медь плюс олово что получится
как сплавить медь и олова чтоб получить бронзу
Безоловянные бронзы
В силу высокой стоимости олова были найдены заменители оловянной бронзы. Они содержат олово в меньшем количестве по сравнению с ранее применявшимися бронзами или не содержат его совсем.
В древности иногда использовался сплав меди с мышьяком — мышьяковистая бронза, в некоторых культурах использование мышьяковистой бронзы даже предшествовало выплавке оловянной. Использовались и сплавы, в которых мышьяком замещалась лишь часть олова.
В настоящее время существует ряд марок бронз, не содержащих олова. Это двойные или чаще многокомпонентные сплавы меди с алюминием, марганцем, железом, свинцом, никелем, бериллием и кремнием. Величина усадки при кристаллизации у всех этих бронз более высокая, чем у оловянных.
По некоторым свойствам безоловянные бронзы превосходят оловянные. Алюминиевые, кремниевые и особенно бериллиевые бронзы — по механическим свойствам, алюминиевые — по коррозионной стойкости, кремнецинковые — по текучести. Алюминиевая бронза благодаря красивому золотисто-жёлтому цвету и высокой коррозионной стойкости иногда также применяется как заменитель золота для изготовления бижутерии и монет [2].
Прочность алюминиевой и бериллиевой бронзы может быть увеличена при помощи термической обработки.
Также необходимо упомянуть сплавы меди и фосфора. Они не могут служить машиностроительным материалом, поэтому их нельзя отнести к бронзам. Однако они являются товаром на мировом рынке и предназначаются в качестве лигатуры при изготовлении многих марок фосфористых бронз, а также и для раскисления сплавов на медной основе.
Если соединить медь и олово получится
Чаще всего, на основе меди получают бронзу и латунь, путем добавления цинка и олова. Новые соединения снижают цену основного металла, улучшая некоторые параметры. Идет повышение пластичности и коррозионной стойкости. Это дает возможность использовать их в некоторых отраслях промышленности.
Исторический ракурс
Технология производства менялась. Появились добавки в виде мышьяка, свинца, цинка и железа. Все зависело от требований, предъявляемых к предмету. Материал для украшений нуждался в особом подходе. Состав сплава состоял из меди, олова и свинца.
Начиная с 8 в. до н. э. в Малой Азии была разработана технология получения латуни. В это время еще не научились добывать чистый цинк. Поэтому в качестве сырья использовалась его руда. С течением времени производство медных сплавов постоянно расширялось и до сих пор находится на первых местах.
Сплавы химического элемента меди
Медь, в соединении с другими металлами, образует сплавы с новыми свойствами. В качестве основных добавок используются олово, никель или свинец. Каждый вид соединения обладает особыми характеристиками. Отдельно медь используется редко, поскольку у нее невысокая твердость.
Немного о бронзе
Бронза — название сплава меди и олова. Также в состав соединения входит кремний, свинец, алюминий, марганец, бериллий. У полученного материала показатели прочности выше, чем у меди. Он обладает антикоррозионными свойствами.
С целью улучшения характеристик в сплав добавляются легирующие элементы: титан, цинк, никель, железо, фосфор.
Существует несколько разновидностей бронзы:
Сплав никель и медь
В этом соединении используется медь и никель. Если к этой паре добавляются другие элементы, соединения носят такие названия:
Латунь
Это сплав меди с цинком. Колебание количественного содержания цинка влечет за собой изменение характеристик и цвета сплава.
Кроме этих 2 основных элементов в сплаве содержатся легирующие добавки. Их показатель составляет небольшой процент.
Латунь обладает высокими прочностными характеристиками, пластичностью и способностью противостоять коррозии. Также характеризуется немагнитными свойствами.
Латунь
Физические и химические свойства сплавов
Химический состав и механические свойства медных сплавов обеспечивают им не только прочность, но и хорошую электро- и теплопроводность. Особенно это относится к латуни.
Все медные сплавы характеризуются хорошими антифрикционными свойствами. Отдельно стоит отметить бронзу.
Благодаря хорошим антифрикционным свойствам бронзы, материал идет на изготовление втулок в качестве подшипников скольжения. Такое изделие не требует смазки, поскольку с внутреннего диаметра, по которому идет скольжение, сминаются все шероховатости. Именно это и является источником смазки. Установка таких подшипников ведется даже на высокоточном оборудовании — координатно-расточных и координатно-шлифовальных станках.
Температура плавления меди без добавок составляет 1083 градуса. В зависимости от количества добавления цинка и олова, этот показатель меняется. Величина температуры плавления латуни составляет 900–1050 градусов, а бронзы — 930–1140 градусов.
Коррозионные свойства медных сплавов отличаются стойкостью. Связано это с тем, что медь не активный элемент. Особенно не корродируют полированные поверхности.
Коррозионная стойкость медных соединений проявляется в пресной воде и ухудшается в присутствии кислоты, которая препятствует образованию защитной оболочки.
