Можно ли запаять чугун оловом

Пайка чугуна: методы и способы,подбор флюса и припоя. Подготовка деталей

Графит, как одна из основных составляющих чугунов, оказывает сильное влияние на протекание процессов. При термической, механической и других видах обработки его влияние чувствуется на качестве шва и его долговечности. При пайке и лужении этот структурный элемент приводит к неполному смачиванию основы расплавленным припоем и составом для лужения. Такие простые технологические ходы как пескоструйка поверхности, выжигание в окисляющем факеле газокислородной горелки не всегда приносят ожидаемый эффект и результат, удовлетворяющий изначальные требования.

В промышленных масштабах все больших оборотов набирает метод электрохимического воздействия соляного раствора, разогретого до 512 о С для удаления поверхностно активного углерода (графита).

Низкотемпературная пайка

Особого подхода и дополнительной предварительной обработки требует пайка при невысоких температурах. Предварительно спаиваемые поверхности необходимо обработать флюсом ПВ209 либо его близкой заменой ПВ284ЧХ. Температура обработки 620-695 о С. Хороший результат приносит электрохимическая обработка соляным раствором с последующим обезжириванием поверхностей ацетоном, спиртом или другим пригодным для этих целей веществом. Выбор применения паяльника или газовой горелки остается за исполнителем и не влияет на полученный результат.

Процесс пайки производят паяльником или горелкой. Самый удовлетворительный результат можно получить, используя флюсы, созданные на базе цинка и хлора, включающие также хлористые соли некоторых металлов. Легкоплавкие припои для пайки чугуна могут потребовать предварительного обмеднения поверхности. Его можно произвести методом гальваники. В домашних условиях доступно контактное обмеднение медным купоросом. Оптимальным припоем будет свинцово – оловянный припой или пайка оловом.

Высокотемпературная пайка чугуна

Для данного типа соединения чугунных элементов используют припои на основе меди. Хотя пайка латунью (сплава меди и олова) не является самым лучшим припоем из-за ее температуры плавления. Если позволяет бюджет и ориентировочная себестоимость полученной продукции, следует задуматься о припоях, где серебро является основой и содержит примеси никеля. Такой сплав имеет промежуточные показатели плавления между различными типами припоев и образует прочное и качественное соединение даже при отсутствии большого предварительного опыта в данной области. Данный способ пайки чугунных деталей вынуждает к использованию активных поверхностных флюсов, способных растворить и покрыть пленкой выступающие фазы графита на поверхности. Смачивание металла и припоя становится максимальным и не доставляет хлопот, стекая и «убегая» из спаиваемого шва. Основное достоинство применения припоев с серебром и никелем это отсутствие необходимости механической и высокотемпературной предварительной обработки. Более низкая температура процесса не позволяет происходить фазовым превращениям в чугуне, тем самым практически невозможно возникновение хрупкого цементита в остывающей детали.

Медные припои, из-за высокой температуры плавления, лучше избежать при пайке ответственных деталей и узлов, по причине вероятного перегрева чугуна. Содержание фосфора в составе припоя, при повышении температуры и при взаимодействии с металлом, может привести к возникновению фосфорно-железных эвтектик, отличающихся хрупкостью и низкими механическими характеристиками.

Предварительная подготовка поверхностей и разделка щелей перед пайкой чугуна

Особое внимание должно быть уделено предварительной обработке поверхности, которую планируется паять или залудить. Как правило, такой способ ремонта применим к трещинам и сколам в массивных деталях, когда замена на новый элемент неоправданна технологически или по соображениям стоимости, сложностями в изготовлении. Разделка трещин и их обработка должна быть выдержана в рамках определенных правил, которые позволять продлить эксплуатацию всего узла и получить качественный контакт металла и припоя.

Предварительное лужение поверхности позволяет повысить качество и надежность последующего спаивания. Лужение происходит в следующем порядке:

  1. Детали предварительно зачищаются механическими методами до появления однородного блеска на поверхности. Пайка чугуна в домашних условиях предусматривает применение металлической щетки и шлифовальных шкурок, соответствующей зернистости.
  2. Произвести обезжиривание при помощи жидкостей, предназначенных для этих целей.
  3. Производится обработка предварительным флюсом. Водный раствор хлористого цинка, с добавлением хлористых солей можно считать универсальным средством для чугунных изделий, независимо от формы графитовых включений.
  4. Элементы нагреваются до рабочей температуры флюса. Наносится флюс.
  5. Спаиваемая область разогревается дальше до температуры плавления припоя.
  6. Наносится припой. Элемент, имеющий пленку из луженого металла готов к дальнейшей пайке.

