Основные ошибки допускаемые при пайке
Основные ошибки, возникающие при сварке медного трубопровода своими силами:
- Недостаточно качественная обработка стыков. При нанесении припоя образуются пустоты, нарушающие герметичность и прочность соединения.
- Пятна масла на поверхности труб, которые не позволяют обработать материал флюсом.
- Ошибочный выбор ширины стыка. Для обеспечения корректного соединения поверхности должны контактировать на длине от 7 до 50 мм (в зависимости от диаметра соединяемых труб).
- Разогрев деталей до низкой температуры. Припой плавится, но после уборки горелки сразу кристаллизуется, что не позволяет заполнить зазор между соединяемыми элементами. Другой ошибкой является чрезмерный нагрев труб, что способствует выгоранию флюса и образованию окалины.
- Нанесение недостаточного количества флюса, которого не хватает для очистки поверхностей от окислов. При введении припоя образуется соединение недостаточной ширины, пропускающее воду или газ в процессе эксплуатации.
- Попытка проверки линии соединения до окончательной кристаллизации припоя, приводящая к разрушению соединения. Для восстановления стыка потребуется удалить припой, а затем соединить детали заново.
- Нарушение правил техники безопасности.
Особенности труб из меди
Химический состав, который используется при производстве медных труб, на 99% состоит из меди, но допускаются незначительные примеси олова, железа, сурьмы, свинца.
Это свойство можно возвратить путём отжига металла, то есть, нагрева его до 600—700 градусов с последующим охлаждением в естественных условиях. В результате таких действий медная труба получает некоторые технологические преимущества перед твёрдой медью. Конечно, мягкая труба проигрывает в прочности, но зато намного превосходит в пластичности, что увеличивает значение её удлинения при разрыве на 40—60%. Это означает, что мягкую трубу можно легко изгибать, не опасаясь её разрыва. Благодаря пластической деформации меди, такие трубы могут исключить разрыв водопровода при случайном его замораживании.
Медные трубы обладают такими достоинствами:
долговечность эксплуатации;
- прочность;
- способность легко подвергаться обработке;
- не боятся ультрафиолетового излучения;
- выдерживают максимально высокие температуры;
- безаварийно работают под высоким давлением;
- обладают бактерицидными свойствами;
- не поддаются коррозии;
- имеют высокую теплопроводность и гладкую поверхность.
Конечно, более высокую стоимость меди, в сравнении с другими современными материалами можно отнести к её недостаткам, но технология пайки позволяет сэкономить на фитингах.
Инструменты и оборудование для пайки медных труб
Пайка представляет собой процесс получения неразъемного соединения посредством ввода в пространство между соединяемыми элементами расплавленного припоя.
Припой расплавляется от пламени газовой горелки и всегда обладает меньшей, чем у материала трубы, температурой плавления, что позволяет ему равномерно заполнять все полости и формировать ровный шов. Различают две разновидности пайки:
- Низкотемпературная. Припой плавится при разогреве до 400-450°С. Способ отлично подходит для монтажа бытовых трубопроводных систем.
- Высокотемпературная. Дает более прочное соединение. Температура плавления – 600-900°С. Чаще используется для строительства систем, работающих в условиях повышенных нагрузок.
Существует две разновидности припоя для газовых горелок: мягкий и твердый. Первый представляет собой гибкую тонкую проволоку (сечением 2-6 мм) из свинца, олова, иных металлических сплавов. Второй чаще выпускается в формате жестких коротких стержней. Добавки серебра и фосфора усиливают эксплуатационные качества получаемых соединений.
Так, оловянно-свинцовый припой (ПОС) считается самым легкоплавким (текучесть наступает уже при 180°С). Добавление серебра положительно влияет на пластичность шва, увеличивает текучесть и адгезию. Медно-фосфорный припой применяется не только для сочленения медных деталей, но и эффективно паяет медь с латунью и бронзой. Пайку меди со сталью рекомендуется производить тугоплавким припоем, в котором содержится не менее 35% серебра.
Помимо припоя, для качественной пайки медных изделий пригодятся такие инструменты:
Газовая горелка (возможно, паяльник), предназначенные для работы с медью.
Труборез. Позволяет получать строго перпендикулярный ровный срез.
Фаскосниматель. Поможет удалить заусенцы, выровнять соединяемые края.