Как добавить цвет в олово?
Олово является металлом, который широко распространен и применяем во многих областях промышленности, но при этом, в основном, этот материал скрыт от глаз человека. То есть чаще всего олово применяют в качестве припоя для соединения деталей, для их покрытия и изготовления из него различной тары для продуктов питания.
Если олово используется как самостоятельный металл и из него изготавливают различные предметы или детали, то рано или поздно можно столкнуться с вопросом изменения цвета или как добавить цвет в олово, чтобы придать изделию внешней привлекательности. Само по себе олово имеет серебристо-белый цвет. Чтобы изменить его природный цвет нужно вначале покрыть его медью гальваническим путем, а уже затем окрасить.
Существует данный рецепт покрытия олова медью. Для него понадобится по 5 г железного и медного купороса, которые необходимо растворить в воде (100 мл). В этот раствор необходимо поместить олово. Если изделие из олова нестандартных размеров и сложно его погрузить в этот раствор можно этим раствором с помощью тампона протереть его поверхность.
После того как изделие покрыто медью можно приступать к его покраске. Однако нужно очистить изделие от загрязнений и обезжирить его поверхность.
Основным рецептом придания меди цветового оттенка от золотистого до черного является данный рецепт. Для него используется по 4 г молочного сахара или лактозы и 4 г гидроксида натрия, которые необходимо растворить в 100 мл чистой воды. Данный раствор доводят до кипения, после того как раствор покипел несколько минут необходимо постепенно добавлять туда понемногу концентрированный раствор медного купороса. Понадобиться только 4 мл.
Теперь раствор готов и можно помещать туда покрытое медью изделие из олова. В зависимости от того насколько долго будет находится данное изделие в этом растворе будет зависеть и итоговый цвет. Если время пребывания в растворе небольшое – то можно получить желтый или зеленый цвет, если же увеличить время, то можно добиться красного, коричневого или даже черного цвета. При этом важно, чтобы температура раствора была высокой, но не кипела.
Применение сплавов
Благодаря своим свойствам медь и ее сплавы нашли применение не только в промышленности, но и ювелирном деле.
Соединения меди также используются для изготовления следующих изделий:
Работа с медным сплавом
Инструменты для пайки
Перед началом работы нужно подготовить специальные инструменты и приспособления для пайки медных соединений. Вам понадобится:
Нужно отметить, что если работа производится на трубных соединениях, то еще может понадобиться фаскосниматель, расширитель, специальное устройство для резки. Все эти приспособления можно найти у профессионального сантехника, чтобы не покупать их.
Горелки для меди бывают: профессиональными (для работы с твердыми припоями), для разогрева труб и пайки мягкими пастами, полупрофессиональными или комбинированными. Также есть специальные фены, которыми производится мягкая пайка. Они позволяют быстро разогреть место стыка температурой до 650 градусов.
Также для соединения медных сплавов обязательно нужно использовать флюс. Он выполняет несколько полезных функций: способствует лучшему растеканию припоя по металлу, защищает место обработки от кислородной пленки, очищает шов от окиси. Флюсы бывают с бурой (для различных высокотемпературных припоев), применяется для среднеплавких соединений золота, меди, бронзы, чугуна, нержавейки. Внешне они выглядят как паста, наносятся специальной кистью.
Щетки и абразивные листы (наждачная бумага) нужны для того, чтобы после окончания работ удалять с места шва остатки припоя. Фитинги подбираются исхода из потребных соединений (они могут быть разветвляющими, угловыми, изогнутыми и т. д.).
Способы получения металла
Основные сплавы на основе меди — латунь и бронза. Их процесс производства следующий:
В обоих случаях формируются слитки, поступающие в прокатный цех, где происходит их обработка давлением в горячем и холодном виде.
Плавление меди в домашних условиях
Чтобы получить сплав меди в домашних условиях, нужно изготовить самодельное оборудование для плавления. Процесс проводится следующим образом:
Проба плавки меди в домашних условиях
Физические свойства медных сплавов сделали их незаменимыми во многих сферах хозяйственной деятельности. Без них не обойдется самолетостроение и судостроение. Нельзя представить без такого металла и часовые механизмы. Любая конструкция, в которой имеются работающие в паре детали, нуждается в антифрикционном материале.
Методы лужения
Технология лужения реализовывается путем плавления припоя, смачивания поверхности припоем и его дальнейшей кристаллизации на поверхности. Согласно ГОСТ 17325-79 под припоем следует понимать материал с более низкой температурой плавления по сравнению материалом, из которого сделана деталь. Лужение меди, алюминия и стали осуществляется оловом. Для справки в таблице приведены температуры плавления этих металлов.
| Металл | Температура плавления, градусы Цельсия |
| Олово | 232 |
| Алюминий | 660 |
| Медь | 1085 |
| Сталь | 1300-1500 |
Существуют два вида лужения:
Гальваническая технология
Процесс базируется на использовании электрического тока и протекании электрохимических реакций. Лужение происходит методом погружения деталей в ванну со щелочным или кислым электролитом.
