Как паять медью и бурой
Флюс бура для пайки: как применять, ГОСТ
Бура – это флюс, используемый при соединении металлических деталей методом пайки. Бура, которая выпускается в виде порошка, относится к категории высокотемпературных флюсов, поскольку температура ее плавления находится в интервале 700–900°. Порошок буры, характеристики которого оговариваются в соответствующем нормативном документе (ГОСТ 8429-77), хорошо растворяется в воде и при нагревании превращается в стеклянную массу, которая и обеспечивает защиту зоны пайки.
Кристаллы буры могут быть прозрачными или сероватыми, но всегда блестят характерно «жирно»
Сферы применения
Бура, представляющая собой соль, в состав которой входит слабая борная кислота и сильное основание, имеет и научное название – декагидрат тетрабората натрия. При помощи этого вещества, используемого в качестве флюса, выполняется пайка таких металлов, как сталь, чугун, медь и ее сплавы. При этом для такой пайки используются среднеплавкие припои, основу которых могут составлять медь, латунь, серебро и золото.
При расплавлении буры, что происходит при достаточно высокой температуре, поверхности соединяемых деталей очищаются, а окислы, которые на них присутствуют, растворяются в разогретом флюсе. В процессе выполнении пайки, для которой используется такой тугоплавкий флюс, как бура, соответствующая требованиям ГОСТа 8429-77, образуются соли, кристаллизирующиеся на поверхности формируемого соединения. После завершения технологической операции соляной налет необходимо удалить.
Требования ГОСТа к составу флюса на основе буры
Чтобы получить из буры борный флюс, которым можно пользоваться при пайке деталей из меди, чугуна, стали и других металлов, данное вещество необходимо смешать с борной кислотой в пропорции 1:1. Полученную смесь тщательно перетирают в фарфоровой емкости, а затем выпаривают лишнюю жидкость, чтобы получить сухой остаток, в который добавляют фтористые и хлористые соли. По такой технологии получают активные флюсы, позволяющие выполнять качественную пайку деталей из различных металлов.
Ознакомиться с требованиями ГОСТ к технической буре (тетраборат натрия) можно, скачав документ в формате pdf по ссылке ниже.
Преимущества использования
Медные трубы в качестве составных элементов трубопроводов различного назначения сегодня пользуются большой популярностью. В связи с этим пайка меди твердым припоем, для выполнения которой используется такой флюс, как бура, стала достаточно распространенным технологическим процессом. Использование данного метода соединения изделий из меди позволяет не только выполнять монтаж новых трубопроводов, но и осуществлять качественный ремонт тех, которые уже эксплуатируются на протяжении определенного времени.
Бура удаляет с поверхности оксидную пленку и способствует растеканию жидкого припоя
Применение технической буры в качестве флюса при пайке меди имеет следующие преимущества.
Спаянные медные трубы с использованием буры в качестве флюса
Чтобы разобраться в том, какие факторы оказывают влияние на качество выполнения пайки, следует знать этапы данного технологического процесса. Алгоритм выполнения пайки выглядит следующим образом.
Как выполняется пайка медных труб
Прежде чем приступить к пайке, необходимо подготовить следующие инструменты и расходные материалы:
Флюс, припой и горелка – основные компоненты для пайки медных сплавов
Особое внимание следует уделить выбору газовых горелок, которые на современном рынке представлены в большом ассортименте. Такое приспособление, предназначенное для обеспечения полноценного разогрева основного металла и припоя, может быть оснащено автоматическим пьезорозжигом или изготовлено в классическом исполнении. Выбирать горелки, для розжига которых используется пьезоэлемент, стоит только в том случае, если такое устройство произведено под известной торговой маркой. В противном случае лучше приобрести обычную качественную горелку, которая обеспечит вам бесперебойную работу на протяжении длительного времени.
Зачистка места соединения перед пайкой
Сам процесс пайки с помощью буры, включая подготовительные процедуры перед его выполнением, удобнее всего рассмотреть на примере соединения двух труб, изготовленных из меди. Выполняется такой процесс в следующей последовательности.