Расширитель. Для подгонки изделий разного диаметра
Здесь важно помнить, что расширяемая труба должна быть отожженной.
Рулетка, молоток.
Рекомендуем ознакомиться: Обжимные фитинги для монтажа стальных труб
Что понадобится в процессе?
Для выполнения качественных соединений понадобятся специальные материалы и инструменты. Прежде всего, для обработки предварительно очищенной поверхности деталей понадобится флюс. Он удаляет с основания оксиды, улучшает растекаемость расплавленного припоя и снижает поверхностное натяжение.
Кроме этого понадобится еще и припой для работы с медью. Для высокотемпературной сварки выбирается материал, в состав которого не входит свинец. На упаковке должна быть надпись «lead free» или «без свинца».
Для низкотемпературной пайки подбирается легкоплавкий припой, в котором может присутствовать олово, медь, висмут, серебро. Припой низкотемпературного типа выпускается в виде 3-мм проволоки.
Флюс подбирается исходя из типа пайки. В продаже можно найти широкий ассортимент таких составов в удобной упаковке со специальной кисточкой
Для работы понадобятся инструменты. Прежде всего, труборез. С его помощью можно будет нарезать детали нужного размера
Важно выбирать инструмент высокого качества, чтобы мягкий материал, которым является медь, не заминался
Потребуется и фаскосниматель, чтобы снять заусенцы. Иначе будет невозможно вставить одну деталь в другую. Для зачистки внутренней поверхности труб так же используется щетка или ершик.
Еще один необходимый инструмент – труборасширитель. С его помощью можно будет увеличить диаметр одной из соединяемых деталей, что необходимо будет сделать, поскольку трубы имеют одинаковое сечение
Для нагрева медных элементов используют разные инструменты. Чаще всего для низкотемпературной пайки выбирают газовую горелку, имеющую узконаправленное пламя.
Газовое оборудование в этом случае работает от баллона со смесью пропана и бутана или с чистым бутаном. Одной такой заправки хватает на 3-4 сотни стыков.
Прибор работает эффективно, при нагреве горелкой труба разогревается за несколько секунд. Высокотемпературная пайка осуществляется при использовании газовых смесей пропан-кислород либо ацетилен-воздух.
Кроме того, пайка может осуществляться с помощью специального электрического паяльника, предназначенного для работы с деталями из меди. Устройство способно работать и с твердым, и с мягким припоем. Паяльник подключается к сети и используется там, где работать с открытым огнем невозможно. Устройство оснащается прижимными клещами и съемными электродами.
Помимо этих инструментов для монтажа трубопровода понадобится маркер или карандаш, рулетка, молоток и строительный уровень.
Сварка своими руками
Для того чтобы сваривать изделия в виде никелевых труб, можно пользоваться аргоном, а вот монтаж систем из медных трубок проводится посредством представленных ниже инструментов.
А именно:
- Труборез, подобрать который можно отталкиваясь от габаритов системы, а также от того, где он будет использоваться. К примеру, при работе в труднодоступных местах стоит выбирать малогабаритное приспособление. Стоимость напрямую зависит от диаметра, и чем он будет больше, тем, соответственно, выше она поднимется.
- Фаскосниматель, посредством которого проводится снятие края с заготовки. Это необходимо, чтобы обрезаемый кончик не покрылся заусенцами и заломами. Это устройство бывает двух видов: в виде карандаша или округлого корпуса. Последний считается максимально удобным для эксплуатации, однако использовать его можно только для трубы с маленьким диаметром.
- Турборасширитель, за счет которого можно осуществить расширение кончика, чтобы монтаж проводился без применения фитингов. Для выбора расширителя нужно учесть то, каким максимальным диаметром будет обладать применяемая заготовка.
После качественной сварки шов практически не видно Главное условие использования заключается в том, из какого материала сделаны трубы, и он должен быть мягким. В противном случае перед расширением нужно их прогреть.
Условия и область применения пайки
Прежде чем разбираться в вопросе о том, как паять латунь, следует хорошо изучить все особенности такого технологического процесса. При выполнении пайки, которая является одним из методов получения неразъемных соединений, в зазор, расположенный между соединяемыми деталями, вводится расплавленный припой, который и выступает в роли скрепляющего элемента.