Основные достоинства гальванического нанесения полуды:
Основной недостаток заключается в высокой стоимости, обусловленной потреблением электрического тока. Этот процесс требует специального оборудования и высокой квалификации исполнителя. Лужение с использованием электролита связано со сложностью приготовления раствора. В ходе процесса должен вестись постоянный контроль концентрации щелочи или кислоты в электролите, а также состояния анодов и поверхности ванны.
При выполнении отдельных работ в радио- и электротехнике возникает необходимость лудить перед пайкой медные поверхности плат. Наиболее простой способ – химическое лужение.
Это гальваническая технология. Суть ее заключается в том, что в ходе протекания электрохимической реакции, ионы меди на поверхности замещаются ионами олова из оловосодержащего раствора. Чтобы осуществить такое лужение в домашних условиях понадобится паяльная ванна для лужения (лудилка). Ванны доступные по цене, компактные (диаметром около 80 мм, глубиной 35-40 мм), мощностью 150-300 Вт. Их можно применять для подготовки к пайке медных плат путем их погружения в припой, для нанесения полуды на электронные компоненты, для демонтажа радиоэлектронных элементов.
Раствор при гальванической обработке
Для лужения применяется два вида электролитов:
Из-за того, что в этих электролитах олово имеет разную валентность, отличаются скорости его осаждения. В щелочном электролите олово осаждается в два раза медленнее, чем в кислом.
Из кислых электролитов наибольшее распространение получили:
В кислых электролитах должны присутствовать поверхностно-активные вещества (ПАВ). Это могут быть клей, фенол или желатин. Если ПАВ не добавлять, то олово на катоде будет выделяться в виде кристаллов и не образует сплошной слой. Также в них должно быть достаточно свободной кислоты, чтобы подавлять гидролиз солей олова. В противном случае возникнут основные соли олова или труднорастворимые гидраты. Дополнительно для повышения электропроводности в состав раствора надо вводить проводящие соли (например, в сернокислом электролите — это сульфат натрия). Если учесть все эти требования, то можно повысить рассеивающие способности кислого электролита.
Щелочные электролиты имеют лучшую рассеивающую способность. Их целесообразно использовать для лужения некрупных деталей и деталей сложной формы.
Способов приготовления щелочных растворов много. Простым в приготовлении считается электролит, полученный из соли станната натрия. Он не содержит хлор-ионов, что снижает опасность корродирования стальных стенок лудильной ванны. Если при работе ванн возникают неполадки, то их легко устранить корректировкой свойств электролита.
Достоинства и недостатки электролитов приведены в таблице.
| Электролит | Преимущества | Недостатки |
| Кислый | · большой выход металла по току; · низкая стоимость; |
· использование для лужения деталей простой формы;
· необходимость введения в электролит дополнительных веществ для получения качественного покрытия.
· высокая рассеивающая способность;
· получение плотного не пористого мелкокристаллического покрытия;
· процесс можно проводить в ваннах без особой футеровки.
· невысокая плотность тока;
· необходимость дополнительного оборудования для подогрева и вентиляции.
Раствор для химического лужения меди называют «жидкое олово». Его готовят таким образом. В 1 л дистиллированной воды добавляется 20 г хлористого олова, 40 г концентрированной Н2SO4, потом для снижения мутности 80 г тиомочевины. Для предотвращения образования кристаллов олова на поверхности, дополнительно в 200 мл воды растворяют 5 г вещества ОС-20. Затем растворы смешивают. Дают выстояться около трех часов. Потом в раствор погружают подготовленное и очищенное медное изделие, например, плату. После того, как на поверхности появится блестящий слой олова, раствор сливают.
Часто применяют метод кислотной пайки медных или алюминиевых проводов разного сечения. При этом в качестве флюса используется паяльная кислота. Благодаря ей создается надежное соединение металла и припоя, снимаются с поверхности изделий налеты и окислы. Самая распространенная кислота – водный раствор хлорида цинка.
При необходимости заменить паяльную кислоту можно:
Горячее лужение
Горячее лужение может осуществляться одним из двух способов.
погрузить ее в емкость с раствором хлористого цинка;
перенести на поверхность немного припоя;
Для равномерного нагрева поверхности паяльник надо держать так, чтобы он прилегал к ней и концом, и рабочей боковой гранью.
Если нанести полуду требуется на крупные детали простой формы, то можно использовать другой метод:
В случае некачественной подготовки поверхности изделия, толщина слоя олова может различаться, в некоторых местах слой может не припаяться. Тогда это место следует зачистить напильником, подогреть и повторить лужение.
Соединить медный провод с алюминиевым
Теория
Медь – один из древнейших металлов, который используется людьми для создания различных украшения, приспособлений и коммуникаций. Характеризуется высокой пластичностью и розовато-красным цветом, иногда с золотистым оттенком. В домашнем хозяйстве медь наиболее часто применяется в водопроводных трубах, в отоплении, т. к. она не поддается коррозии и устойчива к перепадам температур.
