного материала, поэтому для обеспечения смачиваемости паяльного материала необходимо выбрать соответствующий флюс. При нагревании свинцовая латунь склонна к образованию трещин под напряжением. Чувствительность к горячему растрескиванию прямо пропорциональна содержанию свинца.

Поэтому внутреннее напряжение свинцовой латуни при пайке должны быть сведены к минимуму, например, путем отжига перед сваркой для снятия напряжения, вызванного обработкой деталей. Температура нагрева должна быть как можно более равномерной, чтобы уменьшить тепловое напряжение. Эффект пайки будет плохим, если ω (Pb) > 3%. Для свинцовой латуни с ω (Pb) > 5% пайка не рекомендуется.

Поверхность марганцевой латуни состоит из оксида цинка и оксида марганца. Оксид марганца относительно стабилен и трудно удаляется, поэтому для обеспечения смачиваемости припоя следует использовать высокоактивный флюс.

Оловянная бронза QSn6.5-0.1 образует на своей поверхности два оксида: внутренний слой SnO2 и внешний слой оксида меди. Эти оксиды легко удаляются, сплав хорошо паяется и подходит для различных методов пайки, включая пайку с газовой защитой и вакуумную пайку.

Для пайки на воздухе можно использовать обычные флюсы. Чтобы избежать растрескивания, детали из фосфорсодержащей оловянистой бронзы перед пайкой следует снять напряжение при температуре примерно 290-340℃.

Алюминиевая бронза содержит значительное количество алюминия (до 10% по массе), образуя на поверхности оксидный слой, состоящий в основном из оксида алюминия, который трудно удалить. Поэтому, пайка алюминия бронзы является довольно сложной задачей. Оксид алюминия не может быть восстановлен в защитной атмосфере и не может быть удален вакуумным нагревом, что требует применения специализированного флюса.

Если детали из алюминиевой бронзы паяются в закалка и отпуск состоянии, температура пайки не должна превышать температуру отпуска. Например, температура отпуска QAl9-2 составляет 400℃.

Если температура пайки превышает 400℃, основной материал размягчается. Если пайка производится при высоких температурах, температура пайки должна соответствовать температуре закалки (880℃) с последующим отпуском, чтобы достичь желаемых механических свойств основного материала. Это необходимо учитывать при выборе материала для пайки.

Хотя на поверхности бериллиевой бронзы образуется относительно устойчивый оксид BeO, обычный флюс по-прежнему удовлетворяет требованию удаления оксидной пленки. Бериллиевая бронза часто используется в ситуациях, когда детали требуют эластичности.

Чтобы избежать снижения этого свойства, температура пайки должна быть либо ниже температуры старения (300℃), либо температура пайки должна соответствовать температуре закалки, с последующей обработкой старением после пайки.

Кремниевая бронза, в основном сплав QSi3-1 с содержанием ω (Si) около 3%, образует на своей поверхности оксид, состоящий в основном из диоксида кремния. Для пайки кремниевой бронзы следует использовать тот же флюс, что и для пайки алюминиевой бронзы. Кремниевая бронза под нагрузкой чрезвычайно чувствительна к термическому растрескиванию и растрескиванию под действием расплавленного паяльного материала.

Чтобы избежать растрескивания, перед пайкой сплав следует снять напряжение при температуре 300-350℃. Следует выбрать материал для пайки с более низкой температурой плавления и использовать метод пайки, обеспечивающий равномерный нагрев.

Хромистая и кадмиевая бронзы содержат незначительное количество хрома или кадмия, которые не оказывают существенного влияния на процесс пайки. При пайке хромистой бронзы следует учитывать режим термообработки основного материала.

Температура пайки должна быть либо ниже температуры старения (460℃), либо температура пайки должна соответствовать температуре закалки (950-1000℃).

