Чем паять медные трубы для водопровода

Пайка медных труб не представляет большой сложности. Необходимость в этом возникает во время ремонта или монтажа системы подачи воды или кондиционирования. Пайку труб можно совершить самостоятельно, если имеются необходимые знания в этой области. Для уверенности в качестве процедуры и последующей эксплуатации медных изделий следует обратиться к специалистам.

Метод пайки труб из меди

Трубы из меди часто используют в отопительной и водопроводной системе. Хотя медь является недешевым материалом, её качественные характеристики не дают сомневаться в надёжности изделий, выполненных из неё. Металл легко поддаётся пайке и не реагирует при высоких температурах на внешние условия. В процессе медь легко соединяется с припоями многих видов металлов. Для неё не требуются дорогостоящие флюсы.

Пайку труб осуществляют уже довольно давно. Поскольку все нюансы работы уже изучены, в процессе соединения элементов обычно не возникает никаких проблем. Сущность данного метода заключается в заполнении стыка между деталями специальным средством, которое называется припой. Припой для пайки медных труб расплавляют при высоких температурах, а затем жидкую массу выливают в стык, заполняя все пространство между элементами, и ждут полного её застывания. Данный вид соединения является надёжным, герметичным и долговечным.

Удобство такого метода заключается ещё и в том, что соединённые детали можно будет легко разъединить, если в этом возникнет необходимость. Для отделения частей трубы место соединения нагревают, чтобы припой стал мягким и податливым.

Среди достоинств процесса следует отметить:

  • несколько разновидностей процесса пайки деталей;
  • возможность соединения металлов в любых сочетаниях;
  • осуществление соединения при любой температуре в самом начале процесса;
  • возможность соединения металлов с неметаллами;
  • более точное выдерживание формы и размеров изделий;
  • получение изделий, для которых не требуются значительные внутренние напряжения или коробление;
  • лёгкий демонтаж соединённых элементов.

Высокая прочность и производительность будущего изделия продлит его эксплуатацию. Работая согласно инструкции по работе, пайку металлических деталей сможет исполнить даже новичок.

Инструменты и материалы

Для самостоятельного соединения трубок из меди не требуется какое-то дорогостоящее оборудование или особенные материалы. Все нужные инструменты и средства можно найти в любом специализированном магазине. Для правильного осуществления процесса будут необходимы:

  1. Горелка. С помощью этого инструмента нагревают припой и участок трубки, к которому будут присоединять деталь. Обычно в газовую горелку подают пропан. Давление газа регулируют с помощью сварочного редуктора.
  2. Труборез. Резку медных трубок осуществляют именно этим приспособлением. Так как медные трубы мягкие, разрезать их надо очень аккуратно, чтобы не помялись стенки. Функциональность и технические возможности различных моделей труборезов могут заметно отличаться.
  3. Труборасширитель. Таким устройством расширяют диаметр трубки из меди. Совершать эту процедуру необходимо для качественного выполнения последующей пайки. Различные системы, монтирующиеся из медных труб, состоят из элементов одинакового сечения, поэтому для одной из соединяемых деталей следует провести расширение диаметра.
  4. Фаскосниматель. На торцах медных труб находятся фаски, которые можно снять специальным приспособлением. Когда трубу разделяют на нужное количество кусков, на краях образуются заусеницы, которые следует убрать. Удаление проводят перед пайкой, чтобы придать трубке необходимую форму. Фаски могут быть расположены в круглом корпусе или изготавливаться в виде карандаша. Круглые приспособления стоят дороже, зато ими удобнее пользоваться.
  5. Ёршик или щётка со стальной щетиной. Стальным ёршиком или щёточкой медные трубы очищают от окислов и загрязнений.
  6. Припой. Пайку трубок из меди выполняют припоем, который представляет собой медную или оловянную проволоку. Медные прутки расплавляют при высоких температурах, оловянные — при низких.
  7. Флюс. Именно этим химическим составом облегчают процесс пайки трубок. Он защищает формируемые швы от образования в них пузырьков воздуха и улучшает соединение припоя с трубой.

Из дополнительных инструментов понадобятся рулетка, строительный уровень, жёсткая кисточка, молоток и фломастер (или маркер). Работу совершают в рабочей одежде и плотных резиновых перчатках. При подборе припоя и флюса следует учитывать тип планируемой пайки.

