Можно ли паять чугун

Пайка чугуна: методы и способы,подбор флюса и припоя

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.

Обратите внимание

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 512оС для удаления поверхностно активного углерода (графита).<\p>

к содержанию ↑

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 620-695оС.

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.

к содержанию ↑

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.

к содержанию ↑

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.

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.

Важно

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: http://solidiron.ru/obrabotka-metalla/pajjka-chuguna-metody-i-sposoby-podbor-flyusa-i-pripoya-podgotovka-detalejj.html

Пайка чугуна

Наличие в структуре чугуна графита значительно затрудняет смачивание его расплавленным припоем. Для удаления графита обычно применяют пескоструйную обработку, выжигание окисли­тельным пламенем газовой горелки или электрохимической обра­боткой в соляной ванне при 450—510 °С.

Высокотемпературную пайку чугуна проводят припоями на основе меди, например латунями или специально разработанными припоями (ЛОМНА 49-05-10-4-0,4). При пайке этими припоями (температура 960—1050 °С), а особенно чистой медью (температура 1150 °С) возможен перегрев чугуна, приводящего к структурным изменениям — выделению при охлаждении хрупкого цементита.

Качественные швы без перегрева паяемого металла (не выше температуры 900 °С) можно получить при применении серебряных припоев, содержащих никель, и использовании стандартных актив­ных флюсов ПВ209 и ПВ234Х. При этом предварительного удале­ния графита с паяемых поверхностей не требуется.

Припои, содержащие фосфор (температура пайки до 800 °С), не применяются из-за образования в швах хрупких железофосфорных соединений.

Нагрев при пайке чугуна производится газовой горелкой, паяльной лампой и в печах с контролируемой атмосферой с под — флюсовыванием.

Для снятия внутренних напряжений и упрочнения паяных соединений чугунные изделия сразу после пайки подвергают отжигу при температуре 700—750 °С в течение 20 мин.

При низкотемпературной пайке чугуна оловянно-свинцовыми или другими легкоплавкими припоями паяемые поверхности можно подготовить обработкой флюсом ПВ209 или ЇЇВ294Х при темпера­турах 600—700 °С, обезжирить бензином, ацетоном ют раствором щелочи.

Совет

Пайку нужно производить паяльником или газовой горел­кой с применением флюса на основе хлористого пинка с добавками хлористых солей меди и олова.

Для облегчения пайки легкоплав­кими припоями применяют гальваническое лужение или контакт­ное меднение в растворе медного купороса 16. 10 J.

Пайку дефектных участков (усадочных раковин, пор и трещин) чугунных литых деталей осуществляют с применением оловянно — свинцового припоя, например ПОССу 30—0,6. Паяют только после механической зачистки и лужения паяемых поверхностей. После пайки изделие тщательно промывают горячей и холодной водой.

ПАЙКА ЦВЕТНЫХ МЕТАЛЛОВ И СПЛАВОВ

Пайка медных деталей низкотемпературными припоями про­водится при зазорах 0,05—0,5 мм при температурах 650—900 °С в вакууме или в инертных газовых средах.

При пайке меди индием, оловом, галлием, припоями ПОС 40 и ПОС 61 соединения имеют временное сопротивление разрыву 40—70 МПа и низкую пластич­ность.

При пайке меде при температуре 850—900 °С в вакууме припоем системы РЬ—Ag~~Sn—Ni (ПСр 7,5) можно обеспечить прочность до 140 МПа с достаточно высокой пластичностью (угол изгиба равен 130°) [15 L

Высокотемпературную пайку медных конструкций осущест­вляют припоями на основе меди или серебра. Припои на медной основе (Л63, Л (Ж 62-0,6-0,4, МПЦ 36 и др.

) тугоплавки и вызы­вают растворение (эрозию) основного металла, поэтому для пайки меди их применяют реже, чем серебряные.

Пайку серебряными припоями ПСр 45, ПСр 40, ПСр 25, ПСр 12М осуществляют нагре­вом ацетилено-кислородным пламенем или в печах с использова­нием флюсов ПВ209 и ПВ284Х. После пайки остатки флюса необ­ходимо удалять промывкой в горячей воде.

Обратите внимание

Бесфлюсовую пайку медных изделий осуществляют припоями на основе серебра (ПСр 72, ПСр 71, ПСр 62) в вакууме или инерт­ных средах [2, 6].

Для пайки меди находят также применение припои на основе медно-фосфористой эвтектики с добавлением серебра. Швы, паян­ные этими припоями, имеют временное сопротивление разрыву 250—300 МПа, теплостойки до температуры 800 °С, но неплас­тичны. В условиях низких температур прочность соединений меди, паянных этими припоями, увеличивается, но пластичность резко падает.

Для работы при температурах выше комнатной хорошо зареко­мендовал себя припой ПМФОЦр 6-4-0,03.

Соединение меди при низкотемпературной пайке производится стандартными оловянно-свинцовыми припоями, например ПОССу 30—0,5; ПОС 40; ПОССу 40—0,5; ПОС 61, и свшщово- серебряньши припоями ПСр 1,5; ПСр 2,5; ПСр 3 с использованием флюсоз на основе хлористого цинка или канифольно-спиртовых.

Соединения, паянные оловянно-свинцовыми припоями, тепло­стойки до температур 100—120 °С. При снижении температуры до минус 196—253 °С временное сопротивление разрыву этих соедине­ний увеличивается в 1,5—2 раза, достигая 45—75 МПа, при этом пластичность соединений резко снижается.

Для оловянно-свинцо­вых сплавов, содержащих менее 15% олова, снижение ударной вязкости не происходит. Это обусловлено тем, что свинец, являясь хладостойкой основой сплава, делает припой малочувствительным к понижению температуры до минус 253 °С.

Однако припои на основе свинца нетехнологичны и имеют предел прочности на срез 12—18 МПа.

Применение кадмиевых припоев требует специального навыка, так как технологичность их значительно ниже, чем оловянно — свинцовых. Соединения меди кадмиевыми припоями ПСр 5КЦН, ПСр 8КЩН теплостойки до температуры 350 °С, но имеют низкое (29 МПа) временное сопротивление разрыву, а из-за образования в шве хрупких иктерметадлидов нехладостойки.

Примером применения низкотемпературной пайки в серийном производстве является производство ажурных конструкций (радиа­торы из меди и латуни).

Важно

Для этого детали, заранее облуженные припоями ПОССу 30—0,5; ■ ПОССу 40—0,5 и другими, флюсуют в растворах хлористого цинка, нагревают в печах, горелками или погружением в ванну с расплавом оловянно-свинцовых припоев.

