Пайка медных трубок газовой горелкой и твердым припоем: Виды и инструменты +Фото и Видео

Технология пайки медных изделий

После подготовки инструментов и материалов производится пайка труб, состоящая из этапов:

• разделка заготовок на отрезки;
• обезжиривание и удаление окислов;
• стыковка элементов;
• нанесение на линию стыка припоя.

Отрезаем деталь необходимой длины

Сварка медных трубок начинается с разметки трубопровода, который затем нарезается на элементы нужной длины. При разметке необходимо учитывать запас длины, необходимый для соединения трубок после расширения торца. Ручной режущий инструмент позволяет зажать трубу, а затем вокруг внешней поверхности заготовки прокатывается твердосплавный ролик. По мере прорезания тела трубы ролик поджимается регулировочным болтом, что позволяет получить ровный срез.

Допускается обрезка заготовок при помощи ножовки по металлу и специального шаблона, обеспечивающего перпендикулярность среза. При резке не допускается сжатие трубы, поскольку овальность внешней поверхности ухудшает герметичность стыка (из-за изменения зазора, который не заполнится припоем). Образовавшийся облой удаляется наждачной бумагой и металлическим ершиком. Затем одна из кромок обрабатывается расширителем, что позволит создать герметичный стык с повышенной прочностью.

Наносим флюс на поверхность трубы

Сварка медных труб своими руками требует удаления окислов с поверхности соединяемых деталей. Заготовки протираются обезжиривающим составом (например, ацетоном), а затем на соединяемые кромки наносится реагент. Не рекомендуется использовать повышенную дозу флюса, активное вещество равномерно наносится тонким слоем на зону соединения. Для нанесения реагента используется малярная кисть, не оставляющая на поверхности волокон.

Соединяем детали перед пайкой

После нанесения флюса трубки соединяются, рекомендуется стыковать элементы непосредственно после смазывания поверхности (для снижения риска оседания пыли). Детали при соединении поворачиваются друг относительно друга, что позволяет распределить флюс и обеспечивает плотную посадку. Выдавленный из стыка реагент удаляется сухой тканевой салфеткой, сохранять флюс на элементах из цветных металлов запрещено, поскольку начинается разрушение материала.

Образование соединения при низкотемпературной пайке

При низкотемпературной технологии используется флюс, рассчитанный на пониженный нагрев конструкции при соединении. Пайка медных трубок газовой горелкой предусматривает подачу факела на зону соединения, горелка перемещается по стыку, обеспечивая равномерный прогрев деталей. Затем в руку берется пруток припоя, который подается в зазор между трубами. Расплавленный металл начинает растекаться по поверхностям, горелка убирается в сторону, припой заполняет стык за счет температуры нагретой трубы.

Образование шва при пайке высокотемпературного типа

При использовании тугоплавких припоев трубы прогреваются горелкой до повышенной температуры. Горелка перемещается вдоль зоны стыка до момента нагрева трубы до вишнево-красного оттенка (соответствует температуре 750°С). Затем в место соединения подается припой, предварительно прогретый пламенем горелки.

Припой плавится от контакта с нагретыми трубами, равномерно заполняя монтажный зазор. Подавать излишний припой не требуется, поскольку материал останется на внешней части трубопровода. После окончания процедуры необходимо выждать 2-3 минуты, после снижения температуры стыка и кристаллизации припоя удаляются остатки флюса. Дополнительная механическая обработка соединения не требуется.

Меры предосторожности во время пайки

При пайке, особенно при помощи тигля, нужно работать очень аккуратно, чтобы не получить ожог расплавленным припоем. Пары свинца ядовиты, поэтому при больших объемах работы нужно пользоваться респиратором.

Чего категорические нельзя делать!

Недопустимо для пайки проводов использовать кислотосодержащие активные флюсы, поскольку они требуют полного удаления после окончания работы. Остатки флюса агрессивно воздействуют на материал проводников и в самом скором времени провода будут окислены вплоть до полного разрушения. Особенно разрушительны для меди хлористый цинк или паяльная кислота.

Читать также: Передаточные числа редукторов гост

В данной статье рассмотрю соединение медных проводов в распределительной коробке при электромонтаже посредством пайки.

Несмотря, что я перешёл на разъемы Ваго, которые существенно ускоряют монтаж электропроводки, всё же считаю, что соединение проводов пайкой лучше. Сейчас на меня набросятся приверженцы сварки. Но я спорить не буду, скажу только, что мне так удобнее, а электрические и механические свойства такого соединения ничуть не хуже сварки.

Итак, публикую несколько фото, иллюстрирующих пайку проводов в распределительной коробке. Постараюсь раскрыть все свои секреты такого электромонтажа. Надеюсь, мой опыт пригодится моим читателям. В основном, с этой целью я и пишу статьи на СамЭлектрике.