Никелевое серебро и марганцевое серебро. Никель-серебро содержит никель, и при выборе материала для пайки следует избегать фосфорсодержащих припоев, таких как медно-фосфорный припой и медно-фосфорно-серебряный припой, поскольку фосфорсодержащие припои могут легко образовывать хрупкий фосфид никеля на границе раздела фаз после пайки, снижая прочность и вязкость соединения.

Никелевое серебро чрезвычайно чувствительно как к горячему растрескиванию, так и к растрескиванию под действием расплавленного паяльного материала. Поэтому перед пайкой деталей следует снять внутреннее напряжение и выбрать материал для пайки с более низкой температурой плавления.

Детали должны нагреваться равномерно, и необходимо обеспечить свободное расширение и сжатие деталей во время нагрева и охлаждения, чтобы уменьшить тепловое напряжение при пайке.

Бракуемость обычной меди и медных сплавов

СплавПаяемость
Медь T1Превосходно
Бескислородная медь TU1Превосходно
ЛатуньH96Превосходно
H68Превосходно
H62Превосходно
Оловянная бронзаHSn62-1Превосходно
Марганцевая латуньHMn58-2Хорошо
Оловянная бронзаQSn58-2Превосходно
QSn4-3Превосходно
Свинцовая латуньHPb59-1Хорошо
алюминиевая бронзаQAl9-2Плохой
QAl10-4-4Плохой
бериллиевая бронзаQBe2Хорошо
QBe1.7Хорошо
кремниевая бронзаQSi3-1Хорошо
хромовая бронзаQCr0.5Хорошо
кадмиевая бронзаQCd11Превосходно
Цинково-медно-никелевый сплавBZn15-20Хорошо
Медно-никелевый сплавBMn40-1.5Трудности

V. Наполнитель для пайки

1. Присадочный металл для пайки на основе серебра

Припои на основе серебра широко используются благодаря умеренной температуре плавления, хорошей технологичности, прочности и жесткости, электропроводности, теплопроводности и коррозионной стойкости.

Главный элементы сплава В состав припоев на основе серебра входят медь, цинк, кадмий и олово. Медь является наиболее важным элементом сплава, поскольку она снижает температуру плавления серебра, не образуя хрупкой фазы.

Добавление цинка еще больше снижает температуру плавления.

Хотя добавление олова позволяет значительно снизить температуру плавления сплавов серебро-медь-олово, такая низкая температура плавления приводит к чрезвычайной хрупкости и невозможности практического использования.

Чтобы избежать хрупкости, содержание олова в серебряно-медно-оловянном припое обычно не превышает 10%.

Чтобы еще больше снизить температуру плавления припоя на основе серебра, в сплав серебро-медь-цинк можно добавить кадмий.

Химический состав и основные свойства присадочного металла для пайки на основе серебра

Присадочный металл для пайкиХимический состав (вес %)Температура плавления/℃Прочность на разрыв/МПаЭлектрическое сопротивление/μΩ-мТемпература пайки/℃

AgCuZnCdSnдругие
BAg72Cu.72±1Рем.779~7793750.022780~900
BAg50Cu.50±1.1Рем.779~850
BAg70Cu.70±126±1Рем.730~7553530.042
BAg65Cu.65±120±1.1Рем.685~7203840.086
BAg60Cu60 ±1Рем.10±0.5602~718 720~840
BAg50Cu50±1.134±1.1Рем.10±0.5677~7753430.076775~870
BAg45Cu45±130+1Рем.677~7433860.097745~845
BAg25CuZn.25±1.40±1Рем.745~7753530.069800~890
BAg10CuZn10±153±1.1Рем.815~8504510.065850~950
BAg50CuZnCd50±115.5±116.5±2627~6354190.072635~760
BAg45CuZnCd45±1.15±116±2.607~618620~760
BAg40CuZnCdNi40±116±0.517.8±0.5Ni0.2±0.1595~6053920.069605~705
BAg34CuZnCd35±126±121±2 607~7024110.069700~845
BAg50CuZnCdNi50±1.115.5±115.5±2Ni3±0,5632~6884310.105690~815
BAg56CuZnSn56±122±117±250.550.5618~652650~760
BAg34CuZnSn34±136±1.127+230.530.5630~730730~820
BAg50CuZnSnNi50±121.5±127±1.110.310.3Ni0.30~0.65。650~670670~770
BAg40CuZnSnNi40±125±130.5±130.330.3Ni1.30~1.65630~640.640~740

