Пайка меди

Что нужно иметь для пайки меди

Никакого дорогостоящего оборудования для пайки меди или особых расходных материалов не нужно, все очень просто.

Для пайки медных труб для домашнего пользования понадобится следующее:

• Нагревательный элемент в виде газовой горелки для нагрева и расплавления припоя.
  Чаще всего используется пропан с регулируемым давлением. Можно использовать паяльник помощнее или строительный фен также с приличной мощностью.
• Специальный резак для медных изделий.
  Медь – металл весьма мягкий, поэтому резать ее нужно с нежностью из-за риска помять стенки. Такие резаки называются труборезами, они отличаются огромным разнообразием – на любой вкус. Модели на рынке предлагаются во всем многообразии, включая устройства для резки в самых труднодоступных местах.
• Фитинги для пайки, если предполагаются сгибы не отожженных трубок.
• Расширитель для труб – также специальное устройство для увеличения диаметра медной трубы перед нагреванием, если это необходимо.
  Такая возможность чрезвычайно важна, когда стыкуются изделия с размерами, немного не совпадающими по своим размерам.
• Так называемый «фаскосниматель» – устройство, где название говорит само за себя.
  Речь о снятии фасок с торцевых сторон трубок. Дело в том, что после обрезки на торцах могут образоваться металлические заусеницы. Они вовсе небезобидные, а даже наоборот – не дадут сформировать прочное и красивое стыковое соединение. Фаскосниматели бывают двух видов: в виде карандаша или круглые по форме. Предпочтительнее и удобнее в работе круглые: с их помощью можно убирать заусеницы с мягких медных изделий с диаметром вплоть до 36-ти мм.
• Щетки и ершики со стальной щетиной для подготовки медных деталей: удаления грязи и оксидной пленки.
• Расходный материал для самого припоя.
  Припои для пайки медных труб могут быть из двух видов проволоки: медная проволока с высокой температурой плавления, которая содержит небольшую долю в 6% фосфора. Второй вариант – проволока из олова, у которой температура плавления значительно ниже – около 350°С.
• Пасты и специальные флюсовые смеси для защиты металла от образования дефектов в виде воздушных пузырей и лучшего сцепления между медью деталей и припоем.

Дополнительными вещами к основным инструментам для пайки медных труб будут неспецифические инструменты:

• измерительная лента или рулетка;
• строительный уровень;
• маркер и кисточка;
• молоток.

Перед началом пайки трубок необходимо решить принципиальный технологический вопрос: каким именно припоем будет вестись пайка? Твердым припоем в виде медной проволоки, который чаще используется в работах с кондиционерами и холодильникам?

Или использовать оловянную проволоку, которая отлично работает с трубами для отопления или водопроводной системой?

Техника безопасности при пайке труб из меди

Никогда не нужно игнорировать технику безопасности, когда человек интересуется, как паяют профессионалы медные изделия. Прежде всего, необходимо запомнить, что любая конструкция из меди очень сильно нагревается, когда на нее воздействует пламя горелки. Поэтому брать незащищенными руками деталь ни в коем случае нельзя. Для перемещения коротких элементов можно использовать клещи. Рекомендуется надеть рукавицы.

Необходимо не допускать попадания на кожу флюса. Если все же возникла такая ситуация, тогда агрессивный состав смывается мыльной водой.

Работы нужно выполнять в плотной одежде. Рекомендуется надеть вещи из хлопка. Одежду из синтетических тканей во время пайки использовать нельзя, потому что волокна искусственного происхождения легко плавятся.

Процесс соединения деталей нужно выполнять при хорошей вентиляции, так как во время пайки нередко флюс загорается. Поэтому в воздухе появляются опасные пары.

После завершения монтажных работ система обязательно промывается водой. Она должна быть горячей и чистой. Это позволяет избавиться от излишков расходников внутри трубопровода.

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.

Для чего нужен флюс.Правильно паять медные трубы можно только с флюсом – специальным пастообразным составом (с хлоридом цинка), который наносится на поверхность соединяемых участков трубы широкой полосой. Он выполняет несколько функций:

1. предотвращает процесс окисления металла, удаляя кислород;
2. улучшает сцепление припоя с медью;
3. является индикатором достаточного нагрева металла, сигнализирует, когда следует поднести припой и спаять медь;
4. способствует равномерному растеканию припоя по стыку.