Виды припоя

Разновидностей припоев, с которыми гарантировано надёжное соединение трубок из меди при помощи пайки, множество. Обычно специалисты используют низкотемпературные варианты элемента. С низким нагревом материала соединения создаются без деформации меди. Минусом такого выбора выступают некачественные швы, у которых понижены механические качества.

Для получения максимально прочных соединений следует использовать высокотемпературные припои (свыше 450°С). Но работать с ними могут только опытные мастера. При термическом воздействии на металл существует высокая вероятность совершения прожига, если у человека нет необходимых навыков в такой работе. Пайку деталей кондиционеров и холодильных агрегатов совершают только с высокотемпературным припоем.

Если применяется низкотемпературный метод (до 450°С), тогда специалисты используют бессвинцовые припои для пайки меди, с помощью которых возможно создание достаточно устойчивых к механическим нагрузкам соединений. Обычно такие припои производят на основе олова с добавлением небольшого количества висмута, селена, серебра или сурьмы. Более дешёвые элементы изготавливают из олова со свинцом. Но данный вариант нельзя применять при обустройстве водопровода, через который поступает питьевая вода, потому что свинец является токсичным материалом.

Флюс для пайки

При низкотемпературной пайке чаще всего используют флюс, выполненный на основе хлорида с цинком. Но можно приобрести и любое другое средство, предназначенное для тех же целей. Одним из них является канифольно-вазелиновая паста.

Иногда пайку трубок совершают без применения флюса. Но прочное соединение элементов возможно только с высокотемпературной пайкой, при которой используются наиболее качественные припои из олова и серебра.

Как паять медные трубы

Высокотемпературную пайку трубок проводят при температурах 650 °C -750°С, низкотемпературную — при 210 °C -240°С.

Пайка труб из меди не так сложна в исполнении. Процесс должен осуществляться при хорошей вентиляции помещения. Работу рекомендуют проводить в защитной одежде и перчатках. Чтобы выполнить качественное соединение всех деталей, надо придерживаться следующего алгоритма действий:

  1. Медную трубку разрезают инструментом на необходимое число кусков. Труборез располагают перпендикулярно к оси трубы, тогда рез получится максимально ровный.
  2. Затем металлические отрезки зачищают металлической щёткой, а торцы избавляют от заусениц и металлической пыли специальным ёршиком. Наждачная бумага в этом случае не подойдёт, поскольку от неё остаётся медный песок на поверхности металла, который понижает качество сцепления припоя с трубой.
  3. Диаметр края одного из отрезков трубы увеличивают с помощью труборасширителя. Затем в такой отрезок из меди сможет легко войти труба с обычным типоразмером.
  4. Расширенный торец трубы тоже зачищают металлической щёткой.
  5. На торец трубы наименьшего сечения равномерно наносят флюс для пайки медных труб. Проделывать процедуру следует аккуратно, иначе избыток средства может попасть в трубу и образовать в ней застывшие капли, из-за которых в последующем будет явно слышно движение воды.
  6. Обработанные концы трубок вставляют друг в друга. При этом удаляются остатки флюса с помощью влажной тряпочки.
  7. Место соединения прогревают горелкой. Когда флюс на одной из трубок приобретёт серебристый оттенок, нагрев металла прекращают.
  8. К месту соединения подносят припой, который плавится из-за высокой температуры и заполняет полость стыка. Когда область шва будет полностью заполнена припоем, процесс пайки останавливают.

Место соединения оставляют остывать, его следует оградить от любых типов механических повреждений. Когда шов остынет, его протирают влажной тряпочкой, удаляя оставшийся флюс и припой. Если проигнорировать остатки флюса на поверхности труб из меди, то в будущем это приведёт к коррозии в соединении.

Полезные советы

Новичкам в этом деле советуют сначала потренироваться с ненужным расходным материалом, чтобы в последующем совершить правильную и качественную пайку труб. Пробная процедура поможет понять нюансы процесса.

Когда стыки нагреваются горелкой, следует смотреть, чтобы пламя не передерживалось в одной точке. Поскольку температура обычно достигает 1000 °C, участок соединения равномерно разогревают в течение 20−25 секунд.

В конце процесса пайки систему трубопровода следует тщательно промыть при помощи значительного напора воды. Именно так можно полностью избавить трубки от излишков флюса и припоя, которые остались в застывшем виде внутри соединения.

Если ответственно подойти к работе, то пайку труб из меди можно будет выполнить без сложностей. Знание технологии и предварительная тренировка с материалом поможет качественно осуществить поставленную задачу.