Нанесение флюса на место пайки
После выполнения пайки с помощью буры следует выполнить контроль полученного соединения, для чего могут быть использованы разрушающие и неразрушающие методы. Чаще всего такой контроль выполняется при осмотре полученного соединения на предмет наличия внешних дефектов. Для выполнения такого осмотра, который позволяет выявить многие недостатки соединения, может использоваться увеличительная лупа.
Применение при ковке
Бура в качестве флюса используется и при осуществлении такой технологической операции, как ковка. При выполнении ковки, сопровождающейся значительным нагревом обрабатываемой заготовки, на поверхности последней образуется толстый слой окалины. Нередки также случаи, когда заготовка просто пережигается, что приводит к значительному ухудшению ее характеристик. Чтобы избежать этого, поверхность заготовки в процессе выполнения ковки посыпают тонким слоем буры, выступающей в роли флюса.
В заключение практический урок в формате видео по пайке меди с использованием флюса.
Использование буры для пайки латунью
В настоящее время активно используют [буру для пайки] серебряным либо же латунным припоем.
Вообще любая пайка различных видов металлов представляет собой способ соединения между собой элементов металла при помощи высоких температур и самых разных припоев.
Если говорят о пайке бурой, то имеют в виду применение этого состава в качестве основного флюса.
Для спаивания металла в этом случае по большей части пользуются серебряным, а также латунным припоем.
Она выступает своеобразным электродом и позволяет работать со сталью, латунью, медью, а также серебром.
Пользоваться ей достаточно просто, если знать технологию процесса пайки и иметь представление о характеристиках различных групп металлов.
В процессе горения сама бура становится вязкой стеклянной массой.
Следует отметить, что температура плавления данного типа припоя составляет порядка девятисот градусов по Цельсию.
Этот высокотемпературный флюс в момент пайки образует на поверхности металла соли, удаление которых можно произвести только путем механической зачистки.
В настоящее время буру купить можно в любом строительном магазине по доступной цене.
Основные характеристики
Этот высокотемпературный флюс нашел широкое применение. Состав, главным образом, используют для спайки между собой таких металлов, как сталь и чугун, а также медь.
В этом случае припоем выступают латунь, медь, а также серебро или золото.
Бура в расплавленном виде достаточно успешно растворяет окислы самых разных металлов, а кроме этого, очищает поверхность от различных спаиваемых деталей из металла.
Особенностью работы с бурой является то, что по окончанию процесса пайки необходимо в обязательном порядке произвести удаление остатков солевых отложений.
Данное вещество способно при смешивании с борной кислотой в равных долях образовать борный флюс.
В этом случае смешивание необходимо производить максимально тщательно и сделать это легче всего в фарфоровой ступке.
Далее следует хорошо нагреть используемый растворитель непосредственно в дистиллированной воде и выпарить до того момента, когда образуется твердый осадок.
Чтобы флюс получился более активным, в него добавляют соли, относящиеся к фтористой или хлористой группам.
Данный активный флюс преимущественно используется для пайки медных материалов. Собой бура представляет порошок, в котором полностью отсутствует вода.
Кристаллы этого вещества имеют прозрачный или сероватый оттенок с характерным жирным блеском.
Бура активно применяется в ювелирной сфере, как флюс, при помощи которого скрепляют между собой драгоценные металлы. Кроме этого, она также используется в медицинских целях и при производстве стекла.
При помощи буры в некоторых случаях ремонтируется техника. В ее состав входят те вещества, которые способны вступать во взаимодействие с различными группами металлов.
В зависимости от используемого металла, ее состав может изменяться и дополняться различными более активными компонентами. Состав буры является определяющим фактором при выборе этого материала.
Пайка элементов из меди
Данный химический состав очень часто используют для выполнения пайки в домашних условиях труб из меди и других медных материалов.
Следует отметить, что практически в каждом доме можно найти некоторые элементы в системе водопровода, выполненные из меди.
Перед тем как выполнить ремонт таких элементов при помощи буры, рекомендуется изучить свойства этого материала и изучить технологию пайки.