При пайке погружением (температура 250—300 °С) в расплав припоев зеркало ванны защищают инертным газом или активиро­ванным углем.

Пайка латуней. Особенность пайки латуней заключается в более сложном (в отличие от пайки меди) удалении с ее поверх­ности оксида ZnO. Удаление оксида ZnO не обеспечивается кани­фольно-спиртовыми флюсами, например при пайке латуней ЛЦ40С, Л63 оловянно-свинцовыми припоями необходимо приме­нять флюсы на основе хлористого цинка с добавками азотной кис­лоты.

Пайка латуней в газовых средах (например латунь ЛЦ14КЗСЗ) возможна только с предварительным флюсованием мест пайки и с применением медно-фосфорных и серебряных при­поев. Улучшить паяемость латуни удается за счет нанесения на ее поверхность слоя меди или никеля (до 25 мкм), предохраняющего испарение цинка.

При нагреве латунных изделий в пламени газовых горелок и в печах также происходят испарение и окисление цинка. Испарение цинка и образование пор в швах можно уменьшить за счет приме­нения восстановительного пламени при пайке горелкой и избыточ­ного давления при пайке в печи в газовых средах [1 ].

Для пайки латуней, богатых медью, используют серебряные припои, а также латуни с низкой температурой плавления (припои типа ПМЦ36, ПМЦ48, ПМЦ54) и медно-фосфорные, если соедине­ния не подвергаются вибрационным нагрузкам. Для латуней, богатых цинком (Л63, Л68), применяют припой ПСр 40.

При пайке серебряными к медно-фосфорными припоями латука интенсивно растворяются, поэтому паять их следует е высокими скоростями нагрева.

Пайка бронз. Оловянистые бронзы можно паять оловянно-свин­цовыми, серебряными и медно-цинковыми припоями. Пайка еысокооловянистых бронз медко-цииковыми припоями нежела­тельна ввиду близости температуры пайки к температуре плав­ления этих припоев.

Совет

Пайку оловянистых бронз можно проводить любым известным способом: паяльником, газопламенными горел­ками, контактным нагревом, нагревом ТВЧ, в соляных ваннах в печах с контролируемой атмосферой; при этом нагрев изделия следует вести постепенно, так как при высоких скоростях на­грева основной металл склонен к красноломкости.

Пайку можно проводить оловянно-свинцовыми припоями е использованием флюсов на основе хлористого цинка с добавками соляной кислота. При высокотемпературной пайке используют медно-цинковые и серебряные припои с применением флюсов В£ основе борной кислоты с добавками хлористых и фтористых солей металлов.

Свинцовые бронзы можно паять припоями © флюсами,, которш применяют для пайки оловянистых бронз.

Пайка пикселя и его сплавов. Никель и его сплавы с медью (монель), с железом (константан) имеют на поверхности оксидную пленку, которая легко удаляется при пайке обычными флюсами, в нейтральных газовых средах и в вакууме.

Никелевые сплавы с хромом (нихромы) имеют более стойкий оксид, а легирование нихрома алюминием и титаном уже вызы­вает сложности при — пайке. Пайка этих сплавов палладиевыми припоями может быть осуществлена в вакууме или в аргоне. Пайку припоями на основе никеля системы Ni—Мп-—€г обычно проводят в атмосфере аргона, в смесях Ar + BFS или Ar + HF.

Для кислотостойких и жаропрочных паяных соединений при­меняют припои на никельхромовой основе, легированные марган­цем, бором, фосфором или кремнием.

Читайте также:  Способы сварки линолеума

При пайке никелевых сплавов медью и припоями, легирован­ными бором, бериллием я кремнием, интенсивно растворяется паяемый материал и вызывает необходимость жестко соблюдать режимы нагрева.

При пайке нихромов жаропрочными припоями с местным нагре­вом рекомендуется применять флюсы ПВ200 и ПВ201, а при пайке серебряными припоями — ГІВ209 и ПВ284Х. Серебряные и мед­ные припои для пайки жаропрочных никелевых сплавов исполь­зуют редко вследствие низкой их жаропрочности и коррозионной стойкости.

Никель и его сплавы практически не подвергаются растворе­нию припоями систем Ag—Pd—Mn; Pd—Ni; Ni—Pd—Ag, Pd— Ni—Cr при пайке до температур 1150—1200 °С.

Обратите внимание

Для низкотемпературной пайки никеля пригодны оловянно — свинцовые припои, содержащие 40—60% олова, и флюсы, рекомен­дуемые для пайки сталей.

Пайка молибдена. При пайке оксидную пленку с поверхности молибдена удаляют путем погружения деталей в расплав, состоя­щий из 70% NaOH и 30% Na2C03 при температуре не выше 400 °С или с помощью электролитического травления в 80%-ном водном растворе серной кислоты при 50—60 °С.

Молибден можно паять чистым никелем. Никель наносят на молибден гальваническим способом или в виде фольги. Пайку проводят в вакууме 10ча—10~8 Па при 1350 °С с поджатием дета­лей давлением 15 МПа и выдержке 2—6 ч. При таком режиме полученное соединение не имеет хрупких фаз и выдерживает мно­гократные нагреЕы до 2600 °С.

При пайке молибдена припоем на основе никеля, содержащего 14% Сг и 6% Fe, соединение имеет предел прочности на срез 132 МПа при 980 °С.

Чистую медь также можно применять для пайки молибдена, однако лучшие результаты по смачиванию обеспечиваются при легировании меди кобальтом, железом, марганцем, никелем, кремнием, палладием в количестве не более 4—5%. Ограничение вызвано тем, что названные компоненты, кроме палладия, обра­зуют с молибденом хрупкие интерметалл иды. Пайку медным при­поем следует производить при температуре 1100 °С и выдержке 20 мин.

Растекаемость серебряных припоев по молибдену увеличи­вается при введении в них 1—2% фосфора. Соединения молибдена, паянные припоями систем Ag—Р; Ag—Си, Ag—Си—Ni—Li, могут работать при температуре 650 °С.

Пайку можно проводить погружением в расплавленный припой или газовой горелкой.

Соединения молибдена, паянные оловянно-свинцовыми припоями с применением флюсов на основе хлористого цинка, могут рабо­тать при температуре не более 160 °С.

Пайка ниобия и его сплавов. Для получения высокопрочных и пластичных паяных соединений целесообразно для пайки ниобия применять чистые металлы: титан, ванадий, цирконий, которые образуют с ниобием твердые растворы. На основе этих металлов можно получить пластичные припои и.

