Особенности пайки меди

Особенности пайки меди нужно знать всем, решившим организовать домашнюю мастерскую. Зная, чем и как спаять медь с нержавейкой в домашних условиях, легко избежать множества ошибок. Не менее важно выяснить, как паять медь паяльником с латунью и другими материалами.

Прежде чем приступать к пайке меди, необходимо внимательно изучить ее методику. Попытки сразу использовать паяльник или другое оборудование точно ни к чему хорошему не приведут. Ответственные специалисты обязательно изучают тематические ГОСТы:

• 17325-79 (базовые определения и термины);
• 17349-79 (ключевые способы и методы);
• 19249-73 (виды соединений, получаемых пайкой);
• 859-78 (основные марки меди);
• 19250-73 (типы паяльных флюсов);
• 7219-83 (технические параметры бытовых паяльников).

Пайка меди проводится двумя ключевыми способами. При высокотемпературной методике производится нагрев до 900 градусов. Подобный подход дает очень хорошие результаты на трубах высокого давления. Разумеется, тут нельзя обойтись без специальных материалов — рядовой припой не справится с такой задачей. А в идеале под каждое конкретное задание должен подбираться свой тип припоя.

С инженерной точки зрения пайка представляет весьма сложный физико-химический процесс, при котором достигается неразборное соединение. Часть детали под воздействием нагретого вещества будет плавиться, при этом происходят такие частные процессы, как:

• смачивание;
• растекание;
• насыщение зазора;
• кристаллизация.

То, насколько прочным окажется стык, зависит от появляющихся химических связей между соприкасающимися слоями, а также между отдельными частицами. Преимущества пайки таковы:

• возможность связывать произвольное сочетание металлов;
• возможность начинать работу независимо от того, до какой температуры сначала прогреты изделия;
• возможность связать металлические и неметаллические вещества;
• доступность соединений для последующей распайки;
• сравнительно точная выдержка геометрии и габаритов изделия;
• минимизация внутренних напряжений и риска коробления;
• механическая крепость;
• довольно высокая производительность (особенно при капиллярной пайке).

Медь паять легче, чем многие другие металлы. Ее поверхность очищается от грязи без всяких проблем. Реакция разогретой на воздухе меди с кислородом и другими контактными веществами практически отсутствует. Потому можно отказаться от различных флюсов сложного состава. Трубопроводы паяют в основном по «капиллярной» методике, что усложняет отбор труб по геометрическим показателям, однако позволяет добиваться исключительно высоких результатов.

В промышленной практике используются разнообразные методы соединения деталей из меди. В домашних условиях можно воспользоваться обычным электрическим паяльником. Кроме него потребуются еще такие принадлежности и оборудование:

• флюс;
• твердый припой;
• щетка из металла;
• комплект кисточек;
• устройство для разрезания труб (ручного или автоматизированного типа);
• горелка на природном газе.

Мощность используемой техники определяется тем, насколько высока температура плавки расходников. Роль флюса состоит в том, чтобы предотвращать формирование оксидных пленок на соединяемых участках. Еще одна его функция — усиленное распределение припоя по будущему шву. В качестве припоя полезнее всего пользоваться оловом. Оно плавится при сравнительно низкой температуре, что делает работу удобнее. Иногда пользуются серебряным составом, но несмотря на свою привлекательность, он стоит дорого.

В чистом виде серебро не применяют, его перемешивают с оловом и/или с медью. Мягким припоем пользуются только в тех случаях, когда надо соединять водопроводные трубы. При этом действуют два важных ограничения: на диаметр канала — до 10 см, и на температуру прогрева частей — до 130 градусов. В разряд мягких припоев входят:

• свинцово-оловянные сплавы (это наилучший вариант);
• композиции с небольшим вхождением олова;
• композиции специального состава.

Твердые припои используют, чтобы получить максимально крепкий и стабильный шов. В эту группу входят медно-цинковый сплав, сочетание меди с фосфором и сама чистая медь. Для наибольшей стабильности соединения целесообразно применять многокомпонентные смеси. Если нужно паять медные проводящие жилы, то придется пользоваться графитовым электродом. В таком варианте можно вовсе отказаться от припоя и флюса.

В ряде случаев для пайки меди применяется бура. Она делится на 2 ключевых типа — А и Б. Что немаловажно, оба вещества химически недостаточно устойчивы. Хранить их больше 6 месяцев не рекомендуется. Для пайки бура типа Б подходит несколько лучше.

В промышленных условиях и даже в некоторых продвинутых мастерских широко применяется пайка лазером. Подобный подход часто применяют ювелиры, потому что для них важна точность и возможность работать даже на очень ограниченных участках. По той же самой причине лазерное оборудование ценят и радиомонтажники. Нагрев строго заданной области позволяет исключить негативные изменения в смежных частях изделия. Никаких посторонних звуков не будет, как не будет и загрязнений на обрабатываемых участках.

Рассмотрим, как правильно производить пайку, используя различные варианты.

При создании трубопровода можно спаять его части между собой даже в домашних условиях. Предварительная очистка проводится легко, и не требует агрессивных компонентов. Высокотемпературная пайка проходит при температуре от 450 градусов. Припоем в такой ситуации выступает серебро или сама медь. Капиллярная высокотемпературная пайка подразумевает обычно использование составов BAg или BcuP.

Рекомендован отжиг металла для его предварительного размягчения. Предотвратить чрезмерную потерю прочностных свойств помогает естественное охлаждение подготовленных швов. Усиленный обдув, тем более погружение в холодную воду, противопоказаны. Твердая пайка применяется для труб сечением 1,2-15,9 см, высокотемпературная — для газопроводов. В сантехнической практике сильный нагрев важен, если проводится монолитная состыковка деталей диаметром более 2,8 см, либо если предстоит обеспечить циркуляцию жидкости, прогретой более чем до 120 градусов.