Данный высокотемпературный флюс имеет ряд достоинств. В первую очередь, им можно пользоваться при любой температуре изделия.
Кроме этого, пользуясь этим электродом, можно производить соединение металла с неметаллом. Соединения, которые получены этим припоем, можно в любой момент без каких-либо сложностей распаять.
Следует отметить и то, что сами детали и припой имеют отличное взаимодействие между собой.
Кроме этого, размеры и форма самого изделия никак не меняются, так как данным электродом основной металл не подвергается деформации и расплавлению.
Такая пайка металла обеспечивает прочное и достаточно надежное соединение.
Следует отметить, что пользоваться бурой следует в определенной последовательности. В первую очередь, следует тщательно подготовить к работе саму поверхность в месте пайки.
Для этого необходимо с поверхности полностью удалить все загрязнения, снять образовавшуюся оксидную пленку, что очень удобно сделать флюсом, в котором основным элементом выступает бура.
Далее следует в обязательном порядке, в образованный элементами зазор, аккуратно ввести припой в жидком состоянии.
В этот момент между самими деталями и непосредственно припоем осуществляется плотное взаимодействие. После этого припой начинает постепенно кристаллизоваться.
Если всю работу выполнить правильно и в соответствии с технологией, то соединение получиться прочным и надежным.
Подготовка инструмента и материала
Для того чтобы выполнить пайку бурой, следует подготовить для работы необходимое оборудование. В первую очередь, для выполнения соответствующих работ понадобится хороший резак исключительно для деталей из меди.
Также следует иметь под рукой специальную кисть, при помощи которой можно будет удобно наносить флюс-пасту из буры.
Кроме этого, понадобиться оловянный припой, непосредственно сама бура в виде пасты, а также горелка. Для пайки можно использовать горелки самых разных типов.
Одинаково подойдут горелки, которые оснащены пьезорозжигом или газовыми баллончиками. Не стоит использовать дорогостоящие горелки без функции розжига, так как они не добавляют удобства при пайке.
При выполнении пайки с использованием бура следует выполнять определенный порядок действий.
Так, для начала необходимо тщательно зачистить поверхность в месте выполнения соединения, для чего можно воспользоваться специальной щеткой с металлическими волокнами.
Если пайке будут подвергаться трубы, то необходимо обязательно произвести и их внутреннюю очистку. Также рекомендуется выполнить чистовую зачистку до блеска металла.
Сделать это можно при помощи мелкой наждачной бумаги. Далее кистью следует нанести флюс из буры, причем, как на внутреннюю, так и на внешнюю поверхность трубы.
После этого необходимо спаиваемые детали максимально плотно сжать между собой.
Всю последующую работу необходимо производить с предельной осторожностью с соблюдением техники безопасности, так как будет использоваться открытый огонь.
Перед началом работ горелку следует зажечь, после чего тщательно прогреть место стыка в течение двадцати минут. Далее припоем обрабатывается место скрепления, после чего выполняется сама пайка.
Для присадки в этом случае следует использовать проволоку из латуни. В момент проведения пайки сама бура насыпается в необходимом количестве непосредственно на место спаивания материалов.
При проведении работ можно пользоваться графитовым электродом, соблюдая при этом предельную осторожность. Сам процесс пайки бурой не занимает много времени и выполняется достаточно просто.
На видео, которое размещено в начале нашей статьи, подробно показано, как работает бура.
Советы и рекомендации
Пайка бурой может без проблем производиться и в домашних условиях, но только на подготовленном месте и с соблюдением правил по технике безопасности.
Пользуясь электродом, лучше использовать и различные защитные средства. В том случае, если бура достаточно длительно хранилась, рекомендуется ее перед началом работ особым образом переплавить.
Для этих целей используют либо тигилек, либо шамот.
Полученное в результате плавления вещество необходимо будет тщательно раздробить до порошкообразного состояния, после чего поместить для дальнейшего хранения в герметичную емкость.
Следует помнить, что наносить флюс следует только тогда, когда место пайки раскалиться докрасна.