Фото — медные соединения
Существует множество видов пайки, для меди применяется капиллярная. Она позволяет максимально аккуратно и прочно соединить две части трубопровода или радиодеталей. Также это термическое воздействие делится на:
Высокотемпературная пайка характеризуется более высокой прочностью шва. Помимо этого она позволяет обеспечить соединению термоустойчивость, что очень важно для различных коммуникаций. Но при этом, этот вид работ не используется на резьбовых соединениях. Для проведения такой пайки требуется специальное оборудование – горелка с пьезоподжигом и ацетилом, пропаном.
Фото — медные элементы
Низкотемпературная используется при работе с мягкими припоями (пастями, гелями). Главное достоинство этой методики – простота и легкость проведения работ. Проводится при температуре ниже, чем 425 градусов, поэтому спайка может производиться даже паяльником. Он заключается в том, что под воздействием определенной температуре припой, нанесенный на зазор между деталью и соединяемым участком, расширяется, закрывая собой зазор.
Фото — процесс пайки
Также есть одно важное правило, которое нельзя нарушать ни в коем случае. Пайка меди и алюминия, или алюминия с латунью строго запрещена. Она выполняется для электрических проводов, например, если нужно разветвить проводку в старых домах. Это запрещено из-за разности линейного теплового расширения металлов и вероятности короткого замыкания в месте стыка.
Приступаем к пайке
Начнём работу с пайки скрученных алюминиевых проводов. Перед тем, как скрутить провода, нужно убедиться в том, что поверхность алюминиевых жил чистая. В противном случае нужно зачистить провод ножом. Поверхность провода должна быть светло – серебристой, а не тёмно – серой.
Делаем скрутку плоскогубцами.
Для пайки алюминия применяем специальный флюс. Он может иметь конкретную марку Ф-61А, Ф-59А, Ф-64 и др, или же просто называться «флюс для пайки алюминия». Флакончик объёмом 25 мл стоит приблизительно 45 рублей и его хватит надолго.
С помощью кисточки наносим флюс тонким слоем на скрутку со всех сторон.
Разогретое до рабочей температуры жало паяльника смачиваем припоем, слегка дотронувшись до него. Поглаживая скрутку рабочей поверхностью жала, наносим на неё припой.
Предлагаем ознакомиться Как установить солнечные батареи для дома?
Припой и алюминий похожи цветом, но это не мешает наблюдать, как припой растекается по поверхности проводов, заполняя щели между ними. Перебарщивать с количеством припоя не стоит, достаточно тонкого слоя на поверхности алюминия, застывших капель следует избегать.
Медные скрутки я паяю таким же способом, только флюсом в этом случае служит раствор канифоли в ацетоне. Готовлю я его следующим образом. Во флакончик заливаю около 30 мл ацетона и постепенно засыпаю в него канифоль, предварительно измельчённую в порошок. Перемешиванием добиваюсь полного растворения канифоли.
В результате раствор должен приобрести цвет некрепкого чая. Наношу флюс также кисточкой, расход канифоли при этом мизерный, а благодаря текучести ацетона раствор проникает в самые мелкие щели. Если использовать нерастворённую канифоль, получается не так аккуратно, её излишки потом приходится удалять.
При монтаже электропроводки выполнять непосредственное соединение проводов с токоведущими жилами из меди и алюминия запрещено. В результате электрохимических процессов на границе соприкосновения этих металлов образуется окисная плёнка, которая увеличивает переходное сопротивление. Присутствие влаги активизирует протекание реакции.
При необходимости произвести соединение проводов с медной и алюминиевой жилой, я поступаю следующим образом.
Медные и алюминиевые провода, которые требуется соединить, я предварительно облуживаю, то есть, покрываю тонким слоем припоя.
При этом для каждого металла использую свой флюс, а припой применяю один и тот же. После этого я скручиваю провода и пропаиваю скрутку снаружи. В результате медный и алюминиевый провод соединяются через слой разделяющего их припоя. Олово и свинец, входящие в состав припоя химически нейтральны к меди и алюминию, что исключает протекание электрохимической коррозии. Наружный слой припоя, нанесённый на скрутку, герметизирует контакт и защищает его от внешних воздействий.
Иногда можно услышать мнение, что пайка скруток несёт в себе потенциальную опасность. Считается, что при перегреве скрутки припой плавится и, капая, повреждает изоляцию других проводов. Давайте разберёмся с этим.
Сама по себе скрутка, тем более пропаянная, обеспечивает площадь электрического контакта, в разы превышающую сечение основного провода. А это значит, что при перегрузке электропроводки, нагревание скрутки будет наименьшим. В этом случае будет происходить перегрев провода по всей его длине, что может привести к оплавлению изоляции гораздо раньше, чем к расплавлению припоя.