Чаще всего, в домашних условиях, возникает необходимость пайки медных труб, при монтаже водопроводов или отопительных систем. Медь является хорошим материалом для водопроводных труб. Она не поддается коррозии, имеет гладкую поверхность, обеспечивающую хороший ток воды, не зарастает отложениями, не только не содержит вредных веществ, но даже обладает бактерицидными свойствами. Медный водопровод способен прослужить очень долго, 50 лет и более.

Немного теории

При пайке вообще и медных трубок в частности, используются обычно нахлесточные типы соединений. Они позволяют обеспечить достаточную прочность конструкции даже в том случае, если используются обладающие относительно малой прочностью мягкие припои. Считается, что для обеспечения удовлетворительной прочности паяного соединения, нахлест должен быть не менее 5 мм. На практике применяются обычно гораздо более высокие значения, что и обеспечивает хороший запас прочности.

Читайте также:  Гальваника меднение в домашних условиях

Взаимное перекрытие элементов в трубопроводе обеспечивается за счет использования фитингов или операций расширения и отбортовки труб. Части труб и фитингов вставляются друг в друга. При этом между соединяемыми элементами обеспечивается как раз такой зазор (0,1-0,2 мм), который необходим для действия капиллярных сил, являющихся необходимым условием для большинства видов пайки. Под их действием расплавленный припой самопроизвольно втягивается в зазор, равномерно распределятся по всей поверхности контакта и плотно герметизирует соединение. Капиллярные силы позволяют подавать припой снизу.

Медные трубы

Медные трубы бывают отожженными (мягкими) и неотожженными (твердыми). Первые получаются в результате отжига – нагрева до 600-700°C с постепенным охлаждением. Эта операция возвращает меди ее природную пластичность, потерянную при механической обработке (штамповке или прокатке) во время изготовления.

Отожженная труба имеет некоторые технологические преимущества перед неотожженной. Проигрывая ей в прочности, она намного превосходит ее в пластичности. Значение ее удлинения при разрыве может достигать 40-60%. Это означает, что отожженную трубу при необходимости можно гнуть, не опасаясь разрыва. Соблюдая при этом, конечно, определенные соотношения между диаметром трубы и радиусом гибки (R=3d-8d, в зависимости от способа гибки). Медные отожженные трубы могут избавить от разрыва водопровода при его случайном замораживании – благодаря пластической деформации металла, не позволяющей трубе разорваться. Тот, кто хоть раз сталкивался с заменой стальных "замороженных" труб, способен в полной мере оценить это достоинство.

Отожженные трубы поставляются в бухтах по 50 и 25 м, неотожженные – в виде мерных кусков (штанг) длиной 3 и 5 м.

Способы соединения труб

При желании можно обойтись вообще без фитингов или, во всяком случае, их минимальным количеством. Правда, для этого нужно иметь специальный недешевый инструмент, позволяющий выполнять с трубами определенные операции, – а именно, гибку, расширение и отбортовку. Используя гибку, можно обойтись без фитингов-углов. Расширение (увеличение диаметра конца трубы) позволяет обойтись при пайке труб без муфт. Применяя отбортовку, можно отказаться от приобретения тройников (или углов, если обрезать трубу и установить на ее конец заглушку). Необходимо только иметь в виду, что при использовании отбортовки отводная труба должна быть меньшего диаметра, чем магистральная.

Чтобы выполнять все эти операции с трубами, необходимо иметь ручные или электрические приспособления: трубогиб, отбортовщик и расширитель.

При использовании трубогибов радиус изгиба должен быть не менее чем 3,5d (d – диаметр трубы) при диаметре до 15 мм, и 4d при диаметре 18 мм. При использовании сгибающей пружины – не менее чем 6d.

Фирменные трубогибы стоят недешево, поэтому возможно будет полезна информация про самодельные трубогибы.

Чрезмерно малый радиус может привести к разрыву или сплющиванию трубы. Отожженные трубы можно гнуть с меньшим радиусом, но крутой сгиб (менее 3d), с точки зрения потока, неблагоприятен. Отожженные трубы можно также осторожно гнуть руками. В этом случаи, во избежание сплющивания, радиус изгиба должен быть не менее чем 8d.

Плохо выполненные сгибы, при которых труба сплющилась и поперечное сечение потеряло круглую форму или внутренняя поверхность сгиба собралась гармошкой, вызывают турбулентные потоки в сгибе трубы, что приводит к эрозийно-коррозийным повреждениям.