Обработка трещин, которые имеют сравнительно малые размеры по сравнению с геометрическими параметрами всей детали, зачастую затруднена именно этим фактом. Произвести лужение в глубине трещины крайне тяжело из-за невозможности туда добраться. Если же слой припоя просто законсервирует такую трещину, не проникнув глубоко, сохраняется вероятность внутреннего воздействия влаги на металл, которая оказалась там при пайке или выпала в виде росы при перепадах температур в образовавшейся полости.

Читайте также:  При охлаждении куска олова массой 200г

Исходя из указанных проблемных моментов пайки трещин, можно утверждать, что предварительный подогрев и дополнительный разогрев приграничной к трещине области, позволят припою более длительное время оставаться в расплавленном состоянии и проникнуть максимально глубоко в полость трещины.

В случае если есть такая возможность, существует необходимость дальнейшего использования в тяжелых условиях обрабатываемой детали, необходимо произвести двадцатиминутный отжиг при температуре 700-750 градусов Цельсия. Это позволяет диффундировать припою в основной металл, тем самым укрепив шов и придав ему высокие физические свойства.

Каждый из методов соединения чугунных элементов имеет свои положительные стороны и недостатки. Пайка и лужение не являются исключением. Эти способы должны выбираться в соответствии с поставленными задачами и степенью прочностных характеристик, гарантированных этими методами. Использование пайки и лужения чугуна в печах с применением латунных припоев не оправдано ввиду температурных превращений этого сплава при температурах ниже точки плавления меди и выгорания олова.

Источник

Особенности пайки чугуна

Правильная сварка чугуна

Прежде чем выяснить, как варить чугун электросваркой, нужно знать о двух основных методах:

  1. Способ холодного сваривания без подогрева.
  2. Способ горячего сваривания с подогревом.

Метод холодной сварки

Метод сварки при помощи холодной сварки наиболее легок если используются специальные электроды, то и шов выходит прочный и высокого качества.

Когда используются электроды для металла в процессе холодного сваривания, получаемый шовный металл состоит из высокоуглеродистой стали со значительным количеством марганца, кремния, серы, фосфора и прочих ингредиентов, содержащихся в металле. Недостаток такого шовного образования в появлении растрескиваний и в невозможности его обработки режущим инструментом.

Горячая сварка

Горячая сварка поможет избежать значительного количества недостатков холодной, в том числе и закаливающих и отбеливающих процессов происходящих при сваривании. Чтобы знать, как правильно варить чугун с использованием горячего метода нужно знать технологию сварки горячим методом. Она заключается в том, что детали подогреваются до нужной температуры перед процессом сварки и постепенным охлаждением.

Рассказываем в подробностях

Электроды при холодной сварке

Итак, как заварить чугун качественно? Ответ прост: нужно применять специальные электроды, изготовленные с применением никеля и меди. Медь не растворима в железе и не склонна к реакции с углеродом, благодаря чему шов, наплавляемый такими электродами, выходит неоднородным с присутствием высокопрочного и высокоуглеродистого железа.

Никель имеет свойство, растворяться в железе, и не склонен к образованию соединений с углеродом, благодаря чему – нет участков образований белого чугуна, поэтому наплавленный металл невысокой прочности и без труда обрабатывается.

Сейчас производится значительное количество разнообразных видов электродов для сварки, и проблем чем сваривать чугун не существует.

Основные типы электродов для сварки:

  1. Электроды, изготовленные из железно-медно-никелевых сплавов.
  2. Из железно-никелевых сплавов.
  3. Из медно-железных сплавов.

Можно ли осуществлять сварку по чугуну большими электродами? Основное правило при сваривании чугунных изделий заключается в том, что при работе нужно стараться наименьше проплавлять металл. Для выполнения этого условия необходимо использовать малый ток и электроды малого диаметра. После наварки каждого шва необходимо делать перерывы для понижения температуры детали до 40-60 градусов.

Сварка стальными электродами

Здесь для чугунной сварки можно применить самый доступный метод – сварка чугуна в домашних условиях стальными электродами. Но при их использовании качество шва остается желать лучшего, из-за плохого сцепления чугуна с наплавленным металлом, происходящим благодаря разной усадке.

