Чем и как паять нержавейку в домашних условиях: припои, флюсы, рекомендации

При обсуждении вопроса, чем паять нержавейку, речь идет не о сварке. Конкретно нас интересует вопрос соединения тонколистовой нержавеющей стали припоем с использованием минимального набора оборудования. Пайка заметно проще и позволяет соединять мелкие изделия из нержавейки с почти ювелирной точностью и качеством шва.

Как паять нержавейку оловом в домашних условиях

Такое соединение выгодно тем, что даже в домашних условиях процесс пайки нержавейки можно освоить буквально за полчаса. На то, чтобы научиться правильно варить нержавеющую сталь, потребуется несколько десятков человеко-часов.

Паять нержавейку в домашних условиях несложно при наличии соответствующего оборудования:

• мощного электропаяльника и электрического нагревателя-печки, если планируется паять посуду из тонкой нержавейки;
• газовой инжекционной горелки, если нужно паять относительно простые детали твердыми марками припоя с температурой плавления до 800оС;
• пропан-кислородной горелки, если требуется высокопрочное соединение с помощью латуни или никель-серебряного припоя.

Кроме того, нужно будет купить соответствующую марку припоя и марку флюса. Для каждого вида пайки существует свой оптимальный вариант пары «припой-флюс». Кроме того, нужно сделать паяльную подставку, на которой будут греть соединяемые детали. Обычно используется небольшой блок из строительного газобетона или шамотный кирпич.

Важно! Казалось бы, какая разница, на чем паять нержавейку. На самом деле выбор подложки или подставки для пайки деталей влияет на качество соединения. Если попытаться паять на листе металла, то нагреть нержавейку до нужной температуры не удастся.

Еще одно правило: паять нержавейку нужно только под вытяжкой, можно использовать гараж, мастерскую или балкон, но только не внутри квартиры.

Особенности пайки нержавейки

Чтобы правильно паять нержавейку, нужно учитывать следующее.

1. Состав нержавеющей стали намного сложнее обычной углеродистой. Нержавейку нельзя перегревать или греть долго. Паять нужно быстро, и желательно не допускать длительного воздействия высокотемпературного пламени на небольшой участок поверхности.
2. У нержавейки большой коэффициент теплового расширения и относительно низкая теплопроводность. Если паять металл с сильным перегревом, то место пайки обязательно покроется микротрещинами. То есть можно удачно спаять две трубки из нержавеющей стали, но затем на испытаниях или под нагрузкой одна из них лопнет, причем не по паянному шву.
   
   

Для того чтобы получить высокое качество пайки, нужно придерживаться нескольких основных правил:

1. Нержавейку обязательно зачищают механически с помощью наждачной бумаги, щеткой, абразивной обработкой (часто пескоструйкой) удаляют слой окислов на поверхности. Причем сделать это нужно непосредственно перед тем, как паять металл.
2. Нержавеющую сталь нужно быстро и сильно нагревать до температуры плавления припоя. Флюс должен наноситься на поверхность, нагретую на 90% от рабочей температуры, или использоваться вместе с припоем. При совместном нанесении флюс выполняется в форме обмазки прутка припоя или заделывается внутрь его.
3. Для прочных высокотемпературных припоев желательно сначала обработать раскаленную поверхность нержавейки флюсом. Чтобы химически активный реагент успел глубоко растравить поверхность нержавейки, убрал налет от газового пламени, и только после этого паять детали.

Обычно последовательной обработкой предпочитают паять нержавейку с высоким содержанием хрома и никеля. Оловом выполнять соединение сложно, но можно использовать латунь и никель-медный П-81. Хотя в продаже можно купить готовые прутки в флюсовой обмазке BRASS FLAME 18 XFG, которыми можно паять нержавейку при 870оС.

Сам процесс пайки сводится к тому, чтобы правильно растаскивать расплав припоем по раскаленной поверхности так, чтобы он равномерно заполнял стык. В это время приходится подогревать нержавейку горелкой, пока весь шов не заполнится расплавом.

На длинных линейных и кольцевых швах место пайки греют периодическими движениями. Как известно, расплав сам перетекает из более холодной зоны в более горячую, поэтому можно без проблем разогнать припой по всей длине шва, лишь умело подогревая линию стыка горелкой.

Используемое оборудование

Нержавейку можно паять низкотемпературными оловосодержащими припоями. Для этого достаточно электропаяльника на 100 Вт и небольшой электроплитки. Плитку используют только для разогрева детали до температуры нанесения флюса, а паять можно электропаяльником.

Часто электроплитка выручает, когда нужно запаять несколько трещин на посуде из нержавейки. С ее помощью удобно поддерживать требуемую температуру пайки, не оборачивая посуду в алюминиевую фольгу.

Тип горелки выбирается в зависимости от марки используемого твердого припоя и флюса. Если требуется паять высокопрочными медно-никелевыми или латунными припоями, то лучше всего использовать ручную пропан-кислородную горелку типа «MICRO DM 284» или аналогичные модели.