Что же касается «разрушительного» действия расплавленного припоя, то в процессе пайки вы можете убедиться, что случайно упавшие с жала паяльника его капли не прожигают даже газету на столе.
Обычная скрутка алюминиевого и медного проводов не допускается, так как будет окисляться и разрушаться. Однако если применить пайку с соблюдением определенных технологических процессов, то все будет хорошо. Чтобы спаять медь и алюминий стоит сделать следующее:
Предлагаем ознакомиться Оазис – оптимальное соотношение цена – качество для скважинных насосов
Способ может показаться на первый взгляд несколько сложным, однако качество соединения будет на уровне. Отметим, что соединенные таким образом провода можно прятать в стену, так как контакт в них не будет ослабевать и их не нужно будет подтягивать.
Инструменты для пайки
Перед началом работы нужно подготовить специальные инструменты и приспособления для пайки медных соединений. Вам понадобится:
Нужно отметить, что если работа производится на трубных соединениях, то еще может понадобиться фаскосниматель, расширитель, специальное устройство для резки. Все эти приспособления можно найти у профессионального сантехника, чтобы не покупать их.
Горелки для меди бывают: профессиональными (для работы с твердыми припоями), для разогрева труб и пайки мягкими пастами, полупрофессиональными или комбинированными. Также есть специальные фены, которыми производится мягкая пайка. Они позволяют быстро разогреть место стыка температурой до 650 градусов.
Фото — твердый припой
Также для соединения медных сплавов обязательно нужно использовать флюс. Он выполняет несколько полезных функций: способствует лучшему растеканию припоя по металлу, защищает место обработки от кислородной пленки, очищает шов от окиси. Флюсы бывают с бурой (для различных высокотемпературных припоев), применяется для среднеплавких соединений золота, меди, бронзы, чугуна, нержавейки. Внешне они выглядят как паста, наносятся специальной кистью.
Щетки и абразивные листы (наждачная бумага) нужны для того, чтобы после окончания работ удалять с места шва остатки припоя. Фитинги подбираются исхода из потребных соединений (они могут быть разветвляющими, угловыми, изогнутыми и т. д.).
Сварка
Рассмотрим, как осуществляется трубная пайка меди и своими руками:
Фото — пайка с припоем
Фото — после зачистки
Купить все необходимые инструменты, которыми производится пайка бронзы или меди, можно в любом электрическом магазине, цена зависит от категории. Горелки стоят от 3 долларов до нескольких десятков, стоимость припоя начинается от 5 у. е., флюса – от 3.
Как выбрать турку для стеклокерамической плиты
Чтобы правильно выбрать турку для стеклокерамики, которая не нанесет вреда покрытию, нужно учитывать несколько важных рекомендаций.
допускается использовать посуду из нержавеющей стали с утяжеленным днищем, а также стеклянные и металлокерамические емкости
Как паять медь – секреты мастерства для домашних умельцев
Отопительные системы, а также водопроводные разводки обычно производятся из медных труб. Стоимость меди достаточно велика, однако по причине высоких прочностных и эксплуатационных характеристик именно медь чаще всего используется для подобных целей. Среди прочих достоинств обязательно следует выделить антибактериальные и антикоррозийные свойства, а также замечательную теплопроводность. Таким образом, медь нашла очень широкое применение. Поэтому следует научиться правильно паять трубы из меди, если вдруг такая необходимость возникнет.
На данный момент паять медь можно двумя основными способами, которые отличаются друг от друга температурой нагрева. Высокотемпературный способ предусматривает повышение температуры до 900 градусов Цельсия, такой метод отлично зарекомендовал себя в трубопроводах, где давление на стенки максимальное. Чтобы припаять медные трубы при помощи высокотемпературного способа, потребуются специальные материалы, в том числе твердоплавкий флюс и твердый припой. Обычный припой здесь не подойдет, поскольку лишь у твердого аналога температура плавления достигает необходимых значений.
Низкотемпературный метод пайки существенно проще, поскольку металл разогревается лишь до 500 градусов, хотя обычно вполне хватает и 380 градусов Цельсия. В домашних условиях именно таким методом обычно привариваются различные медные элементы. Для работы нам потребуется стандартный флюс, который плавится при указанных температурах, а также прут или проволока диаметром до 3 мм. Если же говорить о припое, то он должен быть мягким – отлично подойдет 97 процентный сплав олова с металлами, к примеру, с сурьмой, серебром или селеном.
Технология пайки медных труб в домашних условиях: работа в 9 простых шагов
Водопроводная разводка или системы отопления из медных труб обходятся недешево, но они прочны и долговечны. Поскольку медь обладает высоким коэффициентом теплопроводности,хорошими антикоррозийными и антибактериальными свойствами, трубопровод из нее эффективен и долговечен. Пайка меди в домашних условиях не представляет сложности:на трубы надевается раструб-муфта, а затем шов герметизируется. Вместо использования раструба иногда расширяют конец одной трубы и вставляют в нее другую. Такое соединение удобно тем, что для него не требуется фитингов, а срок службы равен длительности жизни самих труб.