Важным условием выполнения пайки является то, что припой, для расплавления которого пользуются газовой горелкой, должен плавиться при меньшей температуре, чем материал изготовления соединяемых деталей. Такая технология (в некоторых случаях она является единственно возможным способом получения неразъемного соединения) позволяет надежно спаять между собой даже разнородные металлы.
Схема пайки латунью с использованием газовой горелки
Совершенно неправильно сравнивать пайку с таким технологическим процессом, как сварка, который предполагает, что расплавляться будет не только специальная проволока-припой, но и металл соединяемых деталей. Именно благодаря тому, что при выполнении пайки основному температурному воздействию подвергается припой, характеристики соединяемых деталей и их целостность остаются неизменными. Такая особенность позволяет успешно использовать эту методику для соединения металлических деталей, которые отличаются даже очень небольшими размерами.
Между тем следует иметь в виду, что для выполнения пайки в качестве припоя используются более мягкие материалы, если сравнивать их с теми, которые применяются для формирования сварного шва. Это приводит к тому, что соединения, созданные при помощи пайки, изначально менее прочные и надежные, чем сварные швы. А в тех случаях, когда выполняется пайка латунью, из припоя в процессе интенсивного нагрева испаряется цинк, что приводит к пористости формируемого шва. Такая пористость металла значительно ухудшает качество и надежность соединения. При выполнении пайки деталей, изготовленных из латуни, большое значение имеет и их взаимное расположение. Такие детали лучше соединять не встык, а внахлест.
Для пайки в домашних условиях вполне можно обойтись ручной газовой горелкой с баллоном мощностью 1,8 кВт
Пайка металла как технология, позволяющая получать неразъемные соединения, занимает одну из лидирующих позиций, уступая по популярности только сварке. Без этой технологии практически не обойтись в электронной промышленности, где с ее помощью создают электропроводные соединения элементов различных приборов и устройств. Именно при помощи пайки чаще всего соединяются и наращиваются провода, по которым в дальнейшем будет проходить электрический ток.
Если говорить о наиболее распространенных сферах применения пайки, то к ним следует отнести:
- формирование герметичных соединений труб, изготовленных из меди и ее сплавов, в том числе латуни (такие трубы используются преимущественно для комплектации холодильных и теплообменных установок);
- крепление твердосплавных пластин к несущей части режущего инструмента;
- соединение между собой деталей, значительно отличающихся по толщине.
На фото результат спайки латунной трубки и жиклера. Использовался припой флюсованный П14 и импортная горелка на чистом пропане
Используя паяльное оборудование и припой, также выполняют такую технологическую операцию, как лужение, которая позволяет создавать на металлических поверхностях надежное антикоррозионное покрытие.
В зависимости от того, при помощи припоя какого типа выполняется пайка, она может быть высоко- или низкотемпературной. Использование при выполнении пайки более тугоплавкого материала позволяет создавать соединения, которые могут эксплуатироваться при более высоких температурах. Между тем это сопряжено с некоторыми сложностями, которые связаны с необходимостью обращения к специальному оборудованию, позволяющему расплавить припой. Использование такого сплава, в частности, достаточно проблематично в домашних условиях, где для выполнения пайки чаще всего применяется обычная паяльная лампа.
Подробнее о капиллярной пайке
Чаще всего в бытовых условиях медные трубопроводы организовываются с помощью капиллярной пайки. Сутью этого метода выступает так называемый капиллярный эффект, предусматривающий возможность поднятия жидкости (жидкого припоя) при помощи адгезии. Главным условием является то, чтобы смоченные стенки были разделены небольшим расстоянием.
Организация стыковочного узла для медных труб в бытовых условиях осуществляется с помощью специальных фитингов для пайки или раструбных утолщений. Раструбный способ считается более надежным, так как речь в таком случае идет о создании всего одного стыка. Исходя из этого, если есть возможность, вместо фитингов рекомендуется использовать раструбные соединения.
Порядок подготовки раструбов
Обрезка труб по размеру осуществляется вальцовочным труборезом
Важно добиться строгой перпендикулярности торцевых срезов по отношению к центральной оси
Далее снимают фаску с обоих концов. Для этого потребуется наличие особенного приспособления – фаскоснимателя. Дальнейшая зачистка внутренних и наружных поверхностей соединяемых труб реализуется медной щеткой.
