Как паять серебро

Серебро является достаточно мягким металлом, поэтому изделия из него часто ломаются. Например, порвавшуюся цепочку, серьги или треснувшее серебряное кольцо просто относят в ювелирную мастерскую. Но при определенных навыках пайки вполне можно починить изделие в домашних условиях.

Украшения из серебра оловом нужно паять очень осторожно, чтобы не испортить их. Серебро имеет свои особенности и работа с ним происходит несколько иначе, чем, например, с привычным для ремонтников оловом.

Разновидности

Серебряные припои делятся на несколько разновидностей в зависимости от содержания в них серебра.

Припои с низким содержанием — до 40% — используют для пайки заготовок из стальных и цветных сплавов. Такие составы обладают недостаточной прочностью для соединения деталей толще 3 мм.

Составы со средним содержанием — от 40 до 60% применяют для пайки медных, никелевых и стальных деталей, испытывающих значительные статические нагрузки, удары и вибрацию.

Серебряный припой с высоким процентом — от 65% используют при пайке особо ответственных швов, таких, как ленточные пилы и соединения проводов. Состав с высоким содержанием серебра позволяет обеспечить отличную электропроводность.

Технические характеристики

Физико-механические параметры определяются формулой вещества.

Из таблицы видно, что электропроводность улучшается с повышением содержания серебра.

Физические свойства различных марок.

[stextbox с высоким содержанием серебра применяют в электронике, авиакосмической промышленности и в ювелирном деле.[/stextbox]

Как выбрать правильный припой?

Не так уж это и просто – выбрать самый подходящий вариант из огромного числа самых разных сплавов. Понятно, что, если для вас важнее всего устойчивость к вибрационным нагрузкам и высокое сопротивление к ударам, вам следует остановить свой выбор на опциях с высоким содержанием серебра.

Такой же выбор относится и к работе с холодильной и климатической аппаратурой.

Партнерские металлы ведут себя по-разному. Если, к примеру, свинец ни в коем случае нельзя добавлять в сплав при работе с изделиями, устойчивыми к высокой температуре, то медь при таких условиях ведет себя отлично и является прекрасным партнером основным компонентам.

Если в сплаве имеется кадмий, то имеет место повышенная хрупкость – именно поэтому он редкий элемент в припоях на основе серебра.

А вот фосфор – популярнейшая добавка благодаря своему свойству снижать температуру плавления, что полезно при работе с нержавеющей сталью, алюминием и другими сложными металлами.

Сравнение серебряного припоя и олова при пайке нержавейки

Преимущества олова в его дешевизне и низкой температуре расплавления, его берёт даже 60-ваттный электропаяльник. Вполне сгодится для лужения, заделки мелких отверстий, выполнения не ответственных соединений, которые будут работать под слабой нагрузкой. А также для временных решений, на скорую руку. Нужен оловянный припой без содержания свинца.

Температура плавления олова 232 градуса, а серебра 962. Какой из расплавов крепче въестся в поверхность нержавеющего металла? Как говориться, выбирайте сами.

Серебряные припои

1. Немного теории

Начну с цитаты из Бреполя: «При изготовлении припоя базой его следует брать эвтектический состав сплава Ag-Cu и добавками цинка понижать температуру плавления. Разность температур плавления основного металла и припоя должна быть не менее 50 °С.»

Что такое «эвтектический состав сплава»? Я уже упоминал в статье «Температура плавления сплавов Ag-Cu-Zn» термины «ликвидус» и «солидус». Повторю: ликвидус — это температура полного расплавления сплава при его нагревании, а солидус — температура полного затвердевания сплава при его охлаждении. У чистых металлов эти температуры совпадают, и при достижении точки плавления температура металла остается постоянной, пока он полностью не перейдет в жидкое состояние. У сплавов в общем случае существует промежуток температур, в котором он уже не твердый, но еще не жидкий. Нижняя граница этого промежутка — солидус, верхняя — ликвидус (от слов «твердый» и «жидкий»). Однако, при определенном сочетании компонентов сплав ведет себя, как единый металл: точки солидуса и ликвидуса совпадают. Это сочетание и называется эвтектическим.