Важно

жаропрочные паяные соединения, однако все они слишком тугоплавки и для их пайки требуется оборудование, позволяющее проводить пайку в высоком вакууме при температурах 1600—1900 °С.

Поэтому для пайки ниобия применяют и более легкоплавкие припои, например при­пой на основе меди, содержащий %: N1 30, Fe 1—2, Si 1—2,

В 0,2, обеспечивающий получение достаточно прочных соединений после длительной выдержки при температуре пайки 1500 °С.

Для пайки ниобия в среде аргона с точкой росы минус 70 °С можно использовать сплавы системы Сг—Pd—Ge. Рекомендо­ваны два сплава, %: 1) Сг 50; Pd 30; Ge 20, температура пайки 1450 °С, выдержка 5 мин, предел прочности соединения на срез 58 МПа при 1093 °С; 2) Сг 50, Pd 35, Ge 15, температура пайки 1450 °С, выдержка 5 мин, предел прочности соединения на срез 74 МПа при 1093 °С.

Для пайки ниобия рекомендуется также припой, состоящий, %: Nb 17; V 10; Сг 8; А! 2,3, Ті — основа, обеспечивающий предел прочности на срез 800 МПа, относительное удлинение 6 =- 4%.

Пайка титана и его сплавов. На поверхности титана всегда имеется альфированный слой, насыщенный атмосферными газами. Перед пайкой этот слой необходимо удалять пескоструйной об­работкой или травлением в растворе: 25 мл HN03 и 35 мл НС! на 1 л воды.

Обычно пайку титана и его сплавов ведут в вакууме или в ар­гоне, тщательно очищенном от примесей кислорода, азота и паров воды.

В такой атмосфере оксидная и нитридная пленки раство­ряются в титане при температуре выше 700 °С, поэтому процесс пайки титана ведут обычно при температурах 800—900 °С, Печную пайку при более высоких температурах проводят редко, так как при длительном нагреве отмечается склонность к росту зерна и снижению пластических свойств.

Совет

Водород, всегда находящийся в гитане и снижающий его пла­стичность, удаляется при нагреве в вакууме 10“а Па при 900 °С.

При выборе припоя, способа и режимов пайки необходимо учитывать, что титан образует хрупкие интерметаллиды в паяном шве почти со всеми элементами, входящими в припои.

Поэтому в качестве основы припоя часто выбирают серебро, которое обра­зует с титаном менее хрупкие интерметаллиды, чем с другими металлами.

Иногда за основу припоя берут алюминий, образую­щий с титаном ограниченную область твердых растворов

Практическое применение нашли серебряные припои. Напри­мер, при пайке титана ВТ1-1 чистым серебром в атмосфере аргона получены соединения с пределом прочности на срез 180—200 МПа, а при пайке серебром, легированным марганцем (10—15%), 280 МПа [6, 81.

При пайке тигана припоями на основе никеля или меди предел прочности соединений на срез равен 300 МПа, но из-за активного растворения титана в этих металлах возможно образование в швах хрупких слоев.

Для получения более пластичных и прочных соединений при­меняют диффузионную пайку титана. Для этих целей на паяемые поверхности изделия наносят тонкие слои никеля, меди, цинка,.

железа, кобальта, серебра или их комбинаций. После пайки тем — пературу снижают на 50—100 °С и выдерживают до тех пор, пока в паяном соединении не образуегся пластичный твердый раствор. При таком способе пайки достигается прочность соединений, близкая к прочности паяемого металла.

При пайке изделий из титанового сплава (90% Ті, 6% А1, 4% V) припоями на основе серебра (95% Ag, 4,5% А1, 0,5% Мп или 65% Ag, 30% А1, 5% Си) в вакуумной печи с давлением

2- 10″* Па предел прочности соединений на срез 300 МПа и удар­ная вязкость 210 Дж/см* достигается при сборочном зазоре 0,05 мм, выдержке 15 мин, температуре пайки 930 и 680 °С соответственно.

При пайке (температура 780 °С) в вакууме 4- !0~й Па узлов сверхзвуковых самолетов из сплава ВТ6С припоем, содержа­щим, %: А166,5; Si 3,5; Sn 5; Си 25, паяные швы сохраняют пластич­ность при изгибе до 90”.

Обратите внимание

При применении припоя на основе титана (72% Ті, 14% Ni, 14% Си) для пайки крыльчаток реактивных двигателей из тита­нового сплава обеспечивается предел прочности на срез 310 МПа, временное сопротивление разрыву 370 МПа и ударная вязкость 2,8 Дж/сма. Повысить в 1,5 раза прочность и в 10 раз пластич­ность удается за счет совмещения процесса пайки (при темпера­туре 960 °С) и термообработки (при температуре 920 °С и времени выдержки 2—4 ч) в вакуумной печи при разрежении 2» 10.~й Па.

Низкотемпературную пайку титана оловянно-свинцовыми при­поями можно осуществлять только по слою никеля и меди, предва­рительно нанесенному на титан гальваническим путем. Эти по­крытия, нанесенные для увеличения сцепления с паяемым метал­лом, подвергают термической обработке при температуре 250 °С в вакууме или инертной среде, а затем проводят пайку обычным способом с использованием флюсов на основе хлористого цинка. Паяют гитан и по слою олова или серебра. Олово и серебро нано­сят на предварительно подготовленную деталь путем ее погруже­ния на 10—20 мин в расплаве олова, нагретого до 700 «С, или се­ребра, нагретого до 1050 °С. Луженую поверхность очищают от шлама и проводят пайку деталей припоями с температурой плав­ления<\p>

Источник: http://hssco.ru/pajka-chuguna-2/

Пайка чугуна

СВАРКА И РЕЗКА МЕТАЛЛОВ

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 специальньъ чугунные материалы (НЧ-2, УНЧ-2), латунные припои (ЛОК59-1-03, ЛОМНА-49-08-10-4-04), легкоплавкие оловя- нисто-свинцовые припои (ПОС-ЗО, ПОС-40), а также цинковые припои.

Температуры плавления припоев приведены ниже.

Марка припоя Гцл’ °С

НЧ. . … . . 900—950

УНЧ………………………………………………… 750—800

ЛОК59-1-63 (ГОСТ 16130—70) . 905

ЛОМНА 49-0,8-10-4-0,4 ……………………………. 835 .