Вставив один из отрезков трубы в тиски, производят его развальцовку, чтобы добиться свободного погружения в него второго отрезка. Для этой цели используется специальный труборасширитель соответствующего диаметра.
Результатом развальцовки является обустройство раструба на одном из концов медной трубы. Тестирование уровня его готовности по ходу процедуры проводится периодическим погружением другого, гладкого конца.
Применение паяльного аппарата
Кроме уже упомянутого трубореза, фаскомнимателя и расширителя труб, для проведения пайки медных труб потребуются и некоторые другие инструменты. Речь, прежде всего, идет о паяльнике. Благодаря этому аппарату на соединяемом участке создается высокотемпературная зона для разогрева труб и припоя. Как правило, функция паяльника выполняется специальной газовой горелкой.
Для процедуры, где используется мягкий припой, вполне сгодится компактное ручное приспособление, работающее на пропане. Как правило, такие аппараты комплектуются газовыми баллонами одноразового типа, прикрепленными на рукоятку. Несмотря на небольшие габариты, горелки данного типа способны обеспечивать нагревание до +1100 градусов: для работы с мягким припоем этого вполне достаточно. При покупке рекомендуется выбирать модели с пьезорозжигом, что заметно упрощает проведение пайки.
Держатели газовых горелок ручного типа оснащаются регулировочным вентилем, позволяющим корректировать длину пламени. Этот же вентиль позволяет прекращать подачу газа по окончанию работы. Назначением обратного клапана является перекрывание подачи топлива, если пламя затухнет.
Другие необходимые материалы
Припой реализуется прутками или проволокой с более низкой температурой плавления по сравнению с медью. Это дает возможность соединять медные трубы методом плавления. Для пайки потребуется щетка со стальным ворсом. С ее помощью трубы и фитинги зачищают для последующего соединения. Щетку можно заменить мелкозернистой наждачной бумагой.
Не обойтись без флюса для пайки и кисти (чтобы наносить флюс). Еще потребуется огнеупорная прокладка, молоток, тиски, рулетка.
Компоненты для пайки
Трубопроводы из меди изготавливаются для систем водоснабжения и отопления. Начинать следует с составления чертежа. По нему рассчитывается количество всех необходимых компонентов:
- длина труб;
- количество фитингов;
- расход флюса и припоя.
Для создания изгибов труб нужны фитинги в виде уголков и тройников. Наращивание удобнее осуществлять соединительными муфтами. Пайка меди осуществляется с заходом одной детали в другую.
Выбор припоя
Прочность и герметичность соединения зависит от температур плавления материала. Существует два типа припоев:
- мягкие;
- твердые.
Мягким припоем осуществляется соединение труб водопроводов в частных домах. Он состоит из олова или свинца с дополнительными элементами, улучшающими жидкотекучесть. Металлы имеют низкую температуру плавления.
Твердым припоем соединяют медные детали при температуре нагрева выше 450⁰. В его составе содержится серебро или медь. Соединения с тугоплавкими материалами применяют для систем отопления, паротрубопроводов с высоким давлением и температурой более 130⁰.
Мягкий припой
Выбор флюса
Флюс должен растворять окислы и способствовать растеканию припоя. Для меди подходят низкотемпературные составы, предназначенные для паяльников:
- натриевая соль;
- канифоль;
- вазелин;
- борная кислота.
Все материалы легко купить в магазине. Они безопасны, не выделяют вредных веществ при расплавлении.
Для высокотемпературной пайки подойдут смеси на основе фосфора и салициловой кислоты.
Способы паяния деталей из меди
Для соединения медных труб используется всего два способа пайки. Каждый из них используется в соответствии со спецификацией детали и характеристики. Пайка медных труб своими руками подразделяется:
- При высоком температурном режиме, по-другому именуется «твердой». Показатель температуры при данном режиме доходит до 900 °. Тугоплавкий припой позволяет производить шов с показателями высокой прочности, данный способ используется при изготовлении трубопроводов, подверженных высоким нагрузкам.
- Процесс пайки мягким припоем производится при температурах, начинающихся от 130 °, используется в бытовом применении при работе с трубами диаметром до 1 см. Технология подразумевает соединение путем стыковки, предварительной обработки флюс пастой.