Техника безопасности. При всей простоте процесса, паять медные трубы нужно с соблюдением правил безопасности. Опасность ожогов несет не только само пламя горелки, но и нагретый металл. Медь хорошо проводит тепло, поэтому в процессе работы сильно нагревается не только участок, на который кладут припой и проводят сварку, но и вся труба, а остывает она медленно. Если требуется спаять медные трубки, которые еще не встроены в систему трубопровода, то подготовка включает размещение их на невозгораемых опорах, где они смогут остывать долгое время. Прежде чем трогать спаянный металл с места, следует дождаться полного остывания.

Непосредственную опасность представляет открытое пламя горелки, поэтому приобретать нужно такой инструмент, с которым удобно работать: желательно с подвижным соплом на длинном шланге

Технология пайки медных труб

Весь технологический процесс соединения деталей из медного материала условно можно разделить на подготовительные операции и непосредственно сам этап создания крепкого стыка.

Основные операции соединения при помощи горелки:

1. Резку трубы удобнее всего производить с помощью трубореза. Для этого инструмент устанавливается на обрабатываемую деталь таким образом, чтобы режущий ролик совпадал с линией разреза. Далее зажимается винт и поворотом вокруг оси трубы производится разрез. После каждых двух оборотов вращением винта резак поджимается к трубе. Можно отрезать металл и обычной ручной ножовкой по металлу, но при этом очень сложно добиться перпендикулярности среза.
2. После резки нужно снять наружную и внутреннюю кромки. Наружная фаска удаляется для облегчения сборки, а внутренняя может оказывать сопротивление потоку воды или газа. Существуют специальные приспособления для проведения такого рода операций. Иногда они встраиваются непосредственно в труборез, а иногда выступают в роли отдельного приспособления.
3. Следующим шагом будет зачистка сопрягаемых частей детали от окислов. Внешнюю поверхность легко очистить мелкой абразивной бумагой либо специальным устройством с отверстием, обрамлённым стальной щёточкой. Для очистки внутренней кромки применяются ёршики, сетка или наждачная бумага, навёрнутая на любой штырь соответствующего диаметра. После очистки поверхности до блеска нужно удалить остатки абразива, которые существенно снижают качество пайки.
4. После очистки необходимо нанести на поверхность флюс. Пастообразный состав наносится с помощью кисточки на наружную часть вставляемой трубы. После этого сразу производится соединение деталей, чтобы избежать попадания мусора.
5. Во время сборки сопрягаемые детали нужно повернуть друг относительно друга, чтобы осуществить полное распределение флюса по поверхности. Затем удаляются хлопчатобумажной ветошью излишки флюса, а детали закрепляются в удобном для пайки положении.
6. Прежде чем приступить к нагреву труб, необходимо удалить все пластмассовые и резиновые детали, которые могут пострадать во время пайки. Пламя горелки должно быть нормальным — без недостатка или избытка кислорода. Сбалансированное пламя обладает ярко-синим цветом. Излишний кислород в пламени окисляет поверхность металла, на что указывает окисный чёрный налёт. Прогревать место соединения необходимо равномерно, перемещая пламя с разных сторон изделия. Когда припой начинает плавиться, значит температура пайки достигла оптимального значения. После полного заполнения соединительных швов расплавленным припоем нужно отнести пламя горелки от стыка и дать возможность остыть месту пайки естественным путём.

После полного остывания места стыковки металлов необходимо удалить остатки флюса ветошью, смоченной раствором спирта.

Оборудование и материалы, необходимые для пайки

Как и любой технологический процесс, пайка требует применения специальных приспособлений и средств. В первую очередь, необходимы следующие инструменты для пайки труб из меди.

Горелка. Она может быть различной конструкции. При выборе стоит учитывать, с каким припоем вы собираетесь работать, ведь для каждого из них нужна определенная температура.

Горелка для пайки медных труб

Конструктивно, горелки могут работать:

• от одноразовых баллончиков с горючим газом (более компактный вариант),
• от стандартных заправляемых баллонов.

Труборез для медных труб

Для резки заготовок лучше всего применять специальные труборезы. В принципе, можно обойтись и простой ножовкой, но с ней очень проблематично выполнить обрезку в некоторых тяжело доступных местах, да и чистота реза будет невысокой. Стоимость инструмента напрямую зависит от диаметра труб, которые им можно обрезать.