Температура плавления и литье бронзы в домашних условиях
Температура плавления бронзы определенной марки зависит от того, какие химические элементы входят в состав данного сплава. Для того чтобы в домашних условиях выполнять литье бронзовых изделий, необходимо оснастить свою мастерскую соответствующим оборудованием и строго следовать технологическим рекомендациям.
Плавка бронзы в домашних условиях
Виды бронзовых сплавов и различия в температуре их плавления
Основу такого сплава, как бронза, составляет медь, а в качестве легирующих добавок выступают олово, алюминий, кремний, свинец и бериллий. В бронзе любой марки в небольших количествах содержатся и такие элементы, как фосфор, цинк и др. Кроме бронзы, современная промышленность производит и другие сплавы на основе меди – мельхиор, копель, константан и нейзильбер (основным легирующим элементом в них является никель), латунь (сплав меди с цинком).
Количество основных легирующих добавок в бронзе определяет не только ее физические и химические свойства, но и цвет.
Каждая из марок бронзы, температура плавления которых входит в интервал 930–1140°, обозначается своей маркировкой. В зависимости от своего химического состава все бронзовые сплавы делятся на:
Соединять медь и олово, чтобы получить бронзу, человек научился еще с древнейших времен. Олово, которое добавляется в такой сплав, делает его тверже, если сравнивать его с чистой медью, а также снижает температуру его плавления. Одним из ярких примеров такого сплава является колокольная бронза, из которой издавна методом литья изготавливались колокола. Она содержит 80% меди и 20% олова. Самым значимым недостатком бронз данного типа, обусловленным содержанием олова, является повышенная хрупкость изделий из них.
Температура обработки и технические свойства оловянных бронз
Безоловянные бронзы, как следует из их названия, не содержат в своем составе олова. Сплавы данного типа представлены на современном рынке одной из следующих категорий бронз:
Подготовка к пайке меди с алюминием, латунью, нержавейкой, железом
Подготовительный период, включающий в себя приобретение необходимых приспособлений, материалов, средств индивидуальной защиты, и сама процедура паяния.
Существуют два способа припаять медь к меди: высоко- и низкотемпературный. Первый предполагает нагрев металла до 900°C, применяется для трубопроводов с большим давлением или температурной нагрузкой.Для высокотемпературной пайки используются предназначенные для этого материалы: твердый припой в виде стержней(температура плавления такого припоя около 900°C) и твердоплавкий флюс.
Для того чтобы паять медь низкотемпературным методом, достаточно нагрева металла до 600°C (чаще 300–380°C), что достижимо в бытовых условиях. Для процедуры используют мягкий припой для пайки меди и латуни в виде проволоки или прута сечением до 3 мм и более плавкий флюс. Припой представляет собой сплав олова, которого более 97%, с другими металлами: медью, селеном, серебром, сурьмой.
Непосредственную опасность представляет открытое пламя горелки, поэтому приобретать нужно такой инструмент, с которым удобно работать: желательно с подвижным соплом на длинном шланге
Необходимые материалы и приспособления: олово и другие
Инструменты для работы с медными трубами требуются следующие:
Для отрезания трубы пользуются труборезами различных размеров. У образцов покрупнее большой радиус разворота, ими неудобно пользоваться в труднодоступных местах, поэтому если есть необходимость отрезать участок на готовом смонтированном водопроводе, используют маленький труборез. Отрезать трубу можно ножовкой по металлу или болгаркой с тонким диском, но более качественный срез получится только при помощи трубореза.
После того как труба отрезана, зачищают заусеницы. Это нужно для того, чтобы не было завихрения потока жидкости в системе. Когда нет препятствий, водопровод не испытывает нагрузок и работает как часы.
Перед тем как сварить медь, концы трубы полируют мелкозернистой шкуркой, которую можно приобрести в хозяйственных магазинах. Зачищают обе поверхности, готовящиеся к пайке.Иногда для этих целей используют маленькие щеточки-ершики диаметр которых Ø 22 мм, они подходят почти ко всем трубам. Для зачистки ножка ершика вставляется в шуруповерт или дрель, при помощи которых процесс осуществляется быстрее и качественнее.
На зачищенную отглаженную наружную поверхность наносят флюс – состав, препятствующий процессу окисления меди.
Совет.Удобнее использовать в работе флюс серого цвета. При нагреве он изменяет цвет, достигнув нужной для пайки температуры, становится оловянного оттенка. Визуально легко определить, когда металл нагрелся, и можно паять медь. Если флюс белого цвета, то при нанесении он сразу становится прозрачным, поэтому трудно определить момент, когда нужно подносить припой.
Перчатки для защиты рук используют прорезиненные, так как при отрезании меди и заусениц образуется много мелких металлических элементов, впивающихся в кожу как занозы.Кроме того, при зачищении дрелью поверхности, вращающаяся щетка зажевывает тряпочные перчатки.
