Низкотемпературная пайка медных труб

Какие бывают припои для пайки медных труб

На сегодняшний день медные трубы имеют широкую область применения. Для того чтобы соединения были выполнены надежно и трубопровод работал бесперебойно долгие годы, такие изделия лучше всего паять. В отличие от других металлов, медь очень хорошо поддается пайке.

Пайка медных труб

Поверхность труб тщательно очищается от грязи и окислов. При пайке меди происходит капиллярный эффект, благодаря которому получается смачивание поверхности. При этом сплав расходится по всей поверхности и надежно соединяет детали.

Способы соединения

Чаще всего соединяются трубы из меди при помощи пайки и набора специальных фасонных элементов — фитингов. Есть так же фитинги под опрессовку. В них имеются канавки с установленным резиновым уплотнительным кольцом. Обжимаются они специальными клещами. Но данная технология используется нечасто — пайка считается более надежной.

Фитинги под опрессовку

Есть две технологии пайки медных труб с использованием различных припоев:

• Низкотемпературная — с мягким припоем. Как раз наш случай. Этот тип соединения применяется при прокладке водопроводов и систем отопления с температурой рабочей среды до 110°C. Низкотемпературная — это относительное понятие. В зоне пайки материалы разогреваются до 250-300°C.
• Высокотемпературная пайка с твердым припоем. Этот тип соединения используется в сетях с высоким давлением и температурой транспортируемой среды. В бытовых сетях — редко (хотя никто не запрещает), чаще в промышленных.

Какого типа пайку медных труб использовать — ваш выбор. Оба типа подходят как для водопровода, так и для отопления. Но для высокотемпературной требуется профессиональная горелка, в то время, как мягкий припой можно расплавить даже паяльной лампой или недорогой ручной горелкой с небольшим одноразовым баллоном с газом. Для соединения медных труб малого диаметра больше и не требуется.

Пайка высокотемпературная

Твердую пайку медных труб осуществляют только газопламенным способом (ацетилен-воздух, пропан-кислород, допускается ацетилен-кислород), поскольку разогрев труб должен достигать температуры 7000С. Применение медно-фосфорного припоя позволяет осуществлять пайку без флюса. Благодаря тому, что паечный шов получается значительно прочнее, то ширину спаивания можно немного уменьшить (в сравнении с пайкой мягкой). Чтобы производить твердую пайку, требуется наличие высокой квалификации и опыта, иначе трубу можно легко перегреть и создать разрыв.

Надо, чтобы пламя горелки было «нормальным» (нейтральным). В сбалансированной газовой смеси содержится равное количество газообразного топлива и кислорода, благодаря чему пламя только нагревает металл и иного воздействия не оказывает. В случае сбалансированной газовой смеси факел пламени горелки обладает ярко синим цветом и небольшой величиной.

Соединяемые элементы труб надо нагревать равномерно по всей длине и окружности соединения. Соединяющиеся трубы в месте их соединения нагревают пламенем горелки до появления темно-вишневого цвета (температура от 7500С до 9000С). При этом надо равномерно распределять теплоту. Пайку можно выполнять в каком угодно пространственном расположении соединяемых элементов.

В случае, когда труба внутренняя уже разогрета до паечной температуры, а труба наружная обладает более низкой температурой, то расплавившийся припой перемещается к источнику теплоты, а в зазор между соединяемыми элементами не затекает.

Если же всю поверхность концов соединяемых медных труб разогревать равномерно, то поданный к краю раструба припой расплавляется под влиянием их теплоты, после чего равномерно идет в зазор соединения. Достаточно прогретыми для пайки считаются те трубы, которые плавят контактирующий с ними пруток твердого припоя. Чтобы улучшить пайку, пруток припоя предварительно немного прогревают пламенем горелки.
Промышленностью выпускаются малогабаритные газовые горелки, оснащенные одноразовыми баллончиками. Посредством них можно выполнять нагрев и для мягкой, и для твердой пайки.