Прогревать место пайки необходимо по всей его площади, аккуратно водя горелкой в разные стороны. Для пайки следует использовать небольшое количество буры.
Сама бура в момент пайки должна полностью расплавиться и плотно растечься по всему месту соединения и образовать специфическую пленку. Совместно с бурой лучше всего использовать латунь.
Оптимальным моментом для нанесения припоя является тот, при котором место соединения раскаляется докрасна, а расплавленная бура приобретает ярко выраженный синеватый оттенок.
Следует отметить, что и бура, и латунь имеют практически одинаковую температуру плавления.
Как с помощью буры паяют металл
Пайку металлов проводят, предварительно удаляя с их поверхности следы оксидов. Для этого применяют флюсы. Они должны предотвращать окисление при нагреве и стимулировать хорошего растекание расплавленного припоя.
Для пайки медных изделий идеально соответствует всем требованиям припой из буры. Вещество известно со средних веков. Добывали его в озерах Индии, Тибета, затем перевозили в Европу, где использовали для обработки тканей и кожи, производства стекол.
Бура широко применяется для работы с металлами. При изготовлении или ремонте металлических изделий проводится пайка бурой. Прежде всего, метод применяют для деталей из меди, латуни. Особенную разновидность этого флюса используют при ремонте ювелирных изделий.
Состав и свойства
Точное происхождение исторически сложившегося, тривиального названия окончательно не выяснено. Согласно химической номенклатуре бура – кристаллогидрат натриевой соли тетраборной кислоты.
Если в состав входит 10 молекул воды, то вещество называется декагидрат тетрабората натрия. Существуют виды кристаллогидрата с пятью молекулами воды.
Они называются пентагидратами тетрабората натрия. Строго говоря, состав буры представляет собой соль, окруженную гидратной оболочкой из 10 диполей воды.
При 64 ℃ декагидрат расплавляется, постепенно теряет воду. Полное обезвоживание буры происходит при 380°. Образующийся тетраборат стойко выдерживает нагревание до 742° и только потом расплавляется.
Такое поэтапное плавление буры несколько смущает обычных потребителей, привыкших к тому, что вещество плавится строго при одном значении температуры. Специфика объясняется присутствием молекул воды в кристаллогидрате. Эта особенность упрощает применение буры при пайке.
Качество вещества нормировано государственным стандартом. Существует две марки сырья, представляющего собой техническую буру:
Обе марки не очень устойчивы. Срок хранения технической буры не должен превышать полгода. В качестве флюса рекомендуют применять буру марки Б. Она полностью соответствует требованиям пайки, стоит дешевле, чем сырье марки А.
Преимущества и недостатки
Флюс, приготовленный на основе буры, очень популярен. Этот материал всегда есть в продаже. Для пайки медных изделий бура – самый доступный флюс, имеющий бюджетные цены.
Буру также используют для пайки некоторых видов сталей, ювелирных сплавов. Для процесса подходят припои с содержанием меди или серебра. Паяльные швы при необходимости всегда можно просто распаять.
В зависимости от элементного состава деталей можно пользоваться не только кристаллическим порошком, но и раствором. Кристаллогидрат прекрасно растворяется в воде.
Существуют некоторые сложности при использовании буры. Место припоя после окончания пайки покрыто налетом. Его нужно механически очищать.
Срок хранения материала ограничен, беречь его нужно в сухом месте. Несмотря на это, бура остается востребованной на производстве и в домашнем хозяйстве.
Применение порошка для латуни и меди
Практики часто используют флюс, который хранился дольше положенного времени. Для пайки латунью буру стоит заново переплавить. Охлажденный порошок нужно поместить в банку с герметичной крышкой. Пренебрежение этой процедурой может испортить работу из-за накопившихся при хранении шлаков.
В начале пайки рабочую зону надо прогреть до хорошо заметного красного цвета. Нагрев стоит начинать сначала по краям, а затем уже непосредственно в месте пайки.