Неотожженную (твердую) трубу, до диаметра 18 мм, можно сгибать в холодном состоянии трубогибом. Трубы большего диаметра перед сгибанием следует смягчать при температуре 500-600°С.

Работа расширителя (экспандера) основана на раздвигании в радиальном направлении сегментов кулачкового механизма, вставленного внутрь трубы. Расширяемая медная труба должна быть отожженной (мягкой). Благодаря системе рычагов, при нажатии на рукоятки инструмента создается необходимое усилие, требующееся для пластической деформации металла. Все очень просто – вставил кулачковый наконечник в трубу, сжал рукоятки и получил раструб, в который можно вставлять трубу такого же диаметра. Из отрезка трубы можно сделать муфту, расширив оба конца заготовки. При необходимости конец неотожженной (твердой) трубы можно отжечь самостоятельно.

Операция отбортовки несколько сложнее операции расширения. Она состоит из двух этапов: сверления отверстия специальным калибровочным сверлом и непосредственно самой отбортовки. После того как отверстие будет просверлено, необходимо вставить в него оправку с раздвижными, смазанными консистентной смазкой усиками, и закрепить на ней наружную часть устройства, служащую упором при вытяжке. После чего к наружной части подсоединяется электроинструмент. Вращение шпинделя вытягивает оправку из отверстия. При этом раздвинутыми усиками осуществляется отбортовка – загиб наружу кромки просверленного отверстия.

Теперь в трубу можно вставлять отвод, представляющий собой отрезок трубы меньшего диаметра. Чтобы он не выступал изнутри слишком сильно и не препятствовал движению воды, на его стенках с помощью специального инструмента формируют два выступа. Последние упираются в раструб, обеспечивая погружение отвода в отверстие на строго определенную глубину.

Описанный способ отбортовки предполагает использование электроинструмента, но есть и ручные модели.

Припои и флюсы

Использование низкотемпературных припоев позволяет выполнять пайку при температуре, которая мало влияет на прочность меди, но они дают шов с худшими механическими характеристиками. Припои для высокотемпературной пайки дают большую прочность шва и допускают высокую температуру эксплуатации системы, но при этом происходит отжиг меди и требуется больший навык, так как легко пережечь металл.

Низкотемпературная пайка наиболее востребована в водоснабжении и отоплении. Есть много низкотемпературных бессвинцовых припоев, обеспечивающих достаточно хорошее качество медной пайки. Это сплавы олова с сурьмой, медью, серебром, висмутом, селеном. Основную часть (до 95-97%) в них составляет олово, остальную – прочие элементы. Наилучшими технологическими свойствами обладают серебросодержащие припои, например, S-Sn97Ag3, содержащий 97% олова и 3% серебра. Несколько худшими, но достаточно хорошими качествами обладают медьсодержащие припои, в частности S-Sn97Cu3 (97% олова и 3% меди). Есть трехкомпонентные припои, содержащие олово, серебро и медь (например, состав с 95,5% олова, 3,8% серебра и 0,7% меди). Наиболее универсальным и широко используемым является оловянно-медный припой. Недостатком оловянно-серебряных сплавов является более высокая стоимость по сравнению с оловянно-медными сплавами.

Эти составы припоев дают хорошее качество шва и отвечают всем требования по прочности, долговечности и надежности водопроводов и систем отопления. Припои других составов практически не используются.

Вообще-то для низкотемпературной пайки меди подходят и свинцово-оловянные припои, но если паяется трубопровод для питьевой воды, от них необходимо отказаться из-за вредности свинца.

В качестве флюсов для низкотемпературной пайки применяются в основном составы, содержащие хлорид цинка. Однако вряд ли стоит при покупке флюса уделять особое внимание его составу. Для пайки меди существует множество эффективных флюсов, нужно просто приобрести любой состав, предназначенный для этого. Например, F-SW 21 или канифольно-вазелиновую пасту, состоящую из канифоли, хлористого цинка и технического вазелина. Форма в виде пасты – самая удобная для нанесения на детали.

С учетом большой площади контакта элементов трубопровода, низкотемпературные припои обеспечивают достаточную прочность соединений. Прибегать к высокотемпературным припоям имеет смысл лишь в тех случаях, когда в этом есть особая необходимость. Например, если предполагается эксплуатация паяного трубопровода при высоких (выше 110°C) температурах – в отопительных системах с использованием пара высокого давления или иных случаях. Для пайки газопроводов из медных труб применяется только высокотемпературная пайка, как соединение с наибольшей прочностью и надежностью, низкотемпературная пайка в газоснабжении не используется.