Соединение медных труб без дорогостоящих фитингов, методом телескопической стыковки (одна трубка входит в другую, имеющую несколько больший диаметр), с последующей капиллярной пайкой твердым припоем, можно вполне осуществить для бытовых водопроводных и отопительных сетей, температура воды в которых не превышает 110 градусов. Для этого нужен специальный труборасширитель.

Для устранения заусениц и задиров на обрезе заготовки необходимо устройство для снятия фаски, они также выпускаются в различных модификациях.

Для пайки трубопроводов различного назначения, а тем более элементов, которые будут работать в особо ответственных условиях, необходимы специальные припои.

• Стандартный. Применяется наиболее часто, но не рекомендован для применения в системах питьевого водоснабжения.
• Мягкий припой. Расходный материал, применяемый для пайки фитингов и изделий из красной бронзы, широко применяется для соединения медной трубы посредством латунных фитингов.
• Твердые припои. Наиболее востребованные припои при соединении медных труб. Его применение при капиллярной пайке практически любых коммуникаций, даже газовых линий, обеспечивает надежное соединение. Такие припои, относящиеся к категории медно-фосфорных серебросодержащих расходных материалов для пайки, не требуют дополнительного применения флюса. Однако, не рекомендуются при соединении изделий из алюминиевой бронзы и сплавов, содержащих больше чем 10% никеля, это обусловлено некоторой хрупкостью припоя.
• Серебряные припои являются наиболее дорогими, но с их помощью можно выполнять соединения различных цветных материалов.

Для предотвращения образования окислов в месте пайки, при применении стандартных и мягких припоев, обязательна обработка флюсом.

Припои, флюсы, паста

Медь как материал, включая ее сплавы, доступна для пайки при низких и высоких температурах. В итоге получается качественное соединение вне зависимости от того, какого вида припой был использован: мягкий или твердый.

Низкотемпературные сплавы обеспечивают стыковку медных труб, когда не затрагивается структура металла. Однако образующееся соединение отличается швом, который обладает низкими механическими характеристиками. В то время как высокотемпературные припои – это безупречная прочность шва, что позволяет эксплуатировать соединенные с его помощью трубы при высоких температурах. Этот вид пайки приводит к отжигу меди, потому необходимо обладать соответствующим опытом, чтобы не допустить пережога металла.

Низкотемпературная пайка медных труб преимущественно находит свое применение при организации систем отопления и водоснабжения. Для этих целей используются низкотемпературные припои, не имеющие в своем составе свинца, которые гарантируют высокое качество работы. К таким металлам относятся сплавы олова с медью, сурьмой, селеном, серебром и висмутом. При этом их состав в основном формируется за счет олова, а содержание других элементов – это лишь около 5% от общей массы.

Лучшими технологическими характеристиками обладают припои, содержащие серебро, например, S-Sn97Ag3 (олово 97%, серебро 3%). Чуть хуже обстоят дела со сплавами, имеющими в своем составе медь, которые также обеспечивают высокое качество соединения. Например, таким припоем является S-Sn97Cu3 (олово 97%, медь 3%). В то же время существуют универсальные сплавы, характеризуемые как оловянно-медные, но они отличаются высокой стоимостью.

Припой S-Sn97Ag3 содержащий 97% олова и 3% серебра

Приведенные в качестве примера припои позволяют получить отличный шов, обеспечивающий возможность длительной эксплуатации того или иного трубопровода. На практике другие сплавы не находят своего применения, так как заявленные характеристики упомянутых выше составов высоки, что в сочетании с относительно невысокой стоимостью делает их недосягаемыми для ближайших конкурентов.

Припой S-Sn97Cu3 содержащий 97% олова и 3% меди

Процесс низкотемпературной пайки осуществляется с применением флюсов, в составе которых имеется хлорид цинка. Выбор того или иного химического вещества не актуален, так как практически все предлагаемые смеси этого вида полностью отвечают существующим требованиям. Например, можно выбрать канифольно-вазелиновую пасту, созданную на основе канифоли, вазелина технического назначения и хлористого цинка. Флюсы такой консистенции отличаются максимальным удобством применения.

Низкотемпературные припои создают условия для образования довольно прочных соединений, поэтому их использование оправданно лишь в тех случаях, когда возникает необходимость сборки отопительных систем, температурный режим эксплуатации которых превышает 110 °C. В той же мере это относится и к организации газопроводов на основе труб из меди.

Нижеприведенная таблица содержит в себе информацию относительно допустимых значений давления в трубопроводах, создаваемых за счет использования медных цилиндрических изделий диаметром от 6 до 28 мм.