Из приведенной диаграммы (кликните, чтобы увеличить) видно, что все сплавы с содержанием серебра ниже 91% начинают плавиться при одной и той же температуре — 779 °С, а полностью расплавляются — по-разному. И есть одна точка (72% серебра), где ликвидус совпадает с солидусом. Это и есть эвтектика для сплавов Ag-Cu. В этой точке — самая низкая температура плавления для всех этих сплавов («эвтектика» — по-гречески «легко плавящийся»).
Для тройных сплавов Ag-Cu-Zn эта интересная для нас точка превращается в линию, которая жирно и красно выделена на уже знакомой вам диаграмме изотерм ликвидуса. Вдоль этой линии как раз и располагаются наиболее подходящие для припоев сплавы. Подходящие — сразу в нескольких смыслах:

  • они содержат минимальное количество цинка, необходимое для данной температуры плавления;
  • они плавятся без промежуточного кашеобразного состояния, что обеспечивает чистоту и однородность шва;
  • они имеют равномерную мелкозернистую структуру, которая гарантирует прочность и пластичность соединения.

Вот почему Бреполь и советует брать за базу эвтектический сплав, ничего, правда, при этом не объясняя. Мол, если не лаптем щи хлебаете, разберетесь сами.

2. Выбираем припои из таблиц

Я имею в виду припои, рецепты которых приведены в многочисленных таблицах. Я выписал те из них, где нет явных опечаток, и столько, на сколько у меня хватило терпения. А затем обработал каждый программой Ag-Cu-Zn и получил таблицу, показанную на соседней картинке (кликните, чтобы увеличить).

Тут как раз самое время раскрыть тайну параметра, срытого под греческой буквой «эпсилон». Следуя завету Бреполя, что хороший состав припоя — это эвтектический состав, я решил ввести в программу алгоритм вычисления некоего параметра, который характеризовал бы «эвтектичность» сплава. Параметр ε показывает относительное отклонение выбранного состава сплава от эвтектического. В идеальном случае он равен единице, а наиболее отдаленные его значения — от 0,7 до 1,4. Близкими к эвтектике значениями следует считать примерно от 0,95 до 1,05.

Кроме температуры плавления и параметра «эвтектичности» на выбор припоя влияет еще один немаловажный критерий — его проба. Здесь нет такого жесткого требования, как для золота, чтобы проба припоя совпадала с пробой сплава, однако, есть нижний порог, за которым могут возникнуть конфликты с инспекцией пробирного надзора. Этот порог — 60% серебра, т.е., проба должна быть не ниже 600. Кроме того, от пробы припоя зависит его цвет и стойкость к химическим воздействиям. Исходя из этого, хотелось бы выбрать припои как можно более высокой пробы.

И, наконец, самое важное: что мы собираемся паять? В данном случае речь идет о ювелирных сплавах серебра. О пайке меди, стали и прочих металлов поговорим в другой раз. Вспоминаем второй завет Бреполя: температура плавления припоя должна быть как минимум на 50 градусов ниже температуры плавления основного сплава (здесь имеется в виду солидус, т.е., начальная точка его плавления). Для всех ювелирных сплавов ниже 910 пробы солидус равен 779 градусам. Для 925 пробы — 808 градусов, для 916 — 789.

Читайте также  Дизайн рабочего места в квартире

Смотрим в таблицу: первые четыре отпадают из-за слишком высокой температуры, последние четыре — из-за низкой пробы. Начнем с выбора твердого припоя. Для пайки 925 пробы серебра мы можем позволить себе припой с температурой плавления 760 градусов. По таблице выбираем составы 5 и 10: первый — за пробу, второй — за «эвтектичность». Затем выбираем мягкий припой — просто берем самый низкоплавкий, это состав 23. Средний припой должен иметь температуру около 730 градусов. Из таблицы лучший вариант, пожалуй, — номер 15.

3. Сочиняем свои рецепты

Однако, нет никакой необходимости выбирать припои именно из этой или какой-либо другой таблицы. У нас же есть программа Ag-Cu-Zn ! Вводим в правой ее части требуемые пробу и температуру и добиваемся такого их сочетания, при котором есть решение. Затем в левой части программы уточняем параметры полученного сплава и подгоняем до требуемых.

Мне пришлись по вкусу четыре припоя, показанные на последней картинке. У них температуры отличаются примерно на 20 градусов, и они удовлетворяют практически все потребности при пайке серебра.

Физико химические свойства и особенности

Не во всех случаях серебро выступает в качестве основного элемента при создании сплава для пайки. С увеличением концентрации повышается прочность и практичность соединения. Температура плавления — основная характеристика, которая учитывается при выборе припоя. У некоторых вариантов показатель составляет +600°С.