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

https://youtube.com/watch?v=U2XvjUSkwJs

Необходимые материалы

Особенности выбора припоя

Припой – это присадочный материал, который подают в зону нагрева. После кристаллизации он образует неразъемное соединение. Основным критерием выбора является меньшая температура плавления, чем у основного материала. Благодаря особым характеристикам меди, процесс соединения протекает гораздо быстрее, чем, например, пайка стальных труб

Кроме того, необходимо обращать внимание на тип медных трупов, исходя из которого, выбирают вид припоя

При монтаже водопроводных систем запрещено использовать припои, в состав которых входит свинец

Мягкий

Мягкие сорта припоя чаще всего используют для любительской пайки, поскольку для работы с ними не требуется дорогостоящее оборудование.

Перед проведением работ контактная зона очищается от посторонних частиц и продуктов окисления. Это обязательное условие для качественного соединения.

В зависимости от типа припоя, рабочая температура варьируется в пределах 200-240 Сº. Во избежание повреждения трубы, температурное воздействие должно носить кратковременный и направленный характер.

Твердый

Твердый припой выпускают в форме стержней различного диаметра, величина которого подбирается в зависимости от существующего зазора. Температура пайки в отдельных случаях достигает 900 Сº. В результате получают надежное соединение с высокими эксплуатационными характеристиками. Метод используют при ремонте холодильников, кондиционеров, а также прочего бытового и промышленного оборудования.

Горелка

Характеристики данного инструмента зависят от типа припоя. Легкоплавкие составы на основе олова можно расплавить обычной паяльной лампой. При работе с твердыми сортами следует выбирать горелки с дополнительными функциями:

• пьезорозжиг;
• регулировка величины пламени;
• отражатель пламени.

На последнюю функцию следует обратить особое внимание. Она создает направленный поток пламени, позволяющий работать даже в труднодоступных местах

Сопутствующие материалы

К вспомогательным инструментам и материалам относятся:

• ершик для зачистки внутренней и наружной поверхности фитингов;
• труборез или ножовка по металлу;
• ручной фаскосниматель;
• трубогиб;
• средства индивидуальной защиты.

Основные ошибки допускаемые при пайке

Основные ошибки, возникающие при сварке медного трубопровода своими силами:

1. Недостаточно качественная обработка стыков. При нанесении припоя образуются пустоты, нарушающие герметичность и прочность соединения.
2. Пятна масла на поверхности труб, которые не позволяют обработать материал флюсом.
3. Ошибочный выбор ширины стыка. Для обеспечения корректного соединения поверхности должны контактировать на длине от 7 до 50 мм (в зависимости от диаметра соединяемых труб).
4. 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.
5. 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.
6. Попытка проверки линии соединения до окончательной кристаллизации припоя, приводящая к разрушению соединения. Для восстановления стыка потребуется удалить припой, а затем соединить детали заново.
7. Нарушение правил техники безопасности.

Типы труб

Сдерживающим фактором является высокая стоимость

Существуют два типа труб из меди.

1. Отоженные. После изготовления трубы подвергают термической обработке, при температуре 650-700 Сº. Процедура придает изделию пластичность, при некоторой потере прочности. Кроме того, увеличивается стоимость продукции.
2. Неотоженные. Отличаются высокой прочностью. Единственный недостаток – низкая эластичность. При монтаже трубопровода отводы выполняют с помощью соединительных муфт, поскольку такие трубы практически невозможно согнуть.

Независимо от типа продукции, к чистоте материала предъявляют особые требования. Согласно ГОСТу 859-2001, массовая доля меди не должна быть ниже 99 %.

Принципы пайки медных трубок газовой горелкой

Медь обладает высокой устойчивостью к влаге, кислотным и щелочным растворам, износу стиранием. Трубопровод и фитинги из меди служат значительно дольше аналогичных изделий из стали. При пайке медных трубок газовой горелкой следует учитывать высокую электропроводность и теплоотдачу материала.

Внешне медный трубопровод с соединением фитингами, напоминает пластиковые трубы. Процесс создания герметичного соединения намного сложнее. Металл покрыт пленкой окислов с высокой температурой плавления. Соединить его нагревом и давлением невозможно. Создана особая технология пайки для меди и ее сплавов.

Высокотемпературная пайка

Потребуется специальный режущий инструмент для меди, фаскосниматель, расширитель для труб, молоток, уровень, рулетка, газовая горелка, электропаяльник, твердоплавкий и легкоплавкий припой, флюс (необходим, чтобы удалить оксидную пленку и не допустить окисления).

Последовательность действий

1. Предварительная подготовка труб: очищение поверхностей, удаление оксидной пленки флюсом.

Флюс – это химическое вещество, которое помогает распределить припой равномерным слоем, очищает основной металл от окислов и загрязнений. При его выборе учитывается вид металла и припоя. Многокомпонентные флюсы более эффективны, они позволяют получить еще более качественную пайку.

Вещество наносят только на место соединения трубы с раструбом, а не вовнутрь его. Сразу после нанесения флюса трубы соединяют, чтобы на рабочую поверхность не попали посторонние частицы. Поверните трубу в фитинге, чтобы флюс распределился равномерно, остатки химического вещества удаляются тряпкой. Труба готова к нагреву.