В основном высокотемпературная пайка меди производится с использованием припоя L-CuP6, содержащего в себе 94% упомянутого металла и 6% фосфора. Последнее вещество, добавленное в состав сплава, обеспечивает снижение температуры плавления меди, что, собственно, и позволяет применять данную смесь как припой. Но также немалой популярностью пользуется самофлюсующийся сплав L-Ag2P (медь 92%, фосфор 6%, серебро 2%). Специальные составы, содержащие в себе медь и фосфор, позволяют осуществлять пайку металла красно-желтого цвета без флюсов.

Медно-фосфорные припои образуют довольно хрупкие соединения, поэтому их нельзя применять в работе с чугуном, сталью, алюминиевой бронзой и цветными металлами, содержащими более 10% никеля. Если предполагается соединение посредством этих припоев изделий из меди и медных сплавов (бронзы, латуни), необходимо обязательно применять высокотемпературную смесь, обладающую химическим действием.

Вне зависимости от вида пайки желательно использовать согласованные припои и флюс, ориентированные на конкретный тип соединения и выпускаемые одним производителем.

Паста для пайки меди – это то же самое, что и флюс, только в виде загустевшей смеси, которую можно наносить на трубу как до стыковки, так и после нее. Свойства вещества аналогичны характеристикам флюсов. Паста улучшает адгезию припоя, а также препятствует проникновению воздуха в стыковочный шов.

Особенности инструмента

Электрический паяльник для медных труб предназначен преимущественно для низкотемпературной пайки. Большинство моделей создает температуру четыреста пятьдесят градусов. Для такой пайки используют мягкий припой: оловянно-свинцовый или оловянно-медный.

В продаже есть различные виды инструмента. Существуют модели, питающиеся от стандартной электросети 220 В. Есть паяльники, для работы которых нужно применять понижающие устройства. Первый вариант более легкий, чем второй.

Выбирая инструмент нужно обращать внимание на некоторые его характеристики:

• мощность;
• температура разогрева;
• масса.

От мощности устройства зависит скорость нагрева и максимальные диаметр труб, которые можно спаивать. Чем она выше, тем быстрее осуществляется пайка меди. Масса инструмента свидетельствует о степени мобильности прибора. Если нужно постоянно перемещаться между несколькими объектами, выбирать следует устройство с небольшим весом.

Температура нагрева также является важным параметром. Современные модели электропаяльников можно использовать как для низкотемпературной, так и высокотемпературной пайки. Существуют приборы, у которых этот показатель равен девятистам градусам.

Обращаем ваше внимание, что рассматриваемый тип устройств не подходит для пайки медных проводов небольшого сечения. Для этой цели правильнее использовать самый обычный электропаяльник мощностью до ста ватт

Как это сделать

Для пайки латуни лучше всего воспользоваться серебряным припоем.

лательно, чтобы местом плавки был специальный тигель, приспособленный для значительных термических воздействий. В качестве материала для тиглей могут быть использованы контактные угольные элементы для троллейбуса. В нагретом состоянии они не представляют ценности, а домашний умелец может их приспособить для изготовления припоя. В данном изделии следует сделать выемку 20 х 20 мм. Далее к ней следует проделать канавку. Извлекать припой будет легче, если ее ширина составит 0,5 см.

Припой делают из серебра и меди (2:1). После взятия нужного количества металлов их следует поместить в тигель. Их термообработка осуществляется газовой горелкой. Некоторые мастера расходный материал предварительно крошат. В таком случае процедура плавки протекает гораздо проще. Далее в состав добавляют стальной или керамический (фарфоровый) стержень. Паять латунь можно тогда, когда припой кустарного изготовления полностью застынет.

Самые популярные модели и изготовители

На строительном рынке сегодня представлено большое количество устройств от различных производителей. Пользуются популярностью газовые горелки отечественного производства: Профи-Тулс; Аллгаз; Донмет. Хорошей репутацией пользуются и заграничные изготовители: Rothenberger; Kemper; Virax; Rems; Uniweld.

Большинство фирм предлагают горелки разных классов – от ручных мобильных устройств для профессиональных мощных аппаратов. Полупрофессиональная пропановая горелка стоит от 1,5 до 10 тысяч рублей. Профессиональные агрегаты обойдутся дороже – минимальная стоимость от 20 тысяч рублей.