Микрогорелка подключается к редукторам (через пламегаситель) на пропановом и кислородном баллонах. Такую установку можно сделать своими руками даже в домашних условиях. Ею можно паять все высокотемпературные припои.

Для медно-серебряных припоев достаточно ручной инжекционной горелки с баллоном картриджем.

Ею можно паять нержавейку серебросодержащими твердыми припоями с температурой плавления до 700оС.

Режимы пайки оловом

Припоями на основе оловянных сплавов можно паять с использованием кислоты. Вопрос в том, как паять нержавейку оловом:

1. Поверхностный ремонт трещин в тонколистовой нержавейке. Оловом затягивают поверхность металла на всю длину трещины. Механическую нагрузку такой шов практически не держит. Паяют для обеспечения герметичности на протекание воды.
2. Заполнение стыков и угловых швов коробчатых корпусов, лотков и коробок из нержавейки. Паяют для усиления соединения вальцовкой и обеспечения герметичности стыка.

В обоих случаях шов (трещину) на нержавейке предварительно обезжиривают и зачищают. Если металл толстый, то можно обжечь горелкой. Далее деталь нагревается до 280оС и обрабатывается флюсом.

Для тонких трещин на посуде рекомендуется использовать спиртовой раствор канифоли. Если нужно паять непищевую тару или короба, то можно использовать паяльную кислоту. Но, по отзывам, более высокое качество на нержавейке дает флюс из ортофосфорной кислоты.

Припой для нержавейки и его типы

Для низкотемпературной пайки можно использовать традиционные оловосодержащие материалы. Их много, лучшее качество показывают специальные ремонтные припои для заделки трещин и лужения меди.

Для пайки нержавеющей стали твердыми припоями лучший шов дает швейцарский Castolin ECO BRAZ 38230F. Содержание серебра — до 30%. Цена может быть до 400 долл. за пачку. Но качество очень высокое даже для новичков и пайки в домашних условиях. Паять можно при температуре 670-750оС.

Кроме того, шов получается пластичным и вязким. Кроме нержавейки, им часто паяют детали велосипедных рам, декоративную облицовку раритетных авто. Лучше всех выдерживает вибрации. В качестве альтернативы можно использовать серебросодержащий L-A9.

Можно использовать латунный материал, Castolin 18XVG дает самое прочное паяное соединение на нержавейке. Но латунью, даже швейцарского качества, паять нержавейку тяжело. Шов требует нагрева до 900оС, паяный шов получается прочным, но слишком жестким, непластичным. Вибрации держит плохо, его используют в ремонте автомобильной и бытовой техники.

Медь-цинк-никелевый припой П-81 стоит на порядок дешевле серебросодержащих марок. Паять нержавейку тяжело, требуется температура нагрева до 950оС. Шов очень жесткий, твердый, обладает повышенной коррозионной стойкостью.

В качестве флюса используют универсальный ПВ-209. Можно паять смесью буры и борной кислоты, но качество чуть хуже.

Пищевые припои

Из безопасных материалов для низкотемпературной пайки посуды из нержавейки можно рекомендовать припои ПОС-1 или ПОСу95-5. Несмотря на то, что висмут — тяжелый металл и обладает определенной токсичностью, в целом шов получается достаточно безопасным для кипячения питьевой воды или приготовления еды в посуде из нержавеющей стали.

Из твердых припоев можно использовать серебросодержащие материалы при условии, что содержание меди не превышает 10%.

Категорически нельзя паять пищевую нержавейку припоями с сурьмой и свинцом, независимо от их процентного содержания в паяльном материале.

Пайка с помощью газовой горелки

Существует несколько стандартных схем выполнения паяного соединения двух деталей из нержавейки:

• пайка двух трубок;
• пайка стального стержня к листовой нержавейке;
• пайка двух листов встык.

Самый простой вариант — паять две трубки. Это может быть соединение двух деталей трубопровода из нержавейки или сборка пайкой дополнительного патрубка к основному корпусу цилиндрической формы.

В любом случае паять нужно не в стык, с осадкой одной детали внутрь другой. Поэтому трубки обычно разного диаметра, одна запрессовывается внутрь другой хотя бы на 10 мм.

Если требуется припаять боковой патрубок к основному корпусу из нержавейки, то предварительно нужно будет сделать отверстие, равное диаметру отвода.

В обоих случаях после зачистки детали из нержавейки собирают и нагревают пламенем газовой горелки. Как только на поверхности появятся пятна, место шва, обрабатывают флюсом и продолжают нагрев еще несколько минут. Последний этап — стык обводят концом прутка припоя, не прекращая нагрев горелкой. Как только материал полностью заполнит шов, нагрев убирают.

Пайка двух листов из нержавейки выполняется по той же схеме, обязательно с предварительным обжигом и зачисткой кромок. Далее листы укладываются нахлестом и нагреваются газовой горелкой до появления побежалости. Теперь можно обработать кромку флюсом, прогреть и прутком флюса растянуть расплав по всей длине стыка.