Затем нагретую зону следует постепенно посыпать флюсом, дождаться пока он растечется в виде пленки по краям детали. В этот момент разогретый латунный припой нужно окунуть в расплав буры, чтобы он покрылся горячей флюсовой пленкой.
Как показывает опыт, место пайки имеет при этом красный цвет, расплав буры окрашен в синеватые цвета. Очень долго держать припой во флюсе нельзя. Могут образоваться оксидные шлаки.
Затем следует опять прогреть рабочую зону. Латунь приобретёт оранжевый светящийся вид. Можно приступать непосредственно к проведению пайки. Если все сделать верно, припой заполнит все зазоры.
Место пайки станет золотистым. Когда процесс закончен, горячую зону нужно присыпать порошком буры и оставить остывать. Детали из меди в горячем (200 ℃) состоянии можно поместить в смесь, содержащую поровну ацетон и воду, или просто в воду. Резцы имеет смысл погрузить в горячий песок.
Правильно сделанное соединение имеет прозрачную пленку с легким синим оттенком. На нем нет капель припоя. При неправильно выполненной пайке шов покрывается черной пористой коркой.
Причиной может быть перегрев рабочей зоны, вследствие которого образовались шлаки, или плохое качество флюса на основе буры. Так проводят пайку латуни и других медьсодержащих сплавов.
Применение растворов
Для более легких металлов применяют раствор буры. Работать с жидким флюсом гораздо проще, достаточно просто окунуть в него деталь и начинать пайку. Подобным способом паяют ювелирные изделия, контакты, провода, другие мелкие детали.
Иногда присутствия только буры в составе флюса недостаточно. В таких случаях для пайки применяют смеси. Распространенная добавка, помогающая справиться с задачей, – борная кислота.
Обычно кислоту и буру берут в равных частях. Иногда применяют фториды цинка, хлориды калия, соли других щелочных металлов. Порошки тщательно растирают пестиком в фарфоровой ступке. Можно брать ступку из другого материала, главное, чтобы он не поглощал смесь буры.
При любой пайке сначала проводят зачистку концов деталей. Делать это можно наждачной бумагой, жесткой щеткой или надфилем. Затем насыпают тонкий слой порошка.
Раствор можно наносить кисточкой или простым окунанием детали. Затем рабочую зону равномерно прогревают, не достигая плавления деталей, проводят пайку с требуемым припоем. Он должен хорошо растечься в месте соединения тонким слоем.
Процесс легко выполним в домашних условиях. На производстве для постоянной работы удобна паяльная станция. Существует несколько видов установок с различной комплектацией.
Они производятся в нашей стране и заграницей. Всегда можно подобрать модель, подходящую по набору функций и стоимости.
Соединение медных труб
Трубопроводы из меди – дорогое удовольствие. Вложение денег может быть оправдано при тщательно проведенном монтаже, который часто проводят методом капиллярной пайки с использованием буры в роли флюса.
Стоит отметить, что сегодня, продаются и другие флюсы, более удобные в применении. Одну трубу вставляют во вторую или фитинг так, чтобы зазор не превышал 0,4 мм.
Время пайки невелико, составляет 3 минуты. Важно, чтобы детали при работе оставались неподвижными. Чтобы порошок буры прилип к поверхности, медь вначале прогревают горелкой.
Для труб с диаметром до 108 мм процесс пайки проводят при низких температурах, не превышающих 450°. Шов получается широкий (до 50 мм), но не очень прочный. Широкие трубы, с диаметром больше 159 мм, паяют при высоких температурах. Выполнить процедуру могут только профессионалы.
В обоих случаях расплав припоя хорошо проникает в капилляры деталей, что способствует образованию прочных соединений. Остатки буры рекомендуется удалять.
Нужно помнить, что пайка сопровождается образованием дыма, поэтому работать можно только в проветриваемых помещениях.
Как пользоваться бурой для пайки
Перед пайкой металлов необходимо с соединяемых поверхностей удалить оксидную пленку. Для этого используют флюсы, которые в процессе нагрева также должны защищать металл от окисления. Этим требованиям полностью соответствует бура для пайки тугоплавкими припоями.
