Использование меди в пайке
Одним из твердых припоев, широко применяемых в промышленности, особенно при пайке сталей в печах с газовой средой, является медь. Она как чистый металл не содержит легкоиспаряющихся компонентов, хорошо затекает в зазоры между паяемыми деталями и обеспечивает высокую прочность и пластичность паяного шва.
Кроме того, окислы меди хорошо восстанавливаются в атмосфере водорода. При этом паяный шов не имеет водородной хрупкости, ибо в результате пайки образуется новый сплав, на который атмосфера водорода не оказывает вредного влияния. Для выполнения пайки употребляется техническая медь в виде проволоки, отрезков, лент, фольги и т. д.
Марки меди, используемой в качестве припоя:
Марка: М1 М2 М3
Содержание меди, %: 99,9 99,7 99,5
Висмут, %, не более: 0,002 0,002 0,003
Свинец, %, не более: 0,005 0,01 0,05
Чистая медь в прокатанном и отожженном состоянии имеет Сигма_В=25-27 кг/мм*2 и Бета= 40-50 %.
Медь плавится при температуре 1083гр. Пайка осуществляется при температуре 1100-1200гр. в зависимости от марки основного металла. Прочность соединения, паянного медью, составляет 30-35 кг/мм*2 при высокой пластичности шва.
Медь как припой может быть использована для пайки главным образом в восстановительной атмосфере всех сталей: малоуглеродистых, с большим содержанием углерода, конструкционных, быстрорежущих и др. Наличие в стали хрома, алюминия и кремния ухудшает их паяемость медью в атмосфере водорода.
Однако при хорошей очистке газа от кислорода и воды пайка этих сталей медью не представляет трудности. Стали, содержащие вольфрам, молибден, карбиды вольфрама, не снижают своей прочности при пайке медью в атмосфере восстановительного газа. Стали с небольшим содержанием никеля хорошо поддаются пайке медью. При пайке сплавов, содержащих большое количество никеля, медь начинает диффундировать в сплав еще до плавления. Поэтому пайку медью таких сплавов нужно вести быстро.
Следует отметить, что медный припой имеет один существенный недостаток – высокую температуру пайки (1100-1200гр.). Такая температура пайки металлов невыгодна, так как требует повышенных затрат энергии на нагрев и, главное, вызывает заметное снижение механических свойств стали вследствие изменения ее структуры.
С целью изыскания твердых припоев с относительно низкой температурой плавления и не содержащих легкоиспаряемых компонентов были исследованы сплавы на основе меди, в первую очередь бронзы различных марок и латуни.