Нижеследующая таблица содержит значения допустимых давлений в трубопроводах из медных труб диаметром 6-28 мм, паянных низкотемпературными (мягкими) и высокотемпературными (твердыми) припоями.

Тип припоя Температура транспортируемой среды, °C Допустимое давление, атм.*
Мягкий 30
65
110
16
10
6
Твердый 30
65
110
40
25
16

* – для медных труб диаметром 6-28 мм.

Для высокотемпературной пайки меди наибольшее распространение получил медно-фосфорный припой состава Cu-94%, P-6% (L-CuP6 и подобные ему – ПМФ 7, ПМФ 9 и др.). Введение 6%-ой добавки фосфора очень резко снижает температуру плавления меди (до 710-750°С), что позволяет использовать этот состав как припой.

Медно-фосфорные припои в случае пайки меди с медью не требуют обязательного применения флюсов. Еще один плюс этого припоя – коэффициенты термического расширения припоя и меди паяемых деталей практически идентичны. Большое распространения получил также самофлюсующийся припой состава: 92% Cu, 6% P, 2% Ag (медно-фосфорный с серебром – L-Ag2P). Все твердые припои выпускают в виде твердых прутков.

В связи с хрупкостью соединения, возникающей из-за химической реакции фосфора с некоторыми металлами, нельзя применять медно-фосфорные припои для пайки цветных металлов с содержанием никеля выше 10%. Эти припои не рекомендуется также использовать для пайки алюминиевой бронзы. Нельзя их использовать и при пайке стали, чугуна.

При соединении медно-фосфорными припоями элементов из разных сплавов меди: медь с бронзой или медь с латунью или бронза с латунью – всегда необходимо применение флюса для высокотемпературной пайки.

Читайте также:  Как уменьшить обороты двигателя 220в

Для низкотемпературной и высокотемпературной паек предпочтительным является использование согласованных припоя и флюса для конкретного вида пайки одного производителя.

Пайка медных труб

Резка. Удобнее всего резать трубы труборезом. Выпускается множество видов этого инструмента, но все они имеют схожую конструкцию и состоят из корпуса, опорных роликов, режущего ножа в виде диска, и винта, поджимающего нож к трубе. Основное различие моделей состоит в форме корпуса, от которой зависит необходимая сила вращения при резке. Чем длиннее рычаг, за который поворачивается труборез, тем легче резать. Для резки труб, находящихся близко от ограждающих конструкций, применяют компактные труборезы с минимальным размером. Они требуют большего усилия, чем труборезы обычных размеров.

Последовательность резки такова. Труборез устанавливается на трубе таким образом, чтобы кромка режущего ролика совпадала с линией реза. Зажимается винт, поджимающий ролик к трубе, и поворотом инструмента вокруг оси трубы осуществляется резка. После каждых 1-2 оборотов нужно вращением винта поджимать ролик к трубе.

Трубу можно отрезать и обычной пилой по металлу или электролобзиком. Нужно только постараться сделать рез перпендикулярным оси. Для этого лучше купить или сделать шаблон – стусло.

Применение труборезов дает ровную кромку трубы, но может привести к небольшому уменьшению диаметра трубы, задиры при этом образуются только внутри трубы. Применение ножовки позволяет избежать деформации трубы, но дает много заусенцев.

Снятие фасок. После резки необходимо снять внутреннюю и наружную фаски. Труборез немного загибает кромку трубы внутрь, если этот загиб не убрать, он будет создавать турбулентность и сопротивление потоку воды или газа. Наружная фаска снимается для облегчения сборки. Существуют специальные серпообразные ножи для снятия фаски. Иногда они встраиваются в труборезы, иногда представляют собой отдельный инструмент. Выпускаются также фаскосъемные инструменты в виде втулок (одной стороной снимают внутреннюю фаску, другой – наружную). В крайнем случае, можно воспользоваться монтажным или любым другим ножом.

Зачистка. После снятия фаски нужно очистить сопрягаемые части деталей от окислов. Наружные поверхности зачищаются мелкой абразивной шкуркой (с зерном подряда P600), проволочной сеткой из нержавеющей стали или специальным инструментом с отверстием, обрамленным проволочной щеткой. Для внутренних поверхностей используются ершики, шкурка или сетка, навернутая на какой-нибудь штырь или, в крайнем случае, собственный палец. Поверхность зачищается до блеска. Если использовалась абразивная шкурка, после очистки нужно удалить с деталей остатки абразива. Наличие посторонних веществ на поверхности снижает качество любой, в том числе и медной пайки.