Цинковый припой, Ц…….. 300—350

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,

44. Флюсы для пайки чугуна

Маркафлюса Состав, % Темпе­ратура плавле­ния, °С Припои
ФСЧ-2 Азотнокислого
МАФ-1' нат'рня — 50Углекислого нат­рия — 26,5 Обезвоженной бу­ры — 23 Углекислого нат­рия — 0,5 Плавленной бу­ры — 33 Соды кальциниро­ванной — 12 Селитры натрие­вой — 27 Окиси кобальта — 900 Чугунные
ФПСЧ-1 7Фтористо-цирко­ниевого натрия —12.5Фтористого калия —8.5' Углекислого ли­тия — 25+0,5 Кальцинированной 750 Чугунные
ФПСЧ-2 соды — 50 + 1 Борной кисло­ты — 50 + 1 0,5 углеї ислого лития — 22,5+0,5 0,5 кальциниро­ванной соды — 650 Латунные
22,5 ±0,5 Борной кисло­ты— 45 + 1 Солевой плавлен­ной лигатуры —10 (72,5%NaCl +27,5% NaF) 750 »

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 флю” добавляют акіивньїе вещества, спо­собствующие смачиваемости чугуна и получе­нию относительно г. рочной 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 ме. алле.

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

Состав флюсов для пайки приведен в табл. 44. При пайкр чугунным пру гком 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 іугуна и образуют низкотемпературную ме­таллическую связь на границе чугун — ла.

«унь 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, котопый образует жидкую ванну и за­полняет разделку. Наплавленный металл сразу же после сварки при температуре 600—700°С проковывают ручным медным молотком.

Пайка легкоплавкими оловянисто-свинцовы- ми и цинковым припоями находит ограничен­ное применение при устранении дефектов в •гугукных деталях. Этот вид применяют в тех случаях, когда нет возможности использовать другие, более совершенные виды. Пайка чугуна легкоплавкими припоями затруднена плохим смачиванием его поверхности; этот вид пайки дает низкую прочность соединения.

Сварка – технологический процесс, используемый на многих производствах, для соединения деталей путем их нагрева и установления межатомных связей. Существует более ста видов сварки, которые классифицируются по различным признакам. Классификация по …

Лазерная гравировка и резка

Такая технология гравировки, резки и раскроя материала использует лазер высокого уровня мощности. Лазерный луч, который сфокусирован, двигается в графической программе по траектории отрисованного эскиза. Используются разные материалы: двухслойный пластик, органическое …

Как правильно выбрать сварочный кабель для своего апарата?

Как правильно выбрать сварочный кабель? На обеспечение бесперебойной работы сварочного оборудования, а также длительность его эксплуатационного срока зависит то, как правильно выбрать сварочный кабель. Необходимо, чтобы это было приспособление высокого …

Источник: https://msd.com.ua/svarka-i-rezka-metallov/pajka-chuguna/

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Cтраница 2

Припайке чугуна применяется флюс ( стр. После пайки производится медленное охлаждение изделия.  [16]

Припайке чугунов, в которых содержится 1 7 — 4 5 % углерода, встречаются свои специфичные трудности, которые будут рассмотрены в дальнейшем в этом разделе. Чугуны паять гораздо труднее, чем стали.  [17]

Читайте также:  Особенности точечной сварки и аппарат для нее

Медь дляпайки чугунов следует применять осторожно из-за высокой температуры ее плавления, а припои, содержащие фосфор, не применяют вообще из-за образования в паяном шве хрупких железофосфор-ных соединений. Для пайки чугунов применимы все процессы, конкретный выбор метода пайки зависит от припоя и относительной массы соединяемых деталей.  [18]

Важно

Медь дляпайки чугунов следует применять осторожно из-за высокой температуры ее плавления, а припои, содержащие фосфор, не применяются вообще из-за образования в паяном шве хрупких железофос-форных соединений.  [19]

Нагрев припайке чугуна можно производить газовой горелкой или паяльной лампой до температуры не выше 900 С; при этом пламя должно быть только нейтральным.  [20]

Способ сварки — пайки чугуна сплавами меди применяют также для ремонта изделий из ковкого чугуна.  [21]

Диаграмма состояния сплавов системы медь — фосфор.  [22]

Медно-фосфорные припои дляпайки чугуна и сталей не применяют из-за образования хрупких фосфидов железа в паяном шве, что приводит к потере пластичности и охрупчиванию.  [23]

Диаграмма состояния сплавов системы медь — фосфор.  [24]

Медно-фосфорные припои дляпайки чугуна и сталей не применяют из-за образования хрупких фосфидов железа в паяном шве, что приводит к потере пластичности и охрупчиванию.  [25]

Для сварки ипайки чугуна могут с успехом применяться горючие газы — заменители ацетилена.  [26]

Из тугоплавких припоев дляпайки чугунов успешно применяют серебряные припои и латуни; для увеличения прочности соединения к латуням часто добавляют небольшое количество ( 1 0 — 1 5 %) кремния, олова, никеля, марганца или железа.  [27]

Из тугоплавких припоев дляпайки чугунов успешно применяют серебряные припои и латуни-для увеличения прочности соединения к латуням часто добавляют небольшое количество ( 1 0 — 1 5 %) кремния, олова, никеля, марганца или железа.  [28]

Из тугоплавких припоев дляпайки чугунов успешно применяются серебряные припои и латуни; для увеличения прочности соединения к латуням часто добавляют небольшое количество ( 1 0 — 1 5 %) кремния, олова, никеля, марганца или железа.

Медь для пайки чугуна следует применять осторожно из-за высокой температуры ее плавления, а припои, содержащие фосфор, не применяются вообще из-за образования хрупких железофосфори-стых соединений.

Чугунные детали, работающие при высоких температурах, паяют медноникелевыми сплавами или нейзильбером.  [29]

Совет

Довольно хорошие результаты даетпайка чугуна. Особенно важно это тогда, когда нужна дальнейшая механическая обработка шва, а вышеприведенных электродов нет. В этом случае для пайки применяют припои ЛОК и ЛОМНА.  [30]

Страницы:      1    2    3    4

Источник: https://www.ngpedia.ru/id239869p2.html

Как варить чугун: особенности сварки, чем можно, каким током, как сваривать ковкий, наплавка

Главная страница » О сварке » Как правильно варить » Как варить чугун

Чугун — сплав, основными компонентами которого являются железо и углерод, а дополнительными — легирующие добавки и примеси. По своей структуре чугуны делятся на серые и белые.

Белый чугун на изломе имеет белый или светло-серый цвет, отсюда и название данного вида. Углерод находится в белом чугуне в виде цеменита. Белый чугун не поддается механической обработке из-за своей хрупкости и высокой твердости; в производстве различных изделий применяется редко; сварке не подлежит.