Во время работ важно не забывать, что мощность пламени, выдаваемой горелкой может достигать 1000 градусов. Поэтому обработку стыков необходимо проводить не более 20 секунд. При нагреве мягкий припой начинает плавиться и заполнять соединение
При нагреве мягкий припой начинает плавиться и заполнять соединение.
Особенности высокотемпературных соединений
При высокотемпературном способе пайки происходит обжиг металла на 700 °C и выше, что способствует размягчению металла. Для пайки используется газопламенное оборудование, способное расплавлять твердые припои. Припой состоит их медно — фосфорного состава, выпускается формой прутьев. Процессом пайки медных труб не подразумевается применение флюса, соблюдая последовательность действий, возможно грамотно заполнить стык.
Высокотемпературное соединение медных труб
Процесс начинает действие, когда плавится пруток припоя, этапы работы:
- после сборки прогревается стыковочный шов;
- к месту стыка подается твердотельный припой, размягчение которого производится газовой горелкой;
- когда визуально подтверждено, что происходит наложение припоя на металл, трубу необходимо провернуть, проконтролировать стыковку по всему периметру.
https://youtube.com/watch?v=N9QwpYEQpUw
Основными достоинствами данного способа является высокая прочность стыка медных труб, если необходимо, представляется возможность изменить диаметр соединения меньшей стороной. Высокие температуры при эксплуатации не могут разрушить шов. Пайка твердым припоем требует определенных навыков, в процессе работы возможен перегрев, что приводит к разрушению металла.
Низкотемпературная пайка
Каждый процесс требует ответственного подхода к выполнению работ. Для нагрева используется пропановая или бензиновая горелка при использовании мягкого припоя стыковкой медных труб
Важно знать, что горелка с пьезоподжигом значительно сократит время работы, приобретение дорогих моделей без этой функции не целесообразно
Технологический процесс
В процессе важно использовать качественные аксессуары, флюс паста играет не последнюю роль в соединении. Равномерное покрытие деталей медных труб достигается использованием мягкой кисточки, после нанесения излишки удаляются тряпкой. Температура горелки может достигать 900 градусов, при пайке важно не передержать изделие, иначе произойдет перегрев
Температура горелки может достигать 900 градусов, при пайке важно не передержать изделие, иначе произойдет перегрев
Техника безопасности при спаивании труб из меди
Медные трубы используются как проводники жидкостей с хорошими антикоррозийными свойствами. Установка медных труб не может быть выполнена для обеспечения питьевой водопроводной водой. Медь контактирует с хлором, добавляющимся для очистки воды, может образовывать вредные для организма человека вещества. Для артезианских источников, скважин не существует опасности в использовании.
Пайка меди в перчатках
Важно пользоваться качественным инструментом, производить работы в перчатках и следить за состоянием оборудования. Теплопроводность металла достаточно высока, при нагреве одного из узлов и несоблюдении техники безопасности, возможно получить ожоги. Качественный шов возможно получить при отсутствии внешних факторов в виде нагрузок до полного остывания стыка
Качественный шов возможно получить при отсутствии внешних факторов в виде нагрузок до полного остывания стыка.
Пошаговая технология пайки меди
Пайка медных труб начинается с подготовки соединения. От качества подготовки зависит надежность соединения, потому уделяйте этому процессу достаточно времени и усилий.
Пайка медных труб состоит из нескольких этапов
Подготовка соединения
Как уже говорили, срез трубы должен быть строго вертикальным, без заусенец, труба не должна быть замятой, край — ровный и гладкий. Если есть хоть небольшие отклонения, берем фаскосниматель или наждачную бумагу и доводим срез до идеала.
Надо снять окислившийся слой
Далее берем фитинг, вставляем в него трубу. та часть, которая заходит в раструб требует очистки. Трубу вынимаем и шкуркой снимаем верхний окисленный слой с этой части трубы. Потом ту же операцию проводим с внутренней поверхностью раструба.
Нанесение флюса
Флюс наносится на всю зачищенную поверхность — снаружи трубы и внутри фитинга. Тут никаких сложностей — кисточкой равномерно распределяют состав.
