Припій утворює перехідний шов.
Високотемпературна пайка (ВТ-пайка. Англ. Brazing) - процес з'єднання металевих деталей шляхом заповнення зазору між ними розплавом іншого металу при температурах вище 450 ° C. Розплав металу, яким заповнюють зазор, повинен змочувати поверхні спаюється деталей, з тим, щоб капілярний ефект затягував розплав всередину зазору. Якщо процес протікає при температурах, що ведуть до розплавлення основного металу деталей, що з'єднуються, то такий процес називається зварювання (англ. Welding) або пайка-сварка (англ. Braze-welding).
Матеріал деталей, що з'єднуються називається основним металом (англ. Base metal), розплав, який з'єднує спаюється деталі, називається припій (англ. Filler metal). Припій також може називатися паєчний прутком, цинковим припоєм, паєчний сплавом (англ. Brazing rod, spelter, brazing alloy)
Подальша інформація відноситься в основному до матеріалів і технік використовуваним при пайку велосипедних рам. але може бути застосована і до пайки інших легких сталевих деталей.
Безпека
Пайка бронзою
Як видно з назви, вт-пайка зазвичай виконується за допомогою припоїв на основі бронзи або латуні, сплавів міді з цинком, оловом і ін. Металами. Бронзові і латунні припої для вт-пайки плавляться при температурах від 800 ° C до 1000 ° C. Така температура може привести до відпалу стали, зводячи нанівець попередню термообробку деталей для їх зміцнення. З цієї причини термооброблені труби (наприклад, Reynolds 731) не беруть під вт-пайку бронзою / латунню.
Труби, які не проходили термообробки (Reynolds 531 або прості труби з хром-молібденової сталі 4130), цілком підходять для пайки бронзою або латунню. Получаемаие з'єднання досить міцні для навантажень, яким піддається велосипедна рама, до того ж ціна бронзового припою помітно нижче, ніж ціна срібного. Та й процес пайки простіше і менш вимогливий до кваліфікації майстра, точності підгонки деталей і терморежіме. Велика частина масово-вироблених паяних велосипедних рам, та й помітна частина замовних рам паяется саме бронзою-латунню. Цей припой - хороший вибір, особливо для початківця майстра.
Пайка сріблом
Пайка срібними припоями дозволяє використовувати більш низькі температури і при цьому отримувати міцніші шви. Срібні припої плавляться і течуть при температурах помітно більш низьких, ніж бронзові-латунні. і краще затікають в тонкі зчленування. Обидва ці фактори збільшують міцність з'єднання.
Зауваження: срібну вт-пайку (англ. Silver brazing) часто плутають з низькотемпературної пайки срібло-містять припоями, що використовується в сантехнічних та ін. Роботах. При непорозуміннях, слід детально уточнити марки припою і температури пайки.
Звичайно припій для срібної вт-пайки містить від 60% до 20% срібла, решта становить сплав металів, що включає мідь, цинк, нікель і олово. Припої, що застосовуються в срібною вт-пайку. плавляться при температурах близько 620 ° C, що сильно зменшує отжиг і супутнє зниження міцності спаюється термооброблених деталей. Поблизу спайки залишається зона отожженноо металу, але потовщення труби в цих місцях компензірует втрату міцності. На видаленні від місця пайки отжиг не відбувається через малого прогріву. У збереженні попередньої термообробки деталей грає роль також кваліфікація майстра, оскільки більш довгий прогрів призводить до більш глибокого поширенню тепла в деталях.
Срібні вт-припои часто містять кадмій, метал, пари якого смертельно отруйні. Кадмій дозволяє знизити температуру процесу вт-пайки і підвищити міцність і інші характеристики вироби, однак застосовувати його слід тільки при наявності досвіду і високопродуктивної витяжки. Паяти кадмій-містять припоями у себе в гаражі - вкрай шкідливо для здоров'я, так що, якщо ви хочете паяти срібними припоями в домашніх умовах, пошукайте припої без кадмію.