Из белого чугуна посредством отливки и длительной термообработки при температуре 1000°С получают ковкий чугун.

Данный вид благодаря своим технологическим и механическим свойствам используется при производстве различных деталей, способных выдерживать ударные и вибрационные нагрузки.

Ковкий чугун применяется при строительстве автомобилей, сельскохозяйственных машин, судов, станков и т.д. Поэтому исполнителям важно знать, как варить ковкий чугун.

Высокопрочные чугуны получают посредством добавления в сплав легирующих добавок; используются при изготовлении ответственных деталей в машиностроении, высокопрочных труб.

Излом серого чугуна обладает серебристо-серым цветом, весь углерод в его составе содержится в виде графита. Данный вид отлично обрабатывается режущим инструментом; широко применяется как конструкционный материал; характеризуется хорошими литейными свойствами; высокой износостойкостью; обладает способностью гасить вибрации.

Недостатки: пониженная прочность и высокая хрупкость.

Особенности сварки чугуна

На фото: пора в сварочном валике

Чугун обладает рядом специфических характеристик, которые влияют на сварочный процесс:

  • Высокая скорость охлаждения чугуна приводит к «отбеливанию» — на поверхности образуется слой белого чугуна, который является хрупким и необрабатываемым.
  • Неправильный выбор температурного режима может вызвать перекалку сплава в околошовной зоне, что приводит к образованию трещин.
  • Активное образование газов в сварочной ванне может привести к пористости сварных швов.
  • Высокая текучесть чугуна усложняет формирование шва, так как расплавленный металл вытекает из ванны.
  • Неравномерный нагрев и охлаждение вкупе с хрупкостью сплава может вызвать образование трещин.
  • Окисление кремния приводит к появлению на поверхности сварочной ванны тугоплавких оксидов, что приводит к появлению непроваренных участков.

Несмотря на множество трудностей сварка чугуна распространена как при ремонте изделий, так и при исправлении брака чугунного литья, а также при изготовлении сварно-литых конструкций.

Наличие специфических характеристик требует того, чтобы исполнитель точно знал, чем можно варить чугун.

Ведь от этого зависит не только удобство и комфорт во время сварочных работ, но и получение качественного и надежного соединения.

Сварка по чугуну: подготовка

Вырезанная трещина

Технология сварки чугуна должна включать грамотный этап подготовки, предотвращающий появление дефектов в будущем.

Трещины в чугунных изделий имеют глубокую и тонкую структуру. Для достаточной проварки дефекта необходимо разделать трещины на всю глубину. Разделка может осуществляться вырубкой или шлифованием (механические способы); дуговой или кислородной строжкой или резкой (термические способы).

Длина разделки должна превышать длину трещины на 5-6 мм. с обеих сторон. Разделка должна плавно выходить на поверхность. Глубина разделки сквозных трещин должна быть на 1-2 мм. меньше толщины изделия.

Глубина разделки несквозных трещин должна превышать глубину её расположения не менее чем на 1-2 мм. После разделки концы трещин необходимо засверлить.

Обратите внимание

Если засверлить трещины нет возможности, то нужно их вырезать, а концы — закруглить.

Чтобы предотвратить перекалку чугуна следует произвести грамотную разделку кромок, которая способствует равномерному нагреву рабочей поверхности. Скосы кромок толстостенных деталей должны составлять 45 градусов.

Важно! Кромки не должны иметь острых углов.

Зачистка свариваемой поверхности от загрязнений проводится наждачной бумагой, болгаркой, щеткой с металлическими ворсинками, пескоструйкой. Устойчивые и сильные загрязнения можно удалить с помощью пламени горелки.

При работе с тонким металлом требуется применять графитовые формы. Они выполняют функцию подкладки под изделие. Это позволяет поддержать прогретый участок и сохранить первоначальную форму детали.

Технологии сварки чугуна

В зависимости от отсутствия или наличия предварительного подогрева, а также величины температуры прогрева выделяют следующие технологии сварки чугуна:

Горячая сварка применяется, в основном, в промышленных и производственных условиях. В домашних условиях очень сложно прогреть изделие до температуры в 600-650°C, так как для этого необходимо специальное оборудование. Данная технология помогает избежать образования трещин в наплавленном металле.

Исполнитель должен стараться равномерно нагревать чугунные детали. Разница температур основного изделия и шва может привести к разломам. Перед нагреванием свариваемые конструкции нужно закрепить для устранения напряжения, которое может привести к образованию трещин. Следует избегать нагрева свыше 750°C. При воздействии таких высоких температур металл переходит в стадию расплавления.

Видео

Посмотрите ролик, где профессионал сваривает развалившуюся на части чугунную деталь используя электрод УОНИ-13/55.

Полугорячая сварка применяется как в промышленных, так и в домашних условиях. Предварительный нагрев составляет до 400-450°C.

Согласно технологии холодной сварки предварительный подогрев не требуется.

Холодная сварка активно используется в быту, когда специальное оборудование отсутствует, а потребность в сваривании носит эпизодический характер.

Однако, соединение, созданное по такой технологии, отличается невысоким качеством. Если только не используется высококачественный специальный электрод, как, например, Zeller 855 на нижеследующем видео.

Способы сварки чугуна

1. Ручная дуговая сварка может проводиться по горячей, полугорячей и холодной технологиях. В зависимости от выбранного метода, разнятся виды используемых электродов.

Ручная дуговая сварка горячим методом осуществляется в несколько этапов:

  • подготовка изделия;
  • предварительный нагрев детали;
  • сваривание;
  • постепенное охлаждение.

Горячая ручная дуговая сварка может выполняться плавящимися и угольными электродами. К первому типу относятся чугунные стержни, электроды с медной и никелевой основой.

Сварка ковкого чугуна осуществляется расходниками марок ОЗЧ-2 и ОЗЧ-6, МНЧ-2, ЦЧ-4.

Для работы с серым чугуном предназначены электроды ОЗЖН-1 и ОЗЖН-2, МНЧ-2, ОЗЧ-2, ОЗЧ-4 и ОЗЧ-6.

Для высокопрочных чугунов подойдут сварочные материалы ОЗЖН, ОЗЧ-3, ОЗЧ-4, МНЧ-2.

Сваривание проводится непрерывно на больших величинах тока. Каким током варить чугун зависит от марки выбранного расходника. Однако, сваривание угольными электродами осуществляется на постоянном токе прямой полярности.

Основные недостатки данной технологии:

  • трудоемкость сварочного процесса;
  • сложность обеспечения равномерного нагрева конструкции;
  • значительная продолжительность работ;
  • высокая стоимость всего спектра необходимого оборудования.