Что такое бура
Это минерал, состоящий из бесцветных кристаллов с матовым блеском, который добывают в отложениях водоемов с высокой концентрацией солей. Широко используется для бытовых и промышленных нужд, в том числе как высокотемпературный флюс. Твердая бура плавится при температуре 750 — 900⁰C. Для получения более мягкого флюса ее растворяют в воде. Тогда температура плавления зависит от концентрации раствора.
Бура нужна для очистки деталей от окисных и жировых пленок, загрязнений. С ее помощью паяют детали из стали, чугуна, меди и ее сплавов. В быту и на производстве заготовки соединяют медными или латунными припоями, в ювелирном деле ― серебряными или золотыми.
Плюсы и минусы
К достоинствам флюса бура относят:
Из недостатков отмечают:
Состав бура и химические свойства
Бура состоит из натриевой соли и сильного основания (воды, натра). Химики называют ее кристаллогидратом соли натрия тетраборной кислоты из класса боратов. При содержании в составе 10 молекул воды название меняется на декагидрат тетрабората натрия. Встречается разновидность с пятью молекулами воды. При переводе на обычный язык бура ― это соль с оболочкой из 5 или 10 молекул воды.
При нагреве до 64⁰C декагидрат начинает плавиться с постепенной потерей воды. После полного обезвоживания при 380⁰C образуется тетраборат, который плавится при температуре больше 750⁰C. Постепенность плавления объясняется наличием воды внутри кристаллогидрата. При горении бура приобретает прозрачность, образуя стекловидную массу. Для увеличения активности в состав флюса бура для пайки добавляют борную кислоту, хлористый барий или натрий. Пропорции зависят от решаемых задач. Твердые компоненты обычно смешивают при соотношении 1:1, перетирают в фарфоровой посуде или из другого материала, но чтобы стенки не впитывали смесь.
Разновидности
По внешнему виду бура подразделяется на 2 типа:
В зависимости от качества марка обозначается буквой:
Для пайки лучше использовать марку Б, так как она соответствует всем требованиям. Да и цена меньше.
Срок хранения обеих марок не больше 6 месяцев.
Как паять бурой
Пайку несложно выполнить самостоятельно. На промышленных предприятиях работу выполняют на паяльных станциях. Пайку начинают с подготовки поверхности деталей. Въевшуюся грязь счищают металлической щеткой или наждачной бумагой. Оксидную пленку и жир растворит бура при нагревании. При подготовке медных труб зачищают внутреннюю и внешнюю сторону стенок.
Затем на место соединения насыпают тонкий слой порошка или кисточкой наносят подогретый раствор. Флюс с просроченным сроком хранения предварительно переплавляют с последующим дроблением до состояния порошка. Пайка бурой должна выполняться при температуре не меньше 400⁰C. Этого достаточно для соединения даже железных заготовок, если для пайки используется бура, смешанная с борной кислотой.
Детали нагревают паяльной лампой или газовой горелкой, оставляя зазор между ними. Место пайки также можно нагревать сварочным аппаратом, используя угольный или графитовый электрод. Когда бура растечется ровным слоем и приобретет синеватый оттенок, зазор заполняют расплавленным припоем. Если при пайке насыпать флюс с избытком соединение, будет некачественным из-за неравномерного растекания припоя. Конкретных рекомендаций по этому вопросу нет, так как количество зависит от вида металла и размера шва. Мастера со стажем определяют дозировку флюса исходя из опыта.
После остывания на шве не должно быть капель припоя. Выступивший флюс и образовавшиеся соли счищают опять же металлической щеткой или наждачной бумагой. Если место пайки перегреть или пользоваться некачественным флюсом на соединении образуется черная корка из шлаков.
Пайку необходимо выполнять в хорошо проветриваемом помещении, поскольку при нагреве бура выделяет большое количество дыма. Работу выполняют в перчатках, чтобы флюс не попал на кожу. На производстве качество пайки проверяют методами неразрушающего и разрушающего контроля. Самостоятельно дефекты можно обнаружить визуальным осмотром соединения через лупу.