Пайка чугуна

Паяют чугун припоями, состоящими из свинца и олова, используя паяльную лампу или газовую горелку, при этом необходимо соблюдать режимы для пайки серого чугуна и не превышать температуру плавления припоя. Перед началом работ шов тщательно очищают, протравливают соляной кислотой и далее наносят флюс их хлористого цинка и облуживают металл.

Процесс облуживания заключается во втирании железной щеткой припоя в нагретое до температуры 600 градусов место пайки. Далее производится окончательный нагрев до 800 градусов, и запаивают дефекты или спаивают детали.

Для пайки чугунных изделий применяют и тугоплавкие припои из серебра и латуни, в состав которых входит железо, никель, марганец, олово и кремний в количестве от 1,1 до 1,6%.

Для получения прочного шва детали после пайки необходимо отжечь в течение 15 минут при температуре 710-740 градусов по Цельсию.
Знаете ли вы, что…
Свариваемость чугуна зависит от характера распределения в нем включений графита. Лучше всего сваривается сплав перлитного типа, с мелким пластинчатым или сфероидальным графитом. Чугун с малыми и средними включениями графита, окруженными твердым раствором углерода в железе, сваривается удовлетворительно. Хуже всего поддается сварке сплав с крупными включениями графита в виде сплошной сетки, затрудняющей сплавление основного и присадочного металла.

Читайте также:  Олово как элемент таблицы менделеева

Теперь вы знаете особенности сварки чугуна, на что надо обратить внимание, а также каким сварочным оборудованием производить процесс.

Сергей Одинцов

Пайка чугуна

Главная трудность при пайке чугуна — присутствие в его структуре графита, затрудняющего смачивание поверхности главного 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 потом 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.

электроды проволока присадок уралэнергоснаб

Высокотемпературную пайку чугуна производят припоями на основе меди, например латунью. Временами употребляют серебряные припои, которые содержат никель, располагают сравнительно невысокие температуры плавления и образуют прочные паяные соединения. При высокотемпературной пайке чугуна более резонно употреблять подобные активные флюсы, как ПВ209 и ПВ284Х, которые растворяют графит на поверхности чугуна в процессе пайки, благодаря чему обеспечивается надежное смачивание припоем соединяемых поверхностей. Главнейшее преимущество пайки чугунов серебряными припоями с флюсами ПВ209 или ПВ284Х в том, что нет надобности принимать границы 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 метаморфозами, что при дальнейшем его охлаждении ведет к выделению хрупкого цементита. Поэтому применение меди для пайки чугунов следует ограничивать ввиду высокой температуры ее плавления. Припои, содержащие фосфор, не употребляют вообще из — за формирования в швах хрупких железофосфорных соединений.

Ручная сварка чугунных изделий проводится просто на разогретых изделиях, пайка же чугуна выполняется различными методами и проводится в несколько этапов. Существует низкотемпературная и высокотемпературная пайка. и ручная сварка и пайка предварительно нагретого материала не наносит ущерба основному материалу , потому что чугун можно нагревать до девятисот градусов . В литейном производстве широко применяется пайка дефектных участков чугунных литых изделий с применением оловянисто — свинцовых припоев. Медные припои при пайке чугуна почти не применяются, так как обладают высокой температурой плавления, а перегрев чугуна может повергнуть к структурным реформам, и при его дальнейшем охлаждении в массе металла выделится цементит. Любой припой, содержащий фосфор не применяются вообще из-за образования в спае фосфористых соединений железа, отличающихся повышенной хрупкостью.

В качестве припоя при пайке — сварке используют прутки из латуни Л63, кремнистую латунь, припой ЛОМНА 54 — 1 — 4 — 02. Твердость металла, наплавленного припоем ЛОМНА, ближайшая к твердости серого чугуна. При пайке — сварке латунными припоями применяют флюсы ФПСН — 1 и ФПСН — 2. Они нейтрализуют влияние свободного графита, облегчают процесс образования металлических связей на границе чугун — латунь. При температуре плавления 600 — 650°С эти флюсы являются показателями начала процесса пайки — электросварки, т. е. расплавление флюса на подробности является сигналом для расплавления припоя. Флюс ФПСН — 1 употребляют для пайки латунью ЛОК, а флюс ФПСН — 2 — припоем ЛОМНА. Для пайки прутками из латуни Л63 применяют, который нельзя отменить из 50% буры и 50% борной кислоты.