Подбор припоя

В зависимости от температуры плавления выпускаются следующие виды припоя:

• легкоплавкие (используются при температуре плавления не выше 450ºС);
• среднеплавкие (до температуры 1100ºС);
• высокоплавкие (способны выдерживать температуру до 1850ºС).

Легкоплавкие припои

Легкоплавкие (низкотемпературные) или мягкие припои используются для мягкой пайки труб небольшого диаметра (от 16 мм до 180 мм). Мягкий припой для пайки медных труб применяется для изготовления трубопроводов, предназначенных для систем отопления или водоснабжения. Низкотемпературные припои производятся на основе олова или свинца. Дополнительными компонентами для получения сплава могут быть:

• серебро (сплав олова и серебра обладает самими лучшими техническими свойствами, однако используется крайне редко из-за высокой стоимости);
• медь (отличается не только прекрасными характеристиками, но и низкой стоимостью, что приводит к широкому распространению);
• сурьма;
• висмут;
• селен.

Как правило, мягкий припой изготавливается в небольших катушках (рисунок выше), что повышает удобство его использования.

Высокоплавкие и среднеплавкие припои

Среднеплавкие и высокоплавкие (твердые) припои изготавливаются преимущественно в виде проволоки.

Специальный сплав для твердой пайки

Основными составляющими сплава припоя являются медь или серебро. Дополнительными веществами могут служить:

• фосфор (наиболее популярный дополнительный компонент, который в значительной степени снижает температуру плавления меди);
• цинк.

Пайка медных труб твердым припоем производится при изготовлении трубопроводов:

• с температурой проходящей жидкости более 110ºС;
• с высоким давлением в системе (более 16 ампер);
• предназначенных для проведения газов;
• больших диаметров.

Для большинства вида припоев необходима предварительная обработка труб специальным составом, который носит название флюс.

• в жидком виде;

Составы для пайки в жидком виде

• в виде пасты.

Состав для пайки в виде пасты

• произвести дополнительную очистку труб от окислов;
• более равномерно распределить припой в процессе пайки;
• защитить место соединения от коррозии и образования окислов.

Пайка мягким припоем

Низкотемпературная пайка применяется при установке водопроводных и отопительных сетей с температурой теплоносителя до 130 °С и диаметром труб до 10 см.

Пайка при низкой температуре подходит для монтажа водопроводов

Технология соединения медных изделий мягким припоем предполагает предварительную зачистку поверхностей, нанесение кисточкой флюс-пасты и вставку элементов друг в друга. Далее, место соединения раскаляется газовой горелкой до 200-250 градусов. Припой наносится на край соединения.

Во время пайки важно помнить, что температура пламени горелки может достигать 1 тыс. градусов, поэтому для разогрева элементов достаточно 15-20 секунд. Для равномерности нагрева пламя необходимо постоянно перемещать. Контроль степени прогрева выполняется по цвету флюса. После его потемнения необходимо брать припой.

После введения мягкого припоя в зону пайки при соприкосновении с нагретой медной трубой оловянная проволока начинает таять и скользить по флюсу в шов. Постепенно разогретая масса заполняет пространство между раструбом и трубой.

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.

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.

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.

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.

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.

Свойства медной продукции

Промышленность выпускает два типа трубных изделий из меди (не менее 95% основного материала): отожженного типа, не отожженные. Технология пайки медных труб зависит именно от их вида и использует соответствующее оборудование. Отожженные изделия проходят после формовки финальную термическую обработку при +600-700 °С. Она восстанавливает эластичные свойства, а также способствует повышению их характеристик – они могут выдерживать давление замерзшей воды.

При этом их прочность заметно понижается при увеличении температуры нагрева. Пайка медной трубы зависит от ее физических свойств. Не отожженные изделия выпускаются мерными штангами длиной 3, а также 5 м, отожженные – бухтами, содержащими трубы по 25 либо 50 м. Чтобы правильно припаять медную трубку в домашних условиях, рекомендуется просмотреть видео, объясняющее, как припаять элемент.