Чтобы правильно паять медь,нужно учитывать, что с момента зачистки и нанесения флюса до пайки должно пройти не более получаса, иначе зачистку нужно повторить заново. Если флюс наносится кисточкой, на поверхности не должно оставаться щетины или волосков от нее – в противном случае соединение не будет герметичным,и после подачи воды трубопровод потечет.
После вставки трубы в раструб, остатки флюса полностью не убирают салфеткой, он остается на соединении в виде кромки 1–2 мм, а припайке припой затягивается внутрь – срабатывает капиллярный эффект. Сначала горелкой нагревается стык, при этом влага, находящаяся между стенками, выпаривается. Затем горелка подносится второй раз, постепенно медь нагревается, а флюс приобретает оловянный вид. В этот момент на лицевую сторону кладется припой, происходит пайка, при этом расплавленный сплав стекает вниз, на изнаночную сторону, застывая в процессе движения. Образующиеся снизу лишние свесы металла отделяются сами. Паять медь можно разными способами.
Процесс пайки
Он заключается в выполнении последовательных операций:
Если стык соединения не был очищен от щетины или пыли,ив результате протекает паянный шов медной трубы водопровода, то восстановить герметичность можно одним из двух методов:
Что нужно для пайки паяльником
Кроме самого паяльника нужны будут припои, канифоль или флюсы, желательно иметь подставку. Еще в процессе работы может потребоваться небольшой напильник и маленькие пассатижи.
Чаще всего приходится паять медные провода, например, на наушниках, при ремонте бытовой техники и т.д.
Канифоль и флюсы
Чтобы получить хорошее соединение проводов, необходимо их очистить от загрязнений, в том числе и от оксидной пленки. Если моно-жилы еще можно очистить вручную, то многожильные проводники нормально зачистить не удастся. Их обычно обрабатывают канифолью или флюсом — активными веществами, которые растворяют загрязнения, в том числе и оксидную пленку.
И канифоль и флюсы работают неплохо, только флюсами пользоваться проще — можно окунуть кисточку в раствор и быстро обработать провода. В канифоль надо проводник положить, затем разогреть его паяльником, чтобы расплавленное вещество обволокло всю поверхность металла. Недостаток использования флюсов — если они остаются на проводах (а они остаются), постепенно разъедают прилегающую оболочку. Чтобы этого не случилось, все места пайки надо обработать — смыть остатки флюса спиртом.
Припои и флюсы для пайки паяльником медных проводов
Канифоль считается универсальным средством, а флюсы можно подбирать в зависимости от металла, который собираетесь паять. В случае с проводами это медь или алюминий. Для медных и алюминиевых проводов берут флюс ЛТИ-120 или буру. Очень неплохо работает самодельный флюс из канифоли и денатурированного спирта (1 к 5), кроме того его просто сделать своими руками. В спирт добавить канифоль (лучше пыль или очень мелкие ее кусочки) и встряхивать до растворения. Потом этим составом можно обрабатывать проводники и скрутки перед пайкой.
Припои для пайки паяльником медных проводов используют ПОС 60, ПОС 50 или ПОС 40 — оловянно-свинцовые. Для алюминия больше подходят составы на основе цинка. Наиболее распространенные — ЦО-12 и П250А(из олова и цинка), марки А (цинк и олово с добавлением меди), ЦА- 15 (цинк с алюминием).
Удобно пользоваться припоем с канифолью
Очень удобно пользоваться припоями, в состав которых входит канифоль (ПОС 61). В этом случае отпадает необходимость в предварительной обработке каждого проводника в канифоли отдельно. Но для качественной пайки паяльник надо иметь мощный — 80-100 Вт, который может быстро разогреть до необходимых температур место пайки.
Вспомогательные материалы
Для того чтобы нормально паять паяльником провода нужны еще:
- Подставка. Может быть она из металла полностью или на деревянной/пластиковой подставке закрепленные металлические держатели для паяльника. Также удобно, если есть небольшая металлическая коробочка для канифоли.
Паять паяльником удобнее с подставкой самодельной и фабричной — не очень важно
Так надо затачивать жало паяльника
Пассатижи — для того чтобы придерживать провода
Для смывки флюса может потребоваться спирт, для изоляции — изолента или термоусадочные трубки различных диаметров. Вот и все материалы и инструменты, без которых пайка паяльником проводов невозможна.
Орехи
Орех представляет собой небольшую пластиковую коробку, внутри которой располагаются три стальные пластины, соединенные между собой винтами. Между пластинами укладываются медный и алюминиевый провод и крепко стягиваются винтами. Причем можно использовать, как многопроволочные, так и однопроволочные жилы.
Однако ввиду своих больших габаритов и неудобной формы, орехи нельзя использовать в распредкоробках. Также их нельзя «зашивать» в стену. В среднем цена такого ответвительного кабельного сжима колеблется в районе от 25 до 80 рублей, в зависимости от сечения применяемых проводников и производителя.