2. Медно-фосфорный припой

Медно-фосфорный присадочный металл широко используется для пайки меди и медных сплавов благодаря своим благоприятным технологическим характеристикам и экономичности.

Фосфор выполняет в меди две функции:

Во-первых, он значительно снижает температуру плавления меди.

Во-вторых, он выступает в качестве самопаяльного флюса при пайке на воздухе.

Для дальнейшего снижения температуры плавления сплава Cu-P и повышения его прочности в него также может быть добавлено серебро.

Важно отметить, что медно-фосфорные и медно-ротан-серебряные присадочные металлы могут использоваться только для пайки меди и медных сплавов и не могут применяться для пайки стали, никелевых сплавов или медно-никелевых сплавов с содержанием никеля более 10%.

Этот тип присадочного металла может привести к расслоению при медленном нагреве, поэтому лучше всего использовать метод пайки с быстрым нагревом.

Химический состав и свойства медно-фосфорных припоев

Заполняющий металлХимический состав (массовая доля) (%)Температура плавленияПрочность на разрыв МПаУдельное сопротивление/μΩ-м
CuPAgSnдругие
Bcu95P.Рем.5±0.3 710~924
Bcu93PРем.6.8~7.5 710~800470.40.28
Bcu92PSbРем.6.3±0.4Sb1.5~2.0690~800303.80.47
Bcu91AgРем.7±0.22±0.2645~810
Bcu89AgРем.5.8~6.75±0.2650~800519.40.23
Bcu80PagРем.4.8~5.315±0.5640~815499.80.12
HLAgCu70-5Рем.5±0.525±0.5650~710
HLCuP6-3Рем.5.7±0.33.5±0.5640~6800.35
Cu86SnPРем.5.3±0.57.5±0.50.8±0.4620~660
Bcu80PSnAgРем.5.3±0.55±0.510±0.5560~650
Cu77NiSnP.77.67.09.7Ni5.7591~643

3. Мягкий припой - припой на основе олова

При пайке меди припоем на основе Sn часто происходит образование интерметаллического соединения Cu6Sn5 на границе раздела между припоем и основным металлом. Поэтому важно тщательно учитывать температуру пайки и время выдержки.

При использовании паяльника слой компаунда обычно тонкий и оказывает минимальное влияние на характеристики соединения.

Латунные соединения, паянные оловянно-свинцовым присадочным металлом, прочнее медных соединений, паянных тем же присадочным металлом. Это объясняется тем, что растворение латуни в жидком присадочном металле происходит медленнее, что приводит к образованию меньшего количества хрупких интерметаллических соединений.

Присадочный металл для пайкиХимический составТемпература плавленияПрочность на разрывУдлинение
SnAgСбCu
HL60696.04.022153.0
Sn95Sb95.05.023339.243
Sn92AgCuSb92.05.01.02.025049.02.3
Sn85AgSb84.58.07.527080.48.8
Присадочный металл для пайкиХимический составТемпература плавления
97.03.0Sn
HLAgPb9797.51.5304-305
HLAgPb97.5-1.0922.51.0310-310
HLAgPb92-5.583.51.55.5287-296
HLAgPb83.5-15-1.597.03.015.0265-270

4. Мягкий припой - припой на основе кадмия

Химический состав и свойства припоя на основе кадмия

Заполняющий металлХимический состав (массовая доля) (%)Температура плавления/Прочность на разрыв/МПа
CdAgZn
HL503955 338~393112.8
HLAgCd96-19631300~325110.8
Cd79ZnAg79516270~285200
HL5089253320~360