Обработка флюсом. Промазку флюсом нужно производить сразу же после зачистки, поскольку уже через несколько минут очищенная поверхность будет вновь покрыта окислами, препятствующими смачиванию припоем. Пастообразный флюс наносится кистью на наружную поверхность деталей, вставляемых внутрь других. Наносить нужно количество, достаточное для полного покрытия сопрягаемых поверхностей, но без излишка.

Когда флюс нанесен, рекомендуется сразу же соединять детали – это позволит исключить попадание посторонних частиц на обработанную флюсом поверхность.

Сборка. При сборке нужно немного провернуть детали друг относительно друга, чтобы флюс хорошо распределился по поверхности и убедиться, что труба достигла упора. Затем следует убрать сухой хлопчатобумажной тканью излишки флюса и закрепить детали в нужном положении или уложить их на огнестойкие материалы, на которых можно осуществлять нагрев без риска пожара.

При монтаже медного трубопровода, с применением газовой горелки, следует использовать огнезащитный экран.

Нагрев и пайка. Прежде чем приступать к нагреву труб, имеющих резиновые или пластмассовые компоненты, последние нужно удалить во избежание их повреждения при нагреве. У припаиваемых кранов следует выкрутить вентиль, чтобы не повредились прокладки. Если выполняется пайка медных труб в уже смонтированном трубопроводе, нужно открыть клапана запорных устройств, чтобы в трубе при нагреве не создавалось повышенного давления.

Температура пайки труб мягкими припоями составляет 250-300°C, твердыми – 700-900°C. Чаще всего для нагрева используют газовые горелки. Для низкотемпературной пайки труб удобны строительные фены, имеющие температуру выходящего воздуха при полной мощности до 650°C. Их можно оснастить специальными насадками на сопла, обеспечивающими прогрев трубы с разных сторон.

Если используется газовая горелка, то пламя должно быть нормальным – без избытка или недостатка кислорода. В сбалансированной газовой смеси пламя только нагревает металл и иного воздействия не оказывает. В случае сбалансированной газовой смеси пламя горелки обладает ярко-синим цветом и небольшой величиной. Пересыщенное кислородом пламя окисляет поверхность металла. Признаком этого явления служит черный окисный налет на металле. Факел пламени горелки, насыщенный кислородом бледно-голубого цвета и маленький.

Прогревать нужно все соединение, перемещая пламя взад-вперед с разных сторон трубы, при этом время от времени касаются припоем щели соединения. Нужная температура достигается тогда, когда припой начинает плавиться при прикосновении к трубе. Не нужно создавать избыточного нагрева. Обычно с практикой достаточность нагрева определяется по цвету поверхности металла и появлению дыма флюса. Некоторые флюсы при достаточном для пайки нагреве выделяют сигнально дым или меняют цвет. Производитель обычно указывает такие особенности своего флюса.

При пайке разветвленных соединений, например тройника, следует соблюдать очередность заполнения зазоров припоем – с нижнего к верхнему. В этом случае восходящее тепло не мешает остыванию и кристаллизации припоя.

Необходимое количество проволочного припоя диаметром 2,5-3 мм на один стык составляет примерно участок, длина которого равна диаметру паяемой трубы. Чтобы контролировать расход припоя, нужно отмерить на проволоке необходимую длину на один стык и согнуть его буквой "Г".

После прогрева соединения до температуры пайки, пламя горелки нужно отодвинуть от стыка (но не от соединения) и расплавить необходимое количество припоя в стык. При этом не следует забывать про перемещение пламени по соединению.

Не нужно стараться распределять припой по всему периметру стыка. Под действием капиллярных сил припой сам втягивается в зазор и распределяется по сопрягаемым поверхностям. Нужно лишь постараться ввести именно то его количество, которое требуется, без недостатка и излишка. Этот процесс протекает хорошо, если поверхность металла чистая, выдержан оптимальный зазор между металлическими поверхностями, соединение достаточно прогрето (расплавленный припой течет по направлению к источнику теплоты).

Если равномерно разогревать все соединение, то припой плавится под воздействием его теплоты и равномерно поступает в зазор.

Для улучшения пайки, предварительно прогревают пруток припоя пламенем горелки.

Важным моментом пайки является быстрое выполнение этой операции. Цикл нагрева должен быть коротким, и следует избегать перегрева.