Пайка медных труб своими руками – особенности работы с материалом

Медь – это металл с высокой теплопроводностью. С точки зрения пайки, свойство имеет как достоинства, так и недостатки.

• Преимущество заключается в том, что при небольшом перерыве в нагреве, материал будет самостоятельно сохранять тепло, и процесс не будет прерван
• Недостаток – для компенсации теплопотерь в виде рассеивания, необходим более мощный источник нагрева. К тому же, способность накапливать тепло может вызвать локальный перегрев. Это чревато сгоранием флюса, и потерей его очистительной способности
• Еще один недостаток – пайка медных трубок всегда приводит к сопутствующему нагреву всего изделия, а также точек его крепления. Необходимо работать в защитных перчатках и позаботиться о защите всех предметов, которые касаются заготовки даже на большом расстоянии.

Если применяется паяльник – его мощность должна быть не менее 100 Вт. Жало массивное и широкое, чтобы обеспечить большую площадь прилегания к месту спайки. Такой паяльник называется молотковым.

• Флюсы применяются стандартные. Такими-же производится пайка медных проводов. В инструкции необходимо посмотреть максимальную температуру, которую выдерживает флюс. При ее превышении материал начинает разлагаться, а в худшем случае – обугливаться. Тогда никакой очистки не произойдет, напротив – место спайки будет зашлаковано, адгезия низкая.

Технология пайки медных труб

Паять или варить медные трубы для систем водоснабжения и отопления, кондиционеров и любых других устройств, достаточно несложно. Алгоритм выполнения такой операции выглядит следующим образом.

• Сначала необходимо отрезать кусок трубы требуемой длины, для чего используется труборез. Очень важно располагать инструмент перпендикулярно к оси трубы, чтобы рез получился максимально ровным.
• После того как труба будет отрезана, ее необходимо зачистить. Для очистки поверхности изделия используют металлическую щетку, а ее торец освобождают от заусениц и металлической пыли при помощи ершика. Ни в коем случае нельзя использовать для этих целей наждачную бумагу, так как она оставит на поверхности трубы мелкий песок, который ухудшит сцепление припоя с основным металлом.
• Для какой бы цели вы не паяли трубы из меди, для кондиционеров, холодильников или систем отопления, край одной из них необходимо расширить. Увеличить диаметр конца одной из труб следует до такого значения, чтобы другой конец спокойно входил в него, оставляя лишь небольшой зазор.
• Расширенный конец трубы также следует зачистить, используя для этого металлическую щетку, но не наждачную бумагу или чистящую пасту.
• Перед началом пайки на конец трубы меньшего сечения следует нанести флюс. Очень важно равномерно распределить флюс при его нанесении, в противном случае его избыток попадет внутрь трубы и образует там застывшие капли, которые будут создавать шум при движении по ней жидкости.

Труборез для медных и алюминиевых труб 3-35 мм

Подготовленные концы труб перед пайкой следует вставить друг в друга, после этого можно приступать к пайке, вытерев избытки флюса влажной тряпкой. Чтобы соединение получилось качественным и надежным, необходимо прогреть соединяемые трубы перед началом использования припоя. Нагрев может считаться достаточным тогда, когда нанесенный на одну из труб флюс станет серебристого цвета.

После предварительного разогрева места соединения к нему подносят припой, который от высокой температуры начинает плавиться и заполнять пространство стыка. Способствует процессу и принцип капиллярности, за счет которого расплавленный припой заполняет зазор между трубами. Пайку заканчивают в тот момент, когда он полностью заполняет собой промежуток между соединяемыми трубами. Очень хорошо такой процесс просматривается на видео, которое снимают многие специалисты.

После окончания пайки трубам следует дать остыть и ни в коем случае не подвергать их механическому воздействию. Остывший шов можно протереть влажной тряпкой, чтобы удалить с него остатки флюса.

Теперь вы знаете, как паять медные трубы. Более наглядно изучить процесс пайки позволит видео ниже.