5. Мягкий припой - бессвинцовый припой

Бессвинцовый припой для пайки медных труб

БрендСостав (массовая доля)Линия твердой фазы/℃Ликвидус/℃
E95Sn-4.5Cu-0.5Ag226360
HA94.5Sn-3Sb-1.5Zn-0.5Ag-0.5Cu215228
HB91.225Sn-5Sb-3.5Cu-0.275Ag238360
AC96.25n-3.25Bi-0.2Cu-0.35Ag206234
OA95,9Sn-3Cu-1Bi-0,1Ag215238
AM95,45n-3Cu-1Sb-0,6Ag221231

Прочность соединений меди и латуни, паянных частью мягкого припоя

Марка припояПрочность на сдвиг/МПаПрочность на разрыв/МПа
медьлатуньмедьлатунь
S-Pb80Sn18Sb220.636.388.295.1
S-Pb68Sn30Sb226.5274089.286.2
S-Pb58Sn40Sb236.345.176.478.40
S-Sn90Pb1045.144.163.768.6
S-P697Ag329.449.0
S-Cd96Ag3Zn173.557.8-
S-Sn95Sb537.2 -
S-sn85Ag8Sb782.3
S-Sn92AgSCu2Sb135.3
S-Sn96Ag4P35.339.2~49.05.339.2~49.0

VI. Паяльный флюс

Обычно используемые флюсы для пайки состоят из матрицы буры, борной кислоты или их смеси и дополняются фторидами или фтороборатами щелочных или щелочноземельных металлов для достижения соответствующей температуры активации и улучшения способности удалять оксиды.

При нагревании борная кислота (H3BO3) распадается с образованием борного ангидрида (B2O3).

Формула реакции выглядит следующим образом:

2H3BO3→B2O3+3H2O

Температура плавления борного ангидрида составляет 580°C.

Он может вступать в реакцию с оксидами меди, цинка, никеля и железа, образуя растворимый борат, который налипает на паяное соединение в виде шлака. Это не только удаляет оксидную пленку, но и обеспечивает механическую защиту.

MeO+B2O3→MeO-B2O3

Боракс Na2B4O7 плавится при температуре 741 ℃:

Na2B4O7→B2O3+2NaBO2

Борный ангидрид и оксиды металлов вступают в реакцию, образуя растворимые бораты. Метаборат натрия и бораты образуют соединения с более низкой температурой плавления, благодаря чему они легко поднимаются на поверхность паяных соединений.

MeO+2NaBO2+B2O3>(NaBO22Me(BO22

Комбинация буры и борной кислоты является широко используемым флюсом. Добавление борной кислоты позволяет снизить поверхностное натяжение бурового флюса и увеличить его распространение. Борная кислота также повышает способность остатков флюса чисто отделяться от поверхности. Однако при использовании флюса на основе буры и борной кислоты с серебряным присадочным металлом его температура плавления остается слишком высокой, а вязкость - слишком высокой.

Для дальнейшего снижения температуры плавления можно добавить фторид калия. Основная роль фторида калия заключается в снижении вязкости флюса и повышении его способности удалять оксиды. Для дальнейшего снижения температуры плавления и повышения активности флюса добавляют KBF4 могут быть добавлены.

Температура плавления KBF4 составляет 540 ℃, а плавление разлагается:

KBF4→KF+BF3

БрендСостав (массовая доля) (%)Температура действия ℃Назначение
FB101Борная кислота 30, фторборат калия 70550~850℃Флюс для серебряного припоя
FB102Безводный фторид калия 42, фторборат калия 25, борный ангидрид 35600~850℃Наиболее широко используемый флюс для серебряного припоя
FB103Флуоборат калия>95, карбонат калия<5550~750℃Для серебряных медно-цинковых кадмиевых припоев
FB104Боракс 50, борная кислота 35, фторид калия 15650~850℃Пайка с присадочным металлом на основе серебра в печи