В отношении дозирования припоя и вообще всего процесса пайки очень удобны фитинги с готовым припоем. Однако они не получили распространения на нашем рынке. Они имеют сформованный валик, в который помещено необходимое количество припоя. Технология пайки труб такими фитингами более проста в сравнении с обычной. Нет необходимости подавать припой в стык и контролировать его расход. Нужно просто собрать конструкцию и прогреть соединение горелкой. Припой, находящийся в валике, расплавляется и заполняет все зазоры. Его количество точно соответствует тому, которое требуется для данного соединения.

Охлаждать соединение нужно естественным путем, предоставив трубе охладиться самой, без воды или иного способа быстрого охлаждения. Во время естественного охлаждения соединения, при кристаллизации припоя, элементы соединения должны быть абсолютно неподвижны.

По истечении короткого времени после окончания пайки нужно удалить остатки флюса влажной тканью.

В сантехнике, после монтажа трубопровода проводят обязательную технологическую промывку системы, для удаления остатков флюса и иных загрязнений попавших внутрь труб. Кроме этого иногда используется полная зачистка и шлифовка всей трубопроводной системы в эстетических целях или как элемент дизайна помещения.

В заключение совет, который к пайке прямого отношения не имеет. Как и все материалы, медные трубы расширяются при нагревании. 1м трубопровода при нагреве на 60°C удлиняется на 1мм. Чтобы во время эксплуатации в трубах не возникало напряжения, нужно позаботиться о компенсации теплового расширения. Обычно это делается с помощью устройства С- и Г-образных компенсаторов и подвижных способов крепления труб, позволяющих им свободно смещаться относительно кронштейнов, в которых они закреплены.

Ещё пять тысяч лет назад чеканщики из Египта открыли новый вид соединения металлов методом пайки. Суть метода заключается в создании соединения различных металлов путём заполнения швов припоем, который представляет собой расплавленный материал с температурой плавления меньшей, чем у соединяемых частей изделия. В отличие от стали, медные детали целесообразнее соединять методом пайки, чем сваркой. Это особенно важно, если приходится работать с тонкостенными медными трубами, которые находят широкое применение в отопительных, водопроводных, газовых и холодильных системах. С такой работой может справиться даже новичок.

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.

Трубы из меди бывают твёрдыми (не отожжёнными) и мягкими (отожжёнными). Во время изготовления при механической обработке медный материал теряет свою природную пластичность.

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.

Читайте также:  Какого цвета провод фазы в двухжильном проводе

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.

Методы пайки медных деталей

Неразъёмное соединение труб на промышленных объектах, как и пайка меди в домашних условиях, осуществляется двумя методами:

  1. Высокотемпературный способ — применяется на трубопроводах, эксплуатируемых при высоких температурах и с большой нагрузкой. Расплавление припоя этим методом происходит при температуре 600—900℃.
  2. Низкотемпературный метод — используется для систем бытового назначения. При использовании мягкого припоя нагревание места пайки достигает 450℃, а для твёрдого припоя — более 450℃.

Инструменты и приспособления

Конечно, для пайки медных труб своими руками в стандартном исполнении можно использовать многие элементы, которые несложно обнаружить в собственных домашних запасах. В крайнем случае придётся приобрести специальные приспособления для выполнения технологического процесса пайки. Итак, чтобы произвести качественный монтаж медных изделий может понадобиться:

  1. Ручной труборез, который позволит получить строго перпендикулярный разрез трубы.
  2. Приспособление для снятия фаски — служит для удаления различных заусенцев и закругления места разреза.
  3. Расширитель труб поможет во многих ситуациях обойтись без применения фитингов. Для пайки нужно увеличить диаметр одного конца трубы, чтобы туда вставить другую заготовку.
  4. Щётки и ёршики помогут очистить от окиси место пайки труб.
  5. Для повышения безопасности работ на сопло горелки нужно установить рефлектор (отражатель) огня, который поможет защитить горючие материалы, расположенные вблизи места работы. Это предотвратит потери тепла и обеспечит равномерный прогрев трубы.
  6. Газовая горелка является основным инструментом для пайки медных труб. Существует несколько разновидностей горелок- от высокопроизводительных моделей до бытовых устройств.

По мощности горелки подразделяют:

  1. Для разогрева труб и пайки мягким припоем.
  2. Для проведения работы твёрдым или мягким припоем (полупрофессиональные).
  3. Для осуществления пайки твёрдым припоем (профессиональные).
  4. Термофеном можно разогреть легкоплавкий припой. Такой инструмент способен давать струю горячего воздуха до 650℃.