Сочетание металлов позволяет получить сплав с особыми эксплуатационными характеристиками. Наиболее распространенный состав представлен сочетанием:

  1. Серебро — 30%.
  2. Медь — 20%.
  3. Цинк — 16%.
  4. Кадмий — 33%.

Присутствие кадмия определяет то, что сплав обладает высокой хрупкостью. Поэтому подобный сплав не должен применяться при изготовлении изделий, которые подвергаются переменной нагрузке. Если повысить концентрацию серебра до 50%, то повысится и текучесть состава в жидком состоянии.

Подготовка материалов и оборудования

Пайка серебра должна производится с помощью специального припоя. Помимо него необходимо выбрать, чем будет разогреваться металл. Для этого может использоваться паяльник или газовая горелка.

Работать с серебром нужно на поверхности, которая не разогревается при нагревании. Она должна быть ровная и твердая. Это может быть кирпич, пластина из декоративного камня, жаропрочная керамика. Дополнительно нужно подготовить лимонную кислоту и йод. С помощь лимонной кислоты можно осветлить материал, а йодом затемнить. Помимо паяльника или газовой горелки, флюса и припоя, понадобятся ручные инструменты — металлические щипцы, кисточка и кусачки.

Какие применяют припои

Припои для пайки серебра продаются в хозяйственных и строительных магазинах. Форма выпуска соединительных составов может быть разная. Существуют порошковые смеси, частицы в которых достигают 2 мм. Можно найти цельные листы, которые сначала нарезаются на кусочки нужного размера, а затем используются для пайки.

Работа с твердыми припоями

Пайка серебряным припоем похожа на работу с оловом. На соединяемую поверхность наносится полоса припоя нужной ширины и длины. Место повреждения и соединительное вещество покрывается флюсом, чтобы избежать начала окислительных процессов. Нагревая припой с помощью горелки или паяльника мастер равномерно распределяет его по месту поломки.

Серебряный припой

Как выбрать флюс для пайки

Чтобы флюс равномерно распределялся по повреждённой поверхности и надёжно скреплял детали вместе, необходимо правильно выбирать состав для пайки. Для защиты готового соединения от воздействия влаги и химических веществ требуется выбирать состав с защитой от коррозийных процессов и агрессивных сред.

Приготовление флюса своими руками

Флюс, используемый для скрепления серебряных деталей, представляет собой смесь водного раствора и буры. Его можно изготовить самостоятельно:

  1. Порошок буры засыпается в пустую металлическую ёмкость.
  2. Заливается дистиллированной водой.
  3. Нагревается на медленном огне до полного растворения порошка.
  4. Смесь охлаждается при комнатной температуре.
  5. Кристаллы измельчить, смешать с водой и тщательно перемешать до получения густой массы.

Флюс нужно отстоять в течении 1–2 часов. Воду, оставшуюся вокруг массы, вылить.

Паяльный инструмент

В домашних условиях сложно найти профессиональный инструмент для соединения серебряных деталей. В большинстве случаев люди используют электрический паяльник или газовую горелку.

Качество проводимых работ напрямую зависит от нагревательного инструмента. Маломощные паяльники для ремонта изделий из серебра не подойдут, так как детали нужно разогреть до 350 градусов. Желательно использовать инструмент с тонким жалом, чтобы можно было провести точное соединение.

Точный все ингредиентов и их сортировка

Один рецепт подразумевает точное содержание следующих ингредиентов:

  • 20 г серебра 916 пробы;
  • лома серебра 875 пробы;
  • 12 г чистого серебра;
  • металлы;
  • бура;
  • газовая горелка.

Металл для создания припоя рекомендуется распределять маленькими отдельными кучками. Потом все происходит в зависимости от использованного рецепта и тщательным образом смешивается. Потом следует добавить буру 1/10 часть от общего количества. И только после этого можно приступать к подогреву в ложечке.

Необходимо расположить ингус недалеко от процесса. Для начала его следует смазать при помощи воска, а затем подогреть, ведь материал нельзя помещать из горячей в холодную емкость. При подогревании состав должен находиться в одинаковой температуре, поэтому как только необходимая консистенция достигнута. Он сразу переливается в ингус. После того, как припой станет нужной формы. Нужно подставить его в холодную воду. При полном охлаждении брусок вытаскивается. Следует помнить, что картон в ложке может выдержать не более пяти процессов такого рода, потом его необходимо поменять.