VII. Мягкий паяльный флюс

1. Коррозионный флюс

НомерКомпонентНазначение
1ZnCl21130g, NH4Cl110g,H2O4LПайка меди и медных сплавов, стали
2ZnCl21020 г, NaCI280 г, NH4CI,HCI30g,H2O4LСварка меди и медные сплавы, сталь
3ZnCl2600 г, NaCl170 гПокрытие для пайки под давлением
4ZnCl2710 г, NH4Cl100 г, вазелин 1840 г, H2O 180 гПайка меди и медных сплавов, стали
5ZnCl21360g,NH4Cl140g, HC185g, H2O4LПайка кремниевой бронзы, алюминиевой бронзы, нержавеющей стали
6H3P04960g,H20455gПаяная марганцевая бронза, нержавеющая сталь
QJ205ZnCl250g,NH4Cl15,CdCl230,NaF6Пайка меди и медных сплавов с присадочными металлами на основе кадмия

2. Слабоагрессивный флюс

НомерКомпонентНазначение
1Гидрохлорид глутаминовой кислоты 540 г, мочевина 310 г, вода 4 лМедь, латунь, бронза
2Гидразин монобромид 280 г, вода 2550 г, неионный смачиватель 1,5 гМедь, латунь, бронза
3Молочная кислота (85%) 260г, вода 1190г, смачиватель 3гМорщинистая бронза

3. Неагрессивный флюс

Основным компонентом антикоррозийного флюса является канифоль.

Существует три широко используемых канифольных флюса:

  • Инактивированная канифоль;
  • Слабая активированная канифоль;
  • Активная канифоль.

VIII. Подготовка поверхности

  • Обезжиривание растворителем или щелочным раствором применимо для меди и медных сплавов.
  • Для удаления окислов можно использовать механические методы, проволочные щетки и пескоструйную обработку.
  • Кремниевая латунь;
  • Хромированная бронза и медно-никелевый сплав;
  • Алюминиевая бронза бериллиевая бронза;
  • Медь, латунь, оловянная бронза.

IX. Процесс пайки

Медь и ее сплавы можно паять различными методами, такими как пайка железом, погружная пайка, пайка пламенем, индукционная пайка, пайка сопротивлением, пайка в печи, пайка контактной реакцией и другие. Однако при высокочастотной пайке из-за низкого сопротивления меди требуется большой ток нагрева.

X. Технология пайки меди и медных сплавов

1. Медь

При пайке меди согласование присадочного металла и флюса осуществляется следующим образом:

При пайке чистых поверхностей, особенно оловянно-свинцовыми и оловянно-серебряными припоями, можно использовать канифольный флюс. Для других поверхностей можно использовать активную канифоль, слабый коррозионный флюс или коррозионный флюс.

Важно отметить, что чистую медь не следует паять в восстановительной атмосфере, за исключением бескислородной меди, чтобы избежать водородного охрупчивания.

2. Латунь

Присадочный металл и флюс, используемые для пайки латуни, в целом аналогичны тем, что применяются для пайки меди. Однако следует отметить, что из-за наличия оксида цинка на поверхности латуни ее нельзя паять неактивной канифолью. Кроме того, при пайке медно-фосфорными и серебряными припоями необходимо использовать флюс FB102.

3. Марганцевая латунь

Для пайки оловянно-свинцовыми припоями следует использовать флюс на основе раствора фосфорной кислоты. Для пайки свинцом необходимо использовать паяльный флюс на основе раствора оксида цинка. Паяльный флюс Q205 используется для пайки на основе кадмия. Припои BAg45CuCdNi и BAg45CuCd следует паять с флюсом FB102 или FB103. Другие припои на основе серебра, а также медно-фосфорные и медно-фосфорно-серебряные припои следует паять с флюсом FB102. Рекомендуется паять с использованием флюса FB104 в защитной атмосфере в печи.