В некоторых случаях к металлу шва предъявляются менее жесткие требования. В подобных ситуациях целесообразно применять полугорячую и холодную ручную дуговую сварку. Применяемые виды электродов: чугунные, с медной и никелевой основой, расходники общего назначения (обычные/стальные).

2. Сварка чугунных изделий может проводиться с применением неплавящихся электродов: вольфрамовых, угольных, графитовых.

Подробная информация о соединении чугуна различными видами электродов представлена в статье «Сварка чугуна электродами«.

Важно

3. Полуавтоматическая горячая, полугорячая и холодная сварка чугуна. Технология MIG проводится в среде инертного газа, а MAG — в среде активного газа.

Суть процесса МИГ/МАГ: сварочная проволока (например, ПП-АНЧ-1, ПП-АНЧ-2, ПП-АНЧ-3) механизированным способом подается в зону электрической дуги, там она расплавляется и образует сварное соединение. В зону дуги подается газ, который защищает сварочную ванну от взаимодействия с атмосферным воздухом.

Горячий метод сварки полуавтоматом применяется в тех случаях, когда необходимо качественное соединение с высокими показателями сопротивления разрыву и излому. Для минимизации количества трещин изделие необходимо охлаждать постепенно.

Полугорячая технология используется для сварки изделий, испытывающих некоторые нагрузки при эксплуатации.

Холодный метод сварки чугуна полуавтоматом отличается простотой, применяется для сваривания неответственных деталей, которые не будут подвергаться нагрузкам.

Непрерывная подача проволоки позволяет выполнять большой объем работ за достаточно короткое время. Результат носит удовлетворительный характер.

4. Аргонодуговая сварка чугуна (технология TIG) отличается сложностью процесса.

Средой, защищающей сварочную зону от воздействия окружающего воздуха, является газ аргон. В качестве присадочного материала используются чугунные, никелевые или алюминиево-бронзовые прутки.

Последний тип присадки не рекомендуется использовать, если свариваемое изделие будет подвергаться тепловому воздействию. Также исполнителю понадобятся вольфрамовые электроды.

Данный способ требует выполнения некоторых требований:

  • изделие перед сваркой необходимо нагреть, это предотвратит возможность появления трещин;
  • нужно применять небольшие величины переменного тока;
  • для контроля температуры следует осуществлять соединение короткими участками;
  • каждый шов нужно простукивать (проковывать) молотком для снятия напряжений;
  • изделие после сварки должно остывать постепенно и медленно.

5. Газовая сварка чугуна выполняется после равномерного и более длительного (по сравнению с дуговой сваркой) прогрева изделия. Нагрев позволяет снизить вероятность возникновения отбеленных участков. Скос кромок делается V-образным, угол раскрытия — 90 градусов. Скашивание проводится только при работе с изделиями, толщина стенок которых превышает 4 мм.

В качестве присадочных прутков применяются чугунные стержни. Диаметр стержней высчитывается следующим образом: толщина изделия, мм./2 или толщина изделия, мм/2 + 1 мм. Для газовой сварки чугуна также необходимо использование флюса (например, ФСЧ-1, ФСЧ-2, БМ-1). Присадочный пруток покрывают флюсом, а также флюс подсыпают в сварочную ванну.

Кроме этого, флюс выполняет несколько функций:

  • защита сварочной ванны от окисления;
  • перевод тугоплавких окислов в легкоплавкие шлаки;
  • улучшение сплавляемости;
  • повышение жидкотекучести металла ванны и шлаков.

Сварочное пламя должны быть нормальным или науглероживающим. Сваривание выполняется в нижнем положении. Для обработки крупных деталей желательно использовать две горелки.

Медленное остывание чугунных изделий после газовой сварки осуществляется под слоем асбеста.

6. Электрошлаковая сварка позволяет получить удовлетворительные свойства швов из серого чугуна, без отбеленных участков, трещин, пор и других дефектов. Также данная технология применяется при исправлении дефектов в крупных чугунных отливках, т.е. когда для ремонта необходимо наплавить большой объем металла.

Кроме этого ЭШС используется при изготовлении крупногабаритных массивных изделий из высокопрочных чугунов. Расходными материалами являются литые чугунные пластины, использующиеся в качестве электродов, и фторидные обессеривающие и неокислительные флюсы — в качестве флюсов.

7. Лазерная сварка чугуна является безопасным и высококачественным методом.

Для получения швов без трещин применяется две разновидности сваривания:

  • Лазерная сварка с индукционным нагревом, который осуществляется предварительно или во время сварочных работ. Нагрев позволяет повысить контроль рабочего процесса, в частности снять переходные напряжения; ограничить возникновение трещин; уменьшить излишнюю твердость наплавленного металла; повысить скорость сваривания.
  • Лазерная сварка с присадкой эффективна не только при соединении чугунных изделий друг с другом, но и для надежной сварки чугуна и различных типов сталей: конструкционные, цементованные, закаленные. Данная технология подходит для сварки корпусов, элементов шестерен, осей и других деталей в автомобильной промышленности и машиностроении.
Читайте также:  Первая помощь при ожоге глаз сваркой

8. Контактная сварка применяется для работы с чугунными трубами, подразумевает оплавление и предварительный нагрев концов конструкции. Это предупредит образование закалочных структур. Сварные швы характеризуются достаточно высокой плотностью.

9. Плазменная пайко-сварка чугуна. Для удаления графита из структуры чугуна, который затрудняет смачивание рабочей поверхности расплавленным припоем, используется пескоструйная обработка. Паяемые поверхности следует подготовить — обработать флюсом № 209 или 284 при температуре 600-700°С.

Совет

Затем изделие необходимо обезжирить ацетоном, бензином или раствором щелочи. Пайка проводится паяльником или газовой горелкой с применением флюсов на основе хлористого цинка.

При низкотемпературной пайке используются оловянно-свинцовые или другие легкоплавкие припои, при высокотемпературной — припои на основе меди или серебряные припои.

Наплавка чугуна

Наплавка чугуна может производиться с помощью специальных электродов следующих марок:

МНЧ-2, применяется для ответственных стыков, наплавка выполняется без подогрева.
ОЗЖН-1 предназначены для осуществления работ по заделке серьезных дефектов.
ОЗЧ-2 используются для наплавления ковкого и серого чугуна.
Технология наплавки чугуна представлена в статье «Наплавка металла: электродом и другие».

Газовая наплавка осуществляется с помощью теплоты, выделяемой при горении смеси ацетилена (заменителей ацетилена) и кислорода. В качестве расходных материалов используются литые прутки и флюсы.