Вставка трубы в муфту. После нужно будет пропаять два стыка. Или торец одной трубы соединяется с торцом другой, тогда обработать нужно один стык.
Нагрев труб (до температуры немного ниже температуры плавления). Включают горелку, используя уменьшающее пламя (оно создает максимальную температуру) и нагревают соединение. Используйте паяльник для медных труб или горелку с пьезоподжигом – она удобна в работе.
Введение припоя в зазор. Для меди существует большой выбор припоев. Разогретый материал помещают в зазор между соединяемыми трубами и расплавленной массой оборачивают стык между трубами. Температура начала плавления припоя всегда меньше, чем у основного материала. Припой растекается, достигнув определенной температуры

Важно, чтобы рабочая поверхность была не окисленной и чистой.
Кристаллизация припоя. В этот момент важно сохранять соединение неподвижным

Когда припой остынет, в месте соединения возникнет герметичное уплотнение. После пайки проводят технологическую промывку для удаления загрязнений и остатков флюса.

Важные моменты

Чтобы запаять дырку в медной трубе, необходим мягкий припой (например, оловянно-свинцовый), и спиртово-канифольный флюс. Вырежьте заплатку нужного размера, обработайте ее и трубу шкуркой. Слейте воду из трубопровода и паяльником прогрейте соединяемые детали. Затем в зазор добавьте припой.

Во время работы необходим приток воздуха. Дым, идущий от припоя и флюса, вреден.

Чтобы выполнить процесс правильно, важно знать, чем запаять медную трубку. Используют: серебро с медью и цинком, медь с фосфором

В питьевом трубопроводе не применяют свинцовые припои ввиду их токсичности.

Флюс не используют при соединении медных труб с помощью медно-фосфорных припоев.

Перед началом пайки необходимо продуть кислородный и пропановый шланги. Поджигание горелки начинается с пропановой линии, затем добавляют кислород. Нагрев труб должен быть равномерным с каждой стороны. По окончании работы перекрывают сначала кислород, а затем пропан.

Приспособления и материалы

В первую очередь необходимо подготовить соответствующий припой и флюс.

Для низкотемпературной пайки подойдет горелка, предназначенная для работы с одноразовым газовым баллончиком емкостью 200 мл. Высокотемпературный припой потребует специального оборудования, способного обеспечить в зоне пайки температуру 450-900°C.

Для соединения, создания разветвлений и поворотов трубопровода применяются медные фитинги соответствующей формы. Медные трубы хорошо гнутся и за счет этого свойства, количество требуемых фитингов можно свести к минимуму. Для пайки используют два типа фитингов — с раструбами имеющими стандартный зазор. В этот зазор и затекает расплавленный припой, обеспечивая надежное соединение. Припой подается в зону пайки вручную. Второй вариант — когда на раструбе в специальной канавке отрезок припоя заложен при изготовлении. При монтаже требуется только состыковать детали и прогреть зону пайки.

Фитинги могут быть изготовлены самостоятельно при наличии труборасширителя. Это устройство для увеличения диаметра на концах труб, при установке одной в другую.

Для нарезки труб понадобится труборез, болгарка или ножовка по металлу.

Металлическая щетка для зачистки наружной стороны труб и металлический ершик — для внутренних поверхностей.

Виды медных труб и их использование

Наиболее часто встречаются в продаже два типа медных труб – не отожжённые и отожжённые. При формовке на производстве происходит потеря эластичности, которая необходима в некоторых производствах, домашних конструкциях. Эластичность возвращается материалам путем обжига при температурах до 700 °. Трубы из меди отожженного типа более дорогие, но эластичнее и позволяют выдерживать высокие перепады температур. Однако существует определенный недостаток – потеря прочности изделия, которая теряется в процессе нагрева до температур, близких к плавлению.

Неотожженные трубы не гнутся, но намного прочнее. При соединении медных стыков используются фитинги, процесс соединения происходит методом пайки. Различная толщина стенок позволяет выбрать изделие по параметрам прочности и теплоотдачи. Отожжённые материалы реализуются бутами от 25 до 50 метров соответственно, как правило, такие медные трубы поставляются меньшим диаметром. Негнущиеся материалы продаются прогонами различной длины.

Присоединение газоотводящей трубы к зонту газовой колонки

Для ремонта теплообменника приходится демонтировать газоотводящую трубу. При установке этой трубы на место, необходимо обеспечить герметичность соединения ее с зонтом газовой колонки.

Герметизацию даже большого зазора величиной до сантиметра легко выполнить с помощью размоченного в воде асбеста. Это термостойкий материал, который выпускается в виде листов. В воде асбест раскисает, как картон, и представляет собой мягкую массу, которая хорошо лепится. После высыхания, асбест становится опять довольно твердым и плотным. Асбест можно использовать повторно. Достаточно извлеченные его кусочки размочить в воде.

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

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.