4. Бериллиевая бронза

При пайке бериллиевой бронзы, находящейся в состоянии старения под закалку мягким припоем, важно выбрать присадочный металл с температурой плавления ниже 300°C. Предпочтительной комбинацией для такого применения является 63Sn-37Pb в сочетании со слабым коррозионным флюсом или коррозионным флюсом.

Кроме того, пайка и обработка раствором должны проводиться одновременно во время процесс пайки.

5. Хромированная бронза

Мягкая пайка оказывает минимальное влияние на эксплуатационные характеристики бериллиевой бронзы, поэтому для пайки можно использовать мягкие припои и флюсы, аналогичные тем, что применяются для бериллиевой бронзы.

Важно отметить, что пайку хромистой бронзы следует производить не в состоянии старения в растворе, а в состоянии обработки раствором с последующим старением.

При использовании метода быстрого нагрева для пайки рекомендуется применять серебряный припой с самой низкой температурой плавления, например BAgA0 CuZnCdNi.

6. Кадмиевая и оловянная бронза

Пайка оловянистой бронзы аналогична пайке меди и латуни, но с дополнительным преимуществом - предотвращением водородного охрупчивания и улетучивания цинка при пайке в защитной атмосфере.

Однако следует отметить, что оловянные бронзы, содержащие фосфор, склонны к растрескиванию под напряжением.

7. Кремниевая бронза

Для пайки мягким припоем рекомендуется использовать сильный коррозионный флюс, содержащий соляную кислоту.

При пайке существует тенденция к растрескиванию под напряжением и межкристаллитному проникновению в присадочный металл. Температура пайки должна быть ниже 760°C.

Можно использовать серебряные припои с более низкой температурой плавления, такие как BAg65CuZn, BAg50 CuZnCd, BAg40 CuZnCdNi и BAg56 CuZnSn. Чем ниже температура плавления, тем лучше.

Для достижения оптимальных результатов рекомендуется использовать флюсы FB102 и FB103.

8. Алюминиевая бронза

При пайке мягким припоем важно использовать сильный коррозионный флюс, содержащий соляную кислоту, чтобы удалить оксидную пленку на поверхности. В качестве припоя для этого процесса обычно используется оловянно-свинцовый припой.

Для пайки обычно используется серебряный припой. Чтобы предотвратить диффузию алюминия в серебряный припой, время нагрева припоя должно быть как можно меньше. Покрытие поверхности алюминиевой бронзы медью или никелем также может предотвратить диффузию алюминия в припой.

9. Цинковая белая медь

Процесс пайки белой цинковой меди аналогичен процессу пайки латуни. Для пайки обычно используются следующие серебряные припои: BAg56CuZnSn, BAg50CuZnSnNi, BAg40CuZnNi и BAg56CuZnCd, а также другие. Рекомендуемые флюсы для использования - FB102 и FB103.

10. Марганцевая белая медь

Для пайки цинк-белая медь можно использовать флюс на основе раствора фосфорной кислоты или предварительно покрыть поверхность медью.

В качестве присадочных металлов для пайки можно использовать BAg60CuZn, BAg45CuZn, BAg40CuZnCdNi, BAg50 CuZnCd и другие.

Не рекомендуется использовать медно-фосфорно-серебряный припой, так как фосфор и никель образуют хрупкую фазу соединения.

Прочность соединения меди и латуни, паянных серебряным припоем

Заполняющий металлПрочность на сдвиг/МПаПрочность на разрыв/МПа
медьлатуньмедьлатунь
BAg45CuZn177215181325
BAg50CuZn171208174.334
BAg65CuZn171208177334
BAg70CuZn166199185321
BAg40CuZnCdNi167194179339
BAg50CuZnCd167226210375
BAg35CuZnCd164190167328
BAg40CuZnSnNi98245176295
BAg50CuZnSn220240

Механические свойства медных соединений, паянных медно-фосфорными и медно-фосфорно-серебряными припоями

Заполняющий металлПрочность на разрыв
/МПа
Прочность на сдвиг
/МПа
Угол изгиба
(°)
Ударная вязкость
/Дж - см-2
BCu93P186132256
BCu92PSb233138907
BCu80PAg25515412023
BCu89PAg24214012021

XI. Послесварочная термическая обработка

Для медных сплавов с возрастным упрочнением, таких как бериллиевая бронза, прошедших термическую обработку, единственным шагом после пайки является удаление остаточного флюса и очистка поверхности заготовки.