К высокотемпературной обработке прибегают и при формировании отопительных контуров. Без труда можно будет создать отвод от уже подготовленной системы без демонтажных работ. Низкотемпературная обработка позволяет получать швы шириной от 0,7 до 5 см. Из-за малой прочности такое соединение непригодно для стыковки газовых труб. Зато отсутствие отжига позволяет сохранить прочность на достойном уровне, да и сама процедура безопаснее, таким способом можно получить швы от 0,6 до 10,8 см.

Нарезка труб по размеру производится обычно ручным труборезом. Ровный отрез получают, удерживая заготовку строго под углом 90 градусов к приспособлению. В соединяемых деталях не должно быть никаких заусенцев и задиров, способных помешать проходу жидкости. Перед нанесением флюса детали придется обезжирить. Излишки флюса недопустимы, как только его ровный слой нанесен, можно соединять части трубопровода и припаивать их друг к другу.

Но необходимо знать не только, как паять правильно медные трубопроводы или проволоку. Критически важно знать особенности пайки с алюминием — эта процедура тоже встречается достаточно часто. Она весьма трудна, и велика опасность производственного брака. Только очень аккуратное выполнение работы позволяет избежать массы проблем. Типовые флюсы как для алюминия, так и для меди, тут не подойдут.

Справиться с работой как следует сможет только подготовленный специалист. Для этого понадобятся обязательно специализированные расходники. В ряде случаев вообще нужно применять стальные муфты (другие переходники малоэффективны). Идеальный, по мнению экспертов припой (Castolin192FBK), представляет собой пруток с флюсовой низкотемпературной сердцевиной. Малая текучесть позволяет закрывать даже большие отверстия и тому подобные изъяны.

Иногда применяют поверхностную пайку. Тогда требуется максимально нарастить величину контактной площадки между деталями и припоем. На алюминиевой стороне заготовки формируют воронковидный раструб, куда вводится трубка либо проволочка из меди. По краю воронки льют припой, насыщая весь раструб: чем больше глубина воронки, тем лучше.

Свои особенности имеет и соединение меди с нержавейкой. В этом случае применимы положения ГОСТа 17349-79. Рассчитывать на простоту процедуры не приходится, и критически важно использовать специализированные припои. Отказаться от использования флюса невозможно. Обязательно придется проводить все положенные этапы обработки по полной программе, применять все вспомогательные материалы.

Особенно важен используемый инструмент. Мелкие детали можно соединить даже простым электрическим паяльником. Чаще, однако, используют горелки. Они позволяют работать быстрее, упреждая окисление флюса. Но надо будет внимательно смотреть, чтобы поверхность не была перегрета.

В качестве припоя можно воспользоваться латунью. Если нужны ответственные соединения, целесообразно применять более дорогой вариант — комбинацию олова с серебром. Некоторые люди применяют радиотехнический припой, но тогда результат не гарантирован. Остывать припой должен естественным образом. Важно: в процессе работы придется обеспечивать интенсивную вентиляцию.

Спаять медь и листовое железо не так-то просто. Нагрев простой горелкой на пропане уже недостаточен. В качестве флюса подходит только бура. Идеальным припоем окажется латунь. Все прочие варианты не позволяют рассчитывать даже на приемлемый результат.

На поверхностях перед пайкой не должно оставаться даже маленьких пылинок или пятен краски. Нежелательно прогревать изделия с избытком — чтобы они не успевали остывать, надо всего лишь работать энергичнее. Если нет достаточного опыта, рекомендуется заранее потренироваться на заведомо ненужных деталях. Необходимо учиться определять достигнутую температуру на глаз.

Стоит учитывать, что пайка меди — довольно опасное дело. Вести ее надо непременно в защитных перчатках, а перед тем как прикоснуться к обработанной детали, следует убедиться, что она остыла. В идеале надо работать или на открытом воздухе, или при хорошей вентиляции. Паять металлы твердыми и кислотными припоями можно исключительно при использовании респиратора и изолирующих очков.

Всю используемую аппаратуру проверяют заранее. Зафиксировать соединяемые детали помогут тиски либо струбцины. Чтобы припой тек в требуемую сторону, соответствующий участок требуется разогревать. Работать нужно только в одежде из материалов, не подверженных воспламенению. До добавления к расплаву металлов и солей требуется прогревать их, полностью удаляя воду.

Нарушение этого правила грозит резким выбросом разогретого вещества или возникновением его брызг. Гигроскопические флюсы перемешивают только инструментами с заранее прогретой поверхностью (по той же причине). Подверженные испарению или выгоранию компоненты закладывают в самую последнюю очередь. Когда они введены, надо усилить наблюдение, чтобы не перегрелся сплав. Изложницы и формы для припоев надо содержать в чистоте и еще дополнительно прогревать перед разливкой припоя (флюса).

Каждый инструмент должен применяться только строго по своему назначению. Наносить флюсы на положенные места требуется кисточкой либо лопаточкой из фарфора. Чтобы порошкообразный флюс был безопаснее, меньше распылялся, его перемешивают с подходящими растворителями и переводят в пастообразную форму. Рабочие столы и другие используемые поверхности желательно накрывать материалами, которые легко моются. При постоянной пайке меди разумно каждое рабочее место оснащать индивидуальной вытяжкой.

В следующем видео рассказывается о пайке медной трубы.