Способы пайки серебра

Сам процесс пайки серебра мало чем отличается от пайки других металлов, однако существуют некоторые нюансы при работе с паяльником в отличие от газовой горелки.

Пайка серебра паяльником

Предварительно необходимо установить на паяльник тонкое жало. Если мощность паяльника 40 — 60 Вт, то рекомендуется использовать припой ПСР-3, температура плавления которого составляет 315 градусов Цельсия. Этот припой также удобен тем, что внутри него находится смола, исполняющая функции флюса и защищающая сплав от окисления.

Внимание!

Не стоит при починке серебряного изделия в домашних условиях использовать оловянно-свинцовый припой (например ). Такое соединение может оказаться непрочным, поэтому прибегать к этому припою следует лишь в крайнем случае. Тем более свинец быстро окисляется и дает темный матовый цвет.

Приступая к пайке серебра в домашних условиях, необходимо осуществить следующие действия:

1. Тщательно очистить поверхности соединяемых деталей из серебра от различных загрязнений и окислов, обезжирить;
2. Нагреть место соединения так, чтобы температура в точке пайки серебра стала выше температуры плавления припоя;
3. Подать на место соединения припой вместе с , удобнее иметь трубчатый серебрянный припой;
4. Прогреть образовавшийся стык паяльником, добиваясь расплавления припоя и его распределения между серебряными деталями;
5. Дождаться остывания изделия и полировать место соединения, чтобы не было видно следов пайки.

Пайка газовой горелкой

Пайка с оловом дает более надежное соединение, но требует большего внимания и навыков:

1. Необходимо зачистить поверхности соединяемых деталей от черноты, загрязнений и окислов;
2. Нанести на место соединения флюс, который может быть как покупным, так и приготовленным самостоятельно;
3. Уложить на место спаивания кусочек припоя необходимого размера;
4. Аккуратно прогревать изделие вокруг места пайки, следя за положением припоя, чтобы не допустить его сдувания пламенем;
5. Когда припой начнет расплавляться, следует увеличить пламя до тех пор, пока припой не образует равномерный шов с блестящей поверхностью;
6. После завершения пайки дать остыть и почистить место соединения, чтобы убрать следы . Далее можно заполировать излишки олова.

Если припой, то какой

Определившись с инструментом, приступаем к выбору припоя. Прежде всего, следует убедиться, что материал соответствует определённому температурному режиму. По своим характеристикам припои условно делятся на три группы.

• Низкотемпературные. Их стоит предпочесть, если паяльник или горелка неспособны обеспечить хороший прогрев. Однако прочность соединения в этом случае будет не слишком высокой. Для деталей, работающих под большими нагрузками, такой вариант не подходит.
• Среднетемпературные. Если паяльная горелка обладает достаточной мощностью, используя такой материал удастся наложить прочный шов с приемлемыми эксплуатационными свойствами. Но, по ряду причин, такие составы не получили широкого распространения.
• Высокотемпературными. Как правило, при их применении достигается самая высокая прочность соединения. Следует помнить, что не все сплавы меди способны выдержать значительный нагрев. Всё будет зависеть от соединений, входящих в их состав. Но если требуется, чтобы получившийся шов выдерживал высокие нагрузки, придётся остановить свой выбор именно на таком варианте.

Но не только температура плавления отличает один припой от другого. Не менее важен их химический состав. Наиболее распространена пайка меди твёрдым припоем. В ходе такой работы используются смеси, приготовленные по различным рецептам. Они разделены на несколько основных категорий.

• Оловянно-медные и серебряно-медные. Это – достаточно простые в применении низкотемпературные припои.
• Медно-фосфорные. Эти высокотемпературные припои удобны тем, что при необходимости могут использоваться без флюсов. Но при низких температурах его механические свойства ухудшаются и, как следствие, падает прочность соединительного шва.
• Медно-серебряно-цинковые. Они также обладают высокой тугоплавкостью. Среди их достоинств – хорошая пластичность и высокая коррозионная стойкость.
• Высокотемпературные серебряные припои обладают хорошими механическими свойствами, однако, для их применения обязательно необходим флюс. Важным недостатком является и высокая стоимость материала.

При обилии предложений на рынке, изготовление припоя своими руками не слишком оправдано.

Для изготовления водопроводов и изделий, контактирующих с пищей, использовать составы, содержащие свинец, недопустимо. Причина очевидна – свинец ядовит. Отдельной проблемой является пайка нержавейки с медью. Но и она решается правильным выбором припоя и флюса.