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

Сварку электродами с защитно — легирующими покрытиями выпол­няют с V или Х — образной разделкой кромок. Для устранения неравномерного разогрева детали сваривают отдельными участками вразбивку. Длина отдельных наплавленных участков сварного шва не должна превышать 100 — 120 мм. После наплавки отдельных фрагментов им дают возможность охладиться до температуры 60 — 80 °С. При сварке изделий толщиной 8 — 15 мм сварку ведут с увеличен­ной шириной усиления шва ( рис. Сварку электродами с по­крытиями ОММ — 5 и JC — 5 можно выполнять на — неустойчивом или на вечном токе. Положительные плоды получают при сварке электродами с покрытием У ОНИ — 13/45. Сварку электродами с по­крытием УОНИ делают на вечном токе обратной полярности.

Читайте также:  Фторид олова или монофторфосфат натрия

мой в смеси с железным порошком, или борной кислотой, флюсом, содержащим буру вместе с оксидом меди Сu 2 О, или кашей, состоящей из 17 % медного порошка, 58 % железного порошка, 24 % безводной буры, 1 % безводной соды. Обработка поверхности нагретого серого чугуна хлоратом калия также способствует окислению графита. Нагрев поверхности чугуна горелкой ( с окислительным пламенем ) до красного каления вызывает улетучивание графита в виде оксида углерода. Обработка проволочной щеткой чистит поверхность паяемых деталей от образующихся оксидов. При такой подготовке поверхности в качестве флюсов применяют буру или борсодержащие стекла, а в качестве припоя — латуни с содержанием 50 или 63 % Сu. При этом на зачищенные паяемые поверхности чугуна накладывают слой пастообразного флюса. Детали нагревают в печи или горелкой. После нагрева детали до приобретения ею вишневого тона ( 800 °С ) на поверхность вводят добавочно флюс и нагревают деталь до температуры пайки, после чего вводят припой путем трения прутка припоя о края детали у зазора или в растопленном виде.

Высокотемпературную пайку чугуна производят припоями на основе меди, например латунью. Временами употребляют серебряные припои, которые содержат никель, располагают сравнительно невысокие температуры плавления и образуют прочные паяные соединения. При высокотемпературной пайке чугуна более резонно употреблять подобные активные флюсы, как ПВ209 и ПВ284Х, которые растворяют графит на поверхности чугуна в процессе пайки, благодаря чему обеспечивается надежное смачивание припоем соединяемых поверхностей. Главнейшее преимущество пайки чугунов серебряными припоями с флюсами ПВ209 или ПВ284Х в том, что нет надобности принимать границы 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 метаморфозами, что при дальнейшем его охлаждении ведет к выделению хрупкого цементита. Поэтому применение меди для пайки чугунов следует ограничивать ввиду высокой температуры ее плавления. Припои, содержащие фосфор, не употребляют вообще из — за формирования в швах хрупких железофосфорных соединений.

Итак, допустим, что оборудование у вас существует, умения в зажигании сварочной дуги и поддержании ее постоянного горения отработаны, приемы наложения сварных швов в разных пространственных положениях освоены … Осталось понять, чем сваривать и как сваривать? И со сваркой чугуна, являющегося наряду со сталью одним из конструкционных основных материалов в машиностроении, возникают проблемы , если сварку большинства сталей в бытовых условиях осуществить достаточно просто, и, главнейшее, сварочные необходимые электроды всегда сейчас бывают в продаже .

Идти : сварочное оборудование, пайка Голос : + 0 — | просмотров : 27360 | | обсудить на форуме …

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 ℃.

Какие инструменты и материалы нужны

Пайка проводится не только на промышленных объектах, но и в домашних условиях. Для этого требуется подготовить следующие инструменты и материалы:

  • электропаяльник или газовую горелку;
  • труборез;
  • припой;
  • флюс;
  • кисть и стальную щетку.

Чем именно соединять изделия, зависит от удобства и предпочтения мастера. Но по мощности аппарат выбирают в соответствии с температурой плавления припоя. Флюс бывает жидким и твердым, у каждого вида имеются индивидуальные отличия, которые следует учитывать. Если используется материал в виде загустевшей смеси, то его наносят на место стыка, как до соединения, так и после. Флюс нужен для того, чтобы предохранить поверхность от окисления, способствовать растеканию припоя и улучшить сцепление.

Источник