Материалы для соединения меди

Весь технологический процесс пайки медных трубок газовой горелкой можно осуществить с помощью флюса и припоя для меди, а также как с применением фитингов, так и без них.

Флюс и паяльная паста

Флюс для пайки медных труб имеет огромное значение для образования качественного соединительного шва. Он может быть низкотемпературным с активностью до 450 ℃, и высокотемпературным — более 450 ℃.

Применение флюса необходимо в случае:

  • качественной очистки поверхности соединяемых труб от окислов;
  • защиты места соединения от кислорода, который содержится в воздухе;
  • повышения сцепления припоя с поверхностью металла;
  • улучшения процесса растекания припоя.

На сегодняшнее время существуют следующие разновидности флюсов:

  • активированные;
  • кислотные;
  • некислотные;
  • антикоррозийные.

Паяльная паста представляет собой густую массу, состоящую из флюса, маленьких частиц припоя и добавок специального действия. Такой состав часто применяется на промышленных предприятиях при пайке радиотехнических деталей на печатных платах. Форма в виде пасты очень удобна для нанесения на мелкие детали.

Виды припоев

Соединение меди и её сплавов можно производить как низкотемпературной, так и высокотемпературной пайкой. Имеется множество мягких и твёрдых материалов, которые способны обеспечить идеальное крепление деталей из металла.

Применение припоев с низкой температурой плавления позволяет спаять детали в условиях, мало влияющих на прочность меди, но при этом соединительный шов имеет худшие механические параметры. Припои для высокотемпературного соединения увеличивают прочность места стыковки металлов, но требует определённых навыков, чтобы исключить пережог меди.

Существует большое количество бессвинцовых припоев, которые способны обеспечить довольно высокое качество стыковочных работ. В основном это сплавы олова (95—97%) с медью, сурьмой, висмутом, серебром, селеном. Лучшими свойствами обладают серебросодержащие припои. Широкое применение получили и трёхкомпонентные виды, в состав которых входит олово, медь и серебро. Использование оловянно-свинцовых припоев ограничено из-за вредности свинца.

Высокотемпературную пайку осуществляют твёрдыми припоями медно-фосфорного состава. Такие составы при соединении двух медных деталей не требуют применения флюсов. Очень благоприятно влияет на качество стыковки одинаковый коэффициент термического расширения меди.

Изготавливают твёрдые припои в виде профильных стержней, а мягкие — в виде проволоки диаметром 2—3 мм.

Соединительные фитинги

При отсутствии специального инструмента для качественной резки и расширения места соединения, применяются технологические медные переходники (фитинги), которые имеют строго регламентированный диаметр раструба.

При всём разнообразии видов таких деталей чаще используются три основных формы: углы — способствуют изменению направления трубопровода на 90 градусов, тройники — обеспечивают ответвление от трубы и муфты — служат для соединения двух труб.

Фитинги имеют довольно высокую стоимость, поэтому многие специалисты стараются обойтись без них, обрабатывая место стыковки специальными приспособлениями.

Существуют специальные фитинги с готовым припоем, который в виде валика размещён по краям детали. Запаять трубы таким фитингом очень просто нужно только соединить поверхности и нагреть их до температуры плавления припоя.

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.

Недопустимые ошибки

Причиной некачественного соединения двух деталей чаще всего становится спешка, поэтому нужно не забывать контролировать кромки изделия на отсутствие посторонних мелких предметов, которые могут образоваться после резки.

При нанесении флюса важно стараться не пропустить ни одного малейшего участка поверхности, ведь любой дефект может стать причиной плохого контакта.

Если какой-нибудь участок поверхности будет слабо прогрет, это приведёт к слабому сплавлению двух металлов. Перегрев может привести к сгоранию флюса и образованию окалины или окиси на месте пайки, что влияет на её надёжность.

Техника безопасности

Так как паяльные работы ведутся с использованием высокого нагрева, необходимо строго все операции выполнять в защитных перчатках.

Наличие опасных химических испарений может привести к поражению органов дыхания, поэтому работы нужно проводить в хорошо вентилируемом помещении и в защитной маске.

Пайка труб из медного материала не представляет особой сложности. Более подробно расскажет о пайке медных проводов видеоурок, который можно посмотреть на многих сайтах интернета.

Ссылка на основную публикацию
Adblock detector