Предлагаем ознакомиться Как выбрать электрическую тепловую пушку на 220В для дома, дачи и гаража
Процесс пайки электропаяльником
Вся технология пайки паяльником проводов может быть разделена на несколько последовательных этапов. Все они повторяются в определенной последовательности:
Вот, собственно и все. Таким же образом можно спаять два или более провода, можно припаять провод к какой-то контактной площадке (например, при пайке наушников — провод припаять можно к штекеру или к площадке на наушнике) и т.п.
После того, как закончили паять паяльником провода и они остыли, соединение необходимо изолировать. Можно намотать изоленту, можно надеть, а потом разогреть термоусадочную трубку. Если речь идет об электропроводке, обычно советуют сначала навернуть несколько витков изоленты, а сверху надеть термоусадочную трубку, которую прогреть.
Отличия технологии при использовании флюса
Если используется активный флюс, а не канифоль, процесс лужения изменяется. Очищенный проводник смазывается составом, после чего прогревается паяльником с небольшим количеством припоя. Далее все как описано.
Пайка скрутки с флюсом — быстрее и проще
Есть отличия и при пайке скруток с флюсом. В этом случае можно каждый провод не лудить, а скрутить, затем обработать флюсом и сразу начинать паять. Проводники можно даже не зачищать — активные составы разъедают оксидную пленку. Но вместо этого придется места пайки протирать спиртом — чтобы смыть остатки химически агрессивных веществ.
Особенности пайки многожильных проводов
Описанная выше технология пайки подходит для моножил. Если провод многожильный, есть нюансы: перед лужением проводки раскручивают чтобы можно было все окунуть в канифоль. При нанесении припоя надо следить чтобы каждый проводок был покрыт тонким слоем припоя. После остывания, провода снова скручивают в один жгут, дальше можно паять паяльником как описано выше — окунув жало в припой, прогревая место спайки и нанося олово.
При лужении многожильные провода надо «распушить»
Можно ли паять медный провод с алюминиевым
Соединение алюминия с другими химически активными металлами напрямую делать нельзя. Так как медь — химически активный материал, то медь и алюминий не соединяют и не паяют. Дело в слишком разной теплопроводности и разной токопроводимости. При прохождении тока алюминий нагревается больше и больше расширяется. Медь греется и расширяется значительно меньше. Постоянное расширение/сужение в разной степени приводит к тому, что даже самый хороший контакт нарушается, образуется токонепроводящая пленка, все перестает работать. Потому медь и алюминий не паяют.
Если возникает такая необходимость соединить медный и алюминиевый проводники, делают болтовое соединение. Берут болт с подходящей гайкой и три шайбы. На концах соединяемых проводов формируют кольца по размеру болта. Берут болт, надевают одну шайбу, затем проводник, еще шайбу — следующий проводник, поверх — третью шайбу и все фиксируют гайкой.
Алюминиевый и медный проводники паять нельзя
Есть еще несколько способов соединить алюминиевую и медную линии, но пайка к ним не относится. Прочесть о других способах можно тут, но болтовое — наиболее простое и надежное.
Электрохимическая коррозия
Нередко можно встретить высказывания о том, что медь и алюминий нежелательно соединять в одно целое. С точки зрения совместимости материалов — это справедливые утверждения. А что насчет соединения меди и оцинковки или стали и серебра? Существует множество вариантов металлических пар, и запомнить, какие из них совместимы между собой, а какие нет, сложно. Для упрощения задачи существуют специальные таблицы, одна из которых представлена ниже.
Таблица электрохимических потенциалов (мВ), возникающих между соединенными проводниками.
Для понимания вопроса нужно знать, какие процессы происходят при касании друг друга разных проводников электричества. Если влажность отсутствует, контакты в любом случае будут надежными. Однако на практике такая ситуация невозможна, поскольку в атмосфере всегда присутствует влага, которая и нарушает соединения.
Каждому проводнику электричества присущ некоторый электрохимический потенциал. Данное обстоятельство применяется человеком для практических целей, к примеру, на основе разных потенциалов работают аккумуляторы и батарейки.
При попадании влаги на соприкасающиеся металлические поверхности возникает короткозамкнутая гальваническая среда, происходит деформация одного из электродов. Точно также разрушается и один из двух металлов. Таким образом, чтобы определить совместимость металлов, нужно иметь информацию об электрохимическом потенциале всех участвующих в реакции материалов.
Что будет, если медь соединить напрямую с алюминием
По техническим регламентам разрешается механическая стыковка металлов, если электрохимическое напряжение между двумя материалами не выше 0,6 мВ. К примеру, из таблицы, приведенной выше, можно установить, что в случае соединения алюминия и меди электрохимический потенциал равен 0,65 мВ, что значительно выше, чем при стыковке той же меди с дюралюминием (0,20 мВ).
И, тем не менее, если очень нужно, то можно соединить и такие не совсем совместимые материалы, к каковым относятся медь и алюминий. О том, как соединить медные и алюминиевые провода, пойдет речь ниже.