Срібні припої також добре підходять для пайки нержавіючої сталі. Більшість бронзових припоев не змочується нержавійку, і навіть якщо змочують, то якість з'єднання виходить низьким. ВТ-пайка нержавійки - процес більш складний і вимогливий, ніж пайка звичайних сталей, в деяких випадках необхідний спеціальний припій, який запобігає корозії між основним металом і припоєм. Для запобігання корозії в припій вводиться невелика кількість нікелю. При пайку звичайним припоєм з'єднання може швидко скорродіровать.
Нікелево-срібна пайка
Останній клас вт-припоев. який слід згадати - нікелево-срібні припої. Незважаючи на назву, в цих припоях практично немає срібла, складаються вони в основному на основі нікелю та міді. У таких припоїв температура плавлення помітно вище, ніж у справжніх срібних, тому застосовувати їх на термозміцнена трубах не слід.
З іншого боку, нікель-срібний припій міцніше, а часто і сильно міцніше бронзового, і його добре застосовувати для пайки деяких видів нержавеек. Припій №11 марки All States спеціально призначається виробником для пайки велосипедних рам, і з'єднання з ним виходять дуже міцні. У цього припою дуже широкий дипазон робочих температур - від 650 ° C до 970 ° C і прочночть на розрив до 60 кг / кв.мм.
При високих температурах в процесі вт-пайки більшість металів швидко окислюється. Окісловая плівка заважає припою змочувати поверхню базовго металу і затікати в з'єднання. Щоб запобігти окисленню використовуються спеціальні хімікати, які називаються флюсами. Їх функція - розчинити оксидну плівку і захистити поверхню металу від подальшого окислення. Найчастіше флюси наносяться у вигляді пасти на поверхні деталей, що з'єднуються всередині з'єднання і навколо нього, хоча іноді вони нанесені на пруток припою або додаються прямо в полум'я пальника.
Припій зазвичай не змочує необроблену флюсом поверхню. Хоча всередині з'єднання це заважає, поза ним може бути корисно - якщо ви виконуєте з'єднання, розмір якого менше розміру полум'я пальника, припій буде питатьтся розтектися по всі прогрівається площі. При цьому оброблена флюсом зона обмежить розтікання припою, що полегшить чищення в майбутньому. Але не перестарайтеся - вам треба, щоб усередині з'єднання присутній флюс, і вам не треба, щоб метал навколо з'єднання вигорів. Ви завжди зможете потім видалити надлишки припою напилком, а згодом навчитеся контролювати розтікання припою за допомогою температури полум'я.
Різні флюси забезпечують захист при різних температурах, тому важливо використовувати флюс, який підходить до використовуваному вами припою. Зазвичай флюси розробляються або для срібного, або для бронзового припою, і вони не взаємозамінні. Існують також спеціальні флюси, що забезпечують кращий захист при пайку нержавеек, або при тривалому нагріванні.
Інформацію про те, для яких температур, базових металів і припоїв розроблений флюс треба шукати у виробника флюсів.
Методи вт-пайки
Зазвичай, замовні рами паяются вручну. Деталі рами зводяться разом на стенді, і майстер пропаивают вузли зчленування послідовно за допомогою ручної кисень-ацетиленового пальника. Такі ж пальники використовуються для зварювання, але при вт-пайку процес дещо відрізняється, тому що базовий метал не розплавляється.
У минулому, багато рами паялісь методом прогріву над піччю, а не пальником. При об'ємному прогріванні використання стенду було важко, тому попередня збірка вузлів рами здійснювалася Прихоплювання зварюванням або паянням, а потім вузли послідовно прогрівалися у відкритому полум'я. Цей застарілий метод залишався в ходу у консервативних виробників рам аж до 1970-х років, але був витіснений більш простим і точним методом ручного газового пайки.