Важно! Качественный припой и флюс затекают глубоко внутрь нахлеста. Недорогие материалы обычно из-за плохой текучести прихватывают только наружный стык.

Чуть сложнее паять стержень из нержавейки перпендикулярно к листу металла. В первую очередь нужно зачистить обе детали по сопрягаемым поверхностям.

Далее стержень устанавливают вертикально на лист, сразу же обрабатывают небольшим количеством флюса, после чего обе детали нагревают горелкой до высокой температуры. Расплав должен зайти встык под стержень, но припой более вязкий и может туда не попасть.

Как только флюсовая масса будет полностью расплавлена, можно лудить припоем основание стержня. Причем паять нужно с избытком припойного материала, чтобы вокруг образовалась ванночка из расплава. Теперь на секунду нужно оторвать стержень от листа нержавейки, чтобы залудить торец и сразу же вернуть его на место. Еще несколько секунд детали из нержавейки прогревают горелкой и выключают нагрев.

После остывания образуется очень прочное паяное соединение латунью.

Прочность шва получается на уровне сварки.

Отличия высокотемпературной пайки от низкотемпературной

Паять нержавейку горелкой достаточно дорого, так как качественные припои на основе серебра стоят в несколько раз дороже, чем сварка углекислотным полуавтоматом или аргоном. Паять латунью или медно-никелевым П-81 в домашних условиях достаточно сложно, так как требуется специальная кислород-пропановая горелка и определенный опыт в обращении с ней.

Но у высокотемпературной пайки есть два важных преимущества:

• можно паять очень тонкие, почти ювелирные детали, ремонтировать и восстанавливать технику без потери качества;
• шов от твердого серебряного или латунного припоя получается сплошным, герметичным, без пор и каверн.

Поэтому мастера в процессе ремонта техники часто предпочитают паять нержавейку, особенно тонколистовую, чем использовать сварку.

Низкотемпературная пайка не обеспечивает высокую прочность соединения. Но обычно прочности стыка, спаянного оловянным ПОС, достаточно для обеспечения герметичности и жесткости детали. Кроме того, паять оловом намного проще, не требуется специальных горелочных устройств и дорогостоящих припоев.

Самые распространенные ошибки

Чаще всего проблемы возникают из-за нарушения технологии паяного соединения. Причин довольно много, и самые распространенные — спешка в работе и попытка сэкономить на материалах.

Неправильный нагрев

Наиболее распространенной ошибкой можно считать попытку выполнить пайку на еще холодных заготовках. Инжекторная горелка греет быстро и эффективно, нагреть спаиваемый стык можно за несколько минут.

Но если работы проводятся в неотапливаемом помещении при низких температурах, то заготовка, например лист нержавеющей стали, остывает очень быстро. Поэтому паять нужно с помощником либо дополнительно подогревать заготовку паяльной лампой или электроплиткой.

Попытки использовать материалы неизвестного состава и качества

Серебросодержащие припойные сплавы стоят очень дорого — от 30 тыс. руб. и выше. Но иногда просто нет альтернативы, если требуется высокое качество паяного шва.

Качественно запаять латунью с бурой или старыми припоями неизвестного состава могут лишь мастера с большим опытом работ. Кроме того, потребуется исправная кислородная горелка. Если уже есть необходимость сделать паяное соединение латунью, то желательно хотя бы арендовать микрогорелку на пару дней, а вместо буры использовать ПВ-209.

Неправильный выбор припоя

Перед пайкой определенным припоем нужно обязательно убедиться (прочитать инструкцию на пачке), что данный материал по своим особенностям однозначно подходит для нержавейки. Многие не знают, например, что медно-фосфорные не подходят для нержавеющей стали.

Часто допускают ошибку, когда серебряным припоем соединяют детали, подверженные большой статической нагрузке и вибрациям одновременно. Серебросодержащие сплавы очень мягкие и пластичные, поэтому стык со временем под нагрузкой «тянется» вплоть до разрушения.

В такой ситуации рекомендуется выполнять двойную пропайку. Первоначально серебром, затем сразу же медно-никель-цинковым припоем. Двойная пайка сложнее, но если освоить ее, то можно паять нержавейку толщиной в 0,1 мм с прочностью, не уступающей сварному соединению. При этом герметичность стыка будет на порядок выше.

Плохая подготовка

Многие проблемы от плохого очищения поверхности. Зачищать нужно очень долго и качественно, возможно, предварительно обжечь. На нержавеющей стали окислы и поверхностные карбиды держатся очень прочно, поэтому металл чистят абразивом и металлическими щетками до блеска (не полировать).

Итоги

Выбрать, чем паять нержавейку, не так уж и сложно, на рынке существует довольно много всевозможных припоев на основе серебра и латуни. Выбор большой, но прочность соединения на 90% зависит от качества материалов. Поэтому экономить не стоит.

Расскажите о своем опыте пайки. На какие особенности процесса нужно обратить особое внимание? Также сохраняйте статью в закладки и делитесь ею в соцсетях.