Техника безопасности

Выполнение сварки в производственных условиях требует, чтобы исполнитель был аттестован для осуществления соответствующего вида работ.

Участок горячей сварки должен быть оснащен специальным оборудованием, которое выполняет функцию удаления пыли, выделяющейся при сварке.

Также существуют общие правила, которых необходимо придерживаться как профессиональным сварщикам, так и домашним мастерам:

  • Сварочный аппарат должен иметь заземление, что гарантирует безопасность исполнителю.
  • Обязательно использование индивидуальных средств защиты.
  • Электросварка в домашних условиях должна проводиться в хорошо проветриваемом и освещенном помещении.

Источник: https://WeldElec.com/info/kak-pravilno-varit/chugun/

Припой для пайки чугуна

Изобретение относится к пайке, в частности к составу припоя, применяемого для пайки чугуна при ремонте и заделке чугунных отливок. Цель изобретения — улучшение смачиваемости . Припой имеет следующий состав, мас.

%: цинк 23,7-33,9; олово 1,0-1,4; марганец 6-8; никель 4-6; алюминий 0,1-0,3; кадмий 8-10; сурьма 0,6-0,8; гафний 0,3-0,5; лантан 0,1-0,4; медь — остальное Температура плавления припоя 815-830°С„ Пайка производится с флюсом АНШ-200 при температуре , время выдержки 5 мин.

Твердость НВ металла шва составляет 182 едо Прочность паяного соединения при пайке чугуна СЧЩ2 равна 24 кгс/мм Площадь растекания припоя (навеска припоя 0,3 г, флюса 1 г в среднем по чугуну СЧ-12-28 равна 79 мм, С17 64 мм . СЧ1Ц2 — 67 мм Х28Л -86мм 4Н15Д7Х2 — 74 мм о Припой выплавлялся в две стадии.

На первой стадии в алундовом тигле при 1200°С сплавлялись порошки меди, марганца, никеля, гафния, олова, алюминия и лантана, покрытого парафином во избежание окисления , в среде аргона 96% и водоро- g да 4% и вьщержке 7 мин. Затем его охлаждали до засыпали поверх- Л ность расплава бурой, снова нагреваг.

тт ли в печи до 1200°С без подачи защит- VM. ного газа и быстро вводили кадмий и а сурьму, расплав перемешивали и выливали в изложницу. Припой ИСПОЛЬЗО вали при запайке дефектов на чугунных корпусах насосов. 2 табл, У Од

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК ()) 4 В 23 К 35/Зц

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

I, д У1

23,7-33,9

1,0-!,4

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4210291/31-27 (22) )7,03.87 (46) 28,02.89, Бюл. У 8 (71) Краматорский индустриальный институт (72) В.Т.Катренко, А.В.Грановский, Н.А.Макаренко и А.В.Дубинин (53) 621 .79) .3(088.8) (56) Иванов Б.Г. Журавицкий Ю.И., Левченков В.Н. Сварка и резка чугуна. М.: Машиностроение, 1977, с.

68, (54) ПРИПОЙ ДЛЯ ПАЙКИ ЧУГУНА (57) Изобретение относится к пайке, в частности к составу припоя, применяемого для пайки чугуна при ремонте и заделке чугунных отливок. Цель изобретения — улучшение смачиваемости. Припой имеет следующий состав, мас.

7: цинк 23,7-33,9; олово 1,0-1,4; марганец 6-8; никель 4-6; алюминий

0,1-0,3; кадмий 8-10; сурьма 0,6-0,8; гафний 0,3-0,5; лантан 0,1-0,4; медь — остальное. Температура плавления припоя 815-830 С. Пайка произвоо

Изобретение относится к пайке, в частности к составу припоя для пайки чугуна, и может найти применение при ремонте изделий из чугуна, а также при заделке дефектов чугунных отливок.

Целью изобретения является улучшение смачиваемости.

Припой имеет следующий состав, мас.7:

Цинк

Олово

„„Я0„„1461609 А 1 дится с флюсом АНШ-200 при температуре 920 С, время выдержки.5 мин, Твердость НВ металла шва составляет

182 ед. Прочность паяного соединения и при пайке чугуна СЧЩ2 равна 24 кгс/мм.

Площадь растекания припоя (навеска припоя 0,3 г, флюса 1 г) в среднем по чугуну СЧ-12-28 равна 79 мм, С17

64 мм СЧ)Ц2 — 67 мм, Х28Л вЂ” 86мм, 4Н15Д7Х2 — 74 мм . Припой выплавлялся в две стадии. На первой стадии в алундовом тигле при 1200 С сплавляо лись порошки меди, марганца, никеля, гафния, олова, алюминия и лантана, покрытого парафином во избежание окисления, в среде аргона 967. и водоро- Я да 47 и выдержке 7 мин. Затем его

4 охлаждали до 300 С засыпали поверхность расплава бурой, снова нагрева-.. ли в печи до 1200 С без подачи защитного газа и быстро вводили кадмий и сурьму, расплав перемешивали и выливали в изложницу. Припой использо ф, вали при эапайке дефектов на чугун- „ф ных корпусах насосов. 2 табл. а

Марганец 6-8

Никель 4-6

Алюминий 0,1-0,3

Кадмий 8-10

Сурьма 0,6-0,8

Гафний 0,3-0,5

Лантан 0,1-0,4

Медь Остальное

Температура плавления припоя 8)5830 С.

Обратите внимание

Медь придает припою необходимую вязкость и прочность, повышает тем1461609 пературу плавления и жидкотекучесть.

При содержании меди менее 48Х снижается пластичность шва, при содержании более 497 повьппается температура плавления припоя.

Олово улучшает смачиваемость паяемого металла припоем, облегчает лужение, повышает жидкотекучесть прийоя, снижает температуру плавления.

При содержании олова менее 1Х указанные эффекты не проявляются в должной мере, при содержании олова более 1,4 происходит охрупчивание припоя.

Марганец повышает прочность припоя, улучшает растекаемость припоя по паяемой поверхности, способствует приданию припою цвета, близкого к цвету чугуна. При содержании марганца менее 67 укаэанные эффекты проявляются недостаточно. При содержании марганца более 87. припой при длительном контакте с воздухом приобрета-i ет красноватый цвет, температура его плавления повьппается.

Никель совместно с медью повьппает пластичность паяного шва, совместно с марганцем способствует созданию белого цвета и повышает прочность металла шва. При содержании никеля ме» нее 47. улучшение указанных свойств не достигается, при содержании никеля более 67. повышается температура плавления припоя.