Основная причина удаления остатков - предотвращение коррозии на заготовке и, в некоторых случаях, придание ей хорошего внешнего вида или подготовка заготовки к дальнейшей обработке.

XII. Паяльные материалы

Прочность соединения медных и латунных мягких припоев с использованием нескольких широко используемых мягких припоев приведена в таблице 10.

Таблица 10: Прочность соединений с мягкой пайкой из меди и латуни

Марка паяльного материалаПрочность на сдвиг
/МПа
Прочность на разрыв
/МПа
МедьЛатуньМедьЛатунь
S-Pb80Sn18Sb220.636.388.295.1
S- Pb68Sn30Sb226.527.489.286.2
S-Pb58Sn405b236.345.176.478.4
S-Pb97Ag333.334.350.058.8
S-Sn90Pb1045.144.163.768.6
S-Sn95Sb537.2
S-Sn92Ag5Cu2Sb135.3
S-Sn85Ag85B742.3
S-Cd96Ag3Znl57.873.8
S-Cd95Ag544.146.087.288.2
S-Cd92Ag5Zn348.054.990.196.0

Когда пайка меди с оловянно-свинцовым припоем можно использовать некоррозионные флюсы, такие как спиртовой раствор канифоли или смесь активированной канифоли и водного раствора ZnCl2 + NH4Cl. Последний также может быть использован для пайка латунь, бронза и бериллиевая бронза.

При пайке алюминиевой латуни, алюминиевой бронзы и кремниевой латуни можно использовать флюс, состоящий из хлорида цинка в растворе соляной кислоты. Для пайки марганцевой бронзы в качестве флюса можно использовать раствор фосфорной кислоты.

При использовании припоя на основе свинца в качестве флюса можно использовать водный раствор хлорида цинка, а для припоя на основе кадмия - флюс FS205.

Твердые паяльные материалы и флюсы для твердой пайки

При пайке меди можно использовать припои на основе серебра и медно-фосфорные припои. Припой на основе серебра имеет умеренную температуру плавления, хорошую технологичность, отличные механические, электрические и теплопроводные свойства. Это наиболее широко используемый материал для пайки твердыми припоями.

Для применений, требующих высокой электропроводности, следует выбирать серебросодержащие припои, такие как B-Ag70CuZn. Для вакуумной пайки или пайки в печи с защитной атмосферой следует использовать припои на основе серебра без летучих элементов, такие как B-Ag50Cu и B-Ag60CuSn.

Припои с меньшим содержанием серебра дешевле, но имеют более высокую температуры пайки и более низкой прочностью соединения, что делает их подходящими для пайки с более низкими требованиями к меди и медным сплавам.

Медно-фосфорные и медно-фосфорно-серебряные припои можно использовать только для пайки твердым припоем меди и ее сплавов. Припой B-Cu93P обладает отличной текучестью и подходит для пайки деталей в механической, электрической, приборостроительной и обрабатывающей промышленности, которые не подвергаются ударным нагрузкам.

Идеальный размер зазора составляет 0,003-0,005 мм. Медно-фосфорно-серебряные припои (например, B-Cu70Pag) обладают лучшей прочностью и электропроводностью, чем медно-фосфорные припои, и в основном используются для высокопроводящих электрических соединений. Характеристики нескольких широко используемых твердых припоев для пайки твердым припоем медных и латунных соединений приведены в таблице 11.