Нанесение флюса
Пайка
Обработанные фрагменты трубопровода вставлюятся один в другой и фиксируются. Если есть помощник — он может придержать части неподвижно. Если нет — придется ухищряться самостоятельно. Далее разжигается горелка, пламя направляется на место соединения. Температура пламени — от тысячи градусов и выше, а нагреть место соединения надо до 250-300 °C, а это занимает 15-25 секунд. Можно при этом ориентироваться на цвет флюса — как только он потемнел, пора вводить припой.
Правильное расположение горелки при пайке медных труб своими руками
Чтобы прогрев был равномерный, пламя горелки направляйте посередине стыка. Тогда прогревается вся зона сварки более равномерно.
Пайка медных труб мягким припоем
Припой вводят в место стыка — где соединяется фитинг и труба. По мере нагрева, он начинает плавиться, растекается и заполняет зазор между элементами. Нанести его можно только на половину длины — расплавившись, он затечет в остальное соединение. Собственно, это все — пайка медных труб закончена. Все остальные соединения делают также.
При использовании жесткого припоя все почти также, только применяются другие горели — газопламенные, и в процессе пайки надо трубу проворачивать, наматывая размягчившийся припой на трубу.
Припой
Для выполнения надёжной пайки необходимо приобрести припой. Он бывает двух видов — твёрдый и мягкий.
Виды фитингов для соединения медных труб
Твёрдый припой производят в форме длинных стержней. Такой припой можно использовать для пайки труб горячего водопровода, газоснабжения, кондиционирования или для магистрали, работающей при высоком давлении. Температура пайки такого припоя достигает 900 градусов. Самыми распространенными видами твёрдого припоя считаются медно-фосфорный самофлюсующийся сплав Cu94 P6 и сплав Cu92 P6 Ag2 с добавкой серебра из фосфора и меди.
- Припой мягкий производят в форме тонкой проволоки диаметром 2-3 мм. Такой припой применяют при пайке водопровода своими руками в быту.
- Существует также специальная паста, именуемая флюс. Выпускается в банках. Её необходимо использовать для качественной очистки стыков труб, снятия окиси со шва после пайки и улучшения характеристик плавления припоя. При этом флюс бывает как для пайки при высоких температурах (свыше 450 градусов), так и для пайки при низких температурах (до 450 градусов).
Помимо всех инструментов, припоя и флюса необходимо также подготовить фитинги, если есть необходимость осуществлять повороты и изгибы водопроводной магистрали. Все фитинги имеют регламентированный диаметр и соответствуют ГОСТ. Стоимость фитингов и переходников достаточно демократична.
Этапы монтажа
Подготовительные процедуры
Начинающие мастера часто пренебрегают процедурой подготовки материалов, что негативно влияет на качество монтажа. Для резки используют трубогиб или ручную ножовку с полотном по металлу. Профессиональный инструмент для снятия заусенцев – фаскосниматель. В качестве альтернативы можно использовать наждачную бумагу.
Особое внимание следует уделить зачистке участка, которой вставляется в фитинг и внутренней поверхности соединительного элемента
Нанесение флюса
Следующий этап – нанесение специального флюса для пайки медных труб. Для каждого типа припоя существует свой вид флюса. Например, для твердых сортов рекомендуют использовать буру. Процедура не отличается от подготовки алюминия или других металлов: состав равномерно распределяют по рабочей поверхности.
Низкотемпературная пайка
Для работы в низкотемпературном режиме можно использовать обычную одноразовую газовую горелку или электрический паяльник.
Основная сложность заключается в соблюдении температурного режима, поскольку перегрев негативно влияет на качество соединения.
При нагреве зоны соединения необходимо плавно перемещать горелку, для равномерного прогрева всей поверхности. По достижению рабочей температуры начинают вносить припой. Если он начал плавится, следует отвести убрать пламя – тогда припой заполнит монтажный зазор.
По завершению работ следует дождаться остывания металла в естественных условиях. Горячее соединение отличается низкой прочностью, поэтому следует исключить любые контакты со швом, до его кристаллизации.
Нюансы высокотемпературной
Как следует из названия, данная технология отличается повышенной рабочей температурой, поэтому в качестве горючего компонента используется ацетилен или смесь пропана и кислорода. Характерная особенность – кратковременность температурного воздействия, во избежание перегрева труб. Рабочая температура варьируется в пределах 750-900 Сº, в зависимости от выбранного припоя.
После завершения работ, необходимо дождаться кристаллизации шва, после чего удалить с поверхности остатки флюса.