Алюминий служит для создания защитной пленки на поверхности паяного шва, чем препятствует окислению марганца. Алюминий снижает температуру плавления припоя и повышает прочность паяного. соединения за счет образования алюминидов никеля, При содержании алюминия менее 0,17 прочность паяного соединения не увеличивается, при содержании более О,ЗХ ухудшается смачивание припоем чугуна.

Кадмий применен с целью улучшения проникновения припоя в поры чугуна, сурьма и лантан — с целью улучшения смачивания припоем графита чугуна, а гафний увеличивает адгеэию припоя к чугуну.

Важно

Цинк наряду с медью является основным компонентом, снижающим темпе» ратуру плавления припоя, улучшающим

его растекаемость по поверхности чугуна., Кадмий совместно с цинком, оловом и сурьмой снижает температуру плавления припоя, повьппает жидкотекучесть

55 расплавленного припоя, способствует проникновению припоя в поры чугуна, чем увеличивает прочность сцепления припоя с чугуном и, следовательно, прочность паяного соединения.

Кадмий является активным металлом, он улучшает смачиваемость припоем поверхности чугуна, так как способен восстанавливать окислы на поверхности чугуна до металла.

При содержании его менее 8Х указанные эффекты полностью не проявляются, При содержа нии кадмия более 107 дальнейшего улучшения свойств припоя не наблюдается.

Сурьма, проникая благодаря кадмию в зазоры между графитом и металлической матрицей, а также в поры графита, способствует смачиванию графита припоем за счет установления акцепторных связей, При содержании сурьмы менее 0,6Х она незначительно влияет на свойства припоя. При содер. жании сурьмы более 0,8 дальнейшего улучшения свойств припоя не наблюдается.

Гафний наряду с алюминием способствует созданию окисной пленки на поверхности, чем предотвращает ее окисление. Кроме того, облегчается смачивание сурьмой графитовых включений чугуна.

При содержании гафния в припое менее 0,37 указанные эффекты проявляются слабо, при содержании более 0,57. снижается пластичность припоя.

Совет

Лантан является очень активным металлом, способствует активации поверхностного слоя паяемого металла, улучшает смачивание припоем поверхности чугуна, способствует улучшению растекаемости припоя по поверхности чугуна, облегчает и ускоряет процесс лужения. Лантан измельчает зерно припоя при его кристаллизации, чем улучшает механические характеристики паяного соединения. При содержании лантана менее 0,1Х его действие проявляется слабо, а при содержании более

0,4Х дальнейшего улучшения свойства припоя не наблюдается:

Припой выплавляли из имеющихся по рошков, используемых для производства порошковой проволоки. Выплавку осуществляли в две стадии.

На первой стадии в алундовом тигле смешивали в необходимой пропорцйи порошки меди, марганца, никеля,. гаф1461609

8-10

0,6″0,8

0,3-0,5

О, 1-0,4

Остальное

Кадмий

Сурьма

Гафний

Лантан

Медь

Таблица 1

Наименование ком- Содержание компонентов, мас., в составах

L понента

1 2 . 3 4 5

1,6

3

0 5

1,1

0,7

0,6

26,5

49

1,4

6

0,3

0,8

0 5

0,4

23,7

44 46 47

0,8 1 1,2

5 6 7

7 4 5

007 О1 02

11 8 9

0,3 0,6 0,7

0 15- 0,3 0,4

008 О1 . 02

31,6 33,9 29,3

Медь

Олово

Марганец

Никель

Алюминий

Кадмий .Сурьма

Гафний

Лантан

Цинк ния, а также гранулы олова и алюминия, лантан вводили в смесь в виде монолитного куска, покрытого парафином во избежание окисления. Тигель

5 помещали в предварительно нагретую до 1200 С печь, в которую подавали смесь газов,X: Ar 96, Н 4. После нагрева содержимого тигля до 1200 С тигель выдерживали в печи в течение

7 мин с целью растворения тугоплавких компонентов в жидком сплаве. Затем печь выключали и охлаждали сплав, увеличивая подачу защитного газа.

После охлаждения сплава до 300 С тигель вынимали из печй, поверхность сплава засыпали толченой плавленой бурой, повторно нагревали сплав до

1200 С в шахтной печи без подачи защитного газа и быстро вводили грану- 20 лированный цинк, а затем кадмий и сурьму, расплав при этом перемешивали вольфрамовым стержнем. Тигель вынимали из печи и выливали припой в изложницу, получая трехгранные прут- 25 ки.

Примеры выполнены припоя даны в табл.1.

Обратите внимание

Испытания проводили на образцах иэ чугуна размером 50х50х6 мм сле- ЗО дующих марок: серого СЧ 12-28, щело-, честойкого СЧЩ2, высококремнистого

С-17, нирезиста 4Н15Д 7х2, хромисто-, го Х28Л.

На шлифованную поверхность образца наносили 1 r флюса АНШ-20 и 0,3 г припоя. Образец помещали в муфельную печь и выдерживали при температуре

920 С в течение 8 мнн, после охлаждения измеряли площадь пятна растекания припоя. Результаты испытаний представлены в табл.2.

Как видно иэ табл.2, наилучшие свойства, а также лучшее растекание припоя и смачивание поверхности чугуна достигаются припоями составов

2-4.

Данный припой был использован при запайке дефектов на чугунных корпусах насосов.

Формула изобретения

Припой для пайки чугуна, содержащий цинк, олово, марганец, никель, алюминий, медь, о т л и-ч а ю щ и йс я тем, что, с целью улучшения смачиваемости, он дополнительно содержит кадмий, сурьму, гафний и лантан при следующем соотношении компонентов, мас.7.:

Цинк 23-7-33,9

Олово 1-1,4

Марганец 6-8

Никель 4-6

Алюминий 0,1-0,3

1461609

Т а б л и ц а 2

Со став припоя

Площадь растекания припоя, мм

Твердость (НВ) металла шва

СЧ-1 2-28 С-17

Х28Л 1 5ДХ2

Составитель Л.Абросимова

Редактор А.Маковская Техред М.Моргентал Корректор О.Кравцова

Заказ 631/12 Тираж 892 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат «Патент», r.Óæãoðoä, ул. Гагарина, 101

2

4

59

76

79

81

49 . (54

63 67

66 69

64 65

51: 49

70 61

87 73

85 76

88 74

72 58

l 70

176

182

188

186

П рочно с ть паяного соединения по

СЧЩ2, кгс/мм

18

22

24

26

    

Источник: http://www.FindPatent.ru/patent/146/1461609.html

Ссылка на основную публикацию