Таблица 11: Характеристики соединений с твердой пайкой из меди и латуни

Марка паяльного материалаПрочность на сдвиг
/МПа
Прочность на разрыв
/МПа
Угол изгиба
/(°)
Энергия поглощения удара
/J
МедьЛатуньМедьЛатуньМедьМедь
H62165-176-120353
B-Cu60ZnSn-R167-181-120360
B-Cu54Zn162-172-90240
B-Zn52Cu154-167-60211
B-Zn64Cu132-147-30172
B-Cu93P132-162176-58
B-Cu92PSb138-16019625-
B-Cu93Pag159219225292--
B-Cu80Pag162220225343120205
B-Cu90P6Sn4152205202255120182
B-Ag70CuZn16719918532190-
B-Ag65CuZn172211177334--
B-Ag55CuZn172208174328--
B-Ag45CuZn177216181325--
 B-Ag25CuZn167184174316--
B-Ag10CuZn158161167314--
B-Ag72Cu165-177---
B-Ag50CuZnCd177226210375--
B-Ag40CuZnCd168194179339--
Не забывайте, что делиться - значит заботиться! : )
Шейн
Автор

Шейн

Основатель MachineMFG

Как основатель MachineMFG, я посвятил более десяти лет своей карьеры металлообрабатывающей промышленности. Мой обширный опыт позволил мне стать экспертом в области производства листового металла, механической обработки, машиностроения и станков для обработки металлов. Я постоянно думаю, читаю и пишу об этих предметах, постоянно стремясь оставаться на переднем крае своей области. Позвольте моим знаниям и опыту стать преимуществом для вашего бизнеса.

Далее

Электрический и гидравлический листогибочный пресс - какой из них подходит для вашего бизнеса?

I. Введение С развитием технологий современная обработка листового металла, особенно процесс гибки, требует все более высоких стандартов. Существуют различные технические требования к оборудованию и обработке...

Размеры и вес двутавровых балок

Вы когда-нибудь задумывались о скрытом мире стальных двутавровых балок? В этой увлекательной статье мы раскроем тайны, скрывающиеся за этими важнейшими строительными компонентами. Наш эксперт, инженер-механик, проведет...
Калькулятор коэффициента K

Калькулятор коэффициента K для гибки листового металла (онлайн и бесплатно)

Вы испытываете трудности с проектированием точных деталей из листового металла? Раскройте секреты коэффициента K, важнейшего понятия в производстве листового металла. В этой статье наш эксперт, инженер-механик, объясняет...

Диаграмма веса двутавровой балки, размеры и онлайн-калькулятор

Вы когда-нибудь задумывались о том, как выбрать идеальную двутавровую балку для вашего строительного или производственного проекта? В этом блоге наш эксперт, инженер-механик, проведет вас через весь процесс...

Медные и алюминиевые кабели: Всестороннее сравнение

I. Преимущества кабелей с медными жилами перед кабелями с алюминиевыми жилами: 1. Низкое удельное сопротивление: Удельное сопротивление кабелей с алюминиевыми жилами примерно в 1,68 раза выше, чем у кабелей с медными жилами.....

Как правильно выбрать предохранительный клапан: Пошаговое руководство

Ввиду разнообразия предохранительных клапанов, а также разнообразия и сложности систем, работающих под давлением, при выборе предохранительного клапана необходимо учитывать влияние таких факторов, как температура, давление и среда...

Советы по использованию предохранительных клапанов: Повышение безопасности вашей системы

Исследователь провел проект системы горячего водоснабжения гостиницы, обеспечивающей круглосуточное снабжение паром (0,3 МПа) в качестве источника тепла, температурой подачи воды 60-55 градусов, с использованием...
MachineMFG
Поднимите свой бизнес на новый уровень
Подпишитесь на нашу рассылку
Последние новости, статьи и ресурсы, еженедельно отправляемые в ваш почтовый ящик.

Свяжитесь с нами

Вы получите наш ответ в течение 24 часов.