Разновидности и выбор припоев для пайки меди

С появлением индивидуального домостроительства востребованность пайки труб из цветных металлов, применяемых для инженерных сетей, стала довольно высокой. Для обеспечения бесперебойной работы такой трубопроводной системы требуется выполнять надежные стыки труб. Добиться этого можно с использованием процесса, называемого пайкой металлов.

Трубы в домах индивидуальной застройки нередко делают из меди. Чтобы выполнить разъемное соединение деталей из этого металла, потребуется применить сложный технологический процесс пайки.

Сварка медных труб считается сложной в исполнении задачей. Дело в том, что этот цветной металл при определенной температуре плавления способен образовывать соединение водородом и кислородом, в результате чего получается вещество, называемое закисью меди. Если в области сварного шва образуется зона насыщения водородом, то после сварки готовый медный стык со временем будет покрыт сетью мелких трещин, что ведет к снижению качества работ и герметичности стыка.

Чтобы избежать проблем при стыковке медных труб, используют пайку, которая не требует наличия дорогостоящих приспособлений. Пайку меди можно выполнить как в условиях производства, так и дома.

Достоинствами пайки для медного материала являются:

• шов при стыковке деталей получается ровным, без деформирования;
• соединяемые между собой трубы не меняют своей первоначальной формы и структуры;
• после соединения у металла отсутствует сила внутреннего напряжения;
• прочность и герметичность полученного шва получается высокой и надежной;
• соединение двух труб устойчиво к перепадам температурных режимов, в том числе и к интенсивному быстрому нагреванию;
• при необходимости шов можно быстро демонтировать и рассоединить детали.

Для выполнения пайки применяют паяльник, паяльную лампу либо используют газовую горелку. Сам процесс соединения медных деталей выполняется достаточно быстро, но при этом необходимо строго соблюдать технологию процесса и правила техники безопасности. Для выполнения качественной пайки медных труб потребуются различные по своим компонентам припои. Эти продукты имеют существенные отличия друг от друга не только по своей форме, но и по составу химических компонентов, входящих в них. Кроме того, существуют припои с низкой, средней или высокой температурой плавления.

Припои, которые плавятся в диапазоне 150-450°C, относят к низкотемпературным, они хороши тем, что не изменяют физические показатели соединяемых между собой деталей. Шов пайки при применении таких припоев получается ровный и аккуратный, но его прочность невелика. Используют такие швы при пайке труб диаметром не более 100 мм, не подвергающихся серьезным механическим или термическим нагрузкам. Рабочая температура таких соединений составляет не более 120-130°C. Припои, которые плавятся в диапазоне температур от 450-1100°C и 450-1850°C, относят к средне- и высокотемпературным, они обеспечивают наиболее прочное соединение, на которое не влияют механические нагрузки и действие высоких температурных режимов.

Припой представляет собой металлический компонент или сплав, в состав которого входят термопластичные элементы. Для того чтобы спаять между собой детали из меди, потребуется применение мягкого или твердого вида припоя. Мягкие припои расплавляются при температуре от 425°C, твердые припои можно расплавить при температуре 460-560°C. Во время выполнения работ по спайке используется газовая горелка.

В данную позицию входят следующие виды материалов.

• Оловянные припои – плавятся при температуре 220°C и имеют в составе только олово, в процессе спайки они образуют шов, обладающий прочностью и пластичностью.

• Свинцовые припои – имеют температуру плавления 180-230°C и состоят только из свинца, этот вид припоя низкотемпературный.

• Оловянно-медные припои – в своем составе содержат как минимум 3% медного компонента, а остальная часть состоит из чистого олова. Этот вид припоя считается наиболее распространенным и востребованным среди мастеров. Стыковочный шов после пайки таким припоем получается ровным, надежным и устойчивым к образованию коррозии.

• Свинцово-оловянные припои – их расплавляют при температуре от 185 до 280°C, в составе может быть 20-90% чистого оловянного компонента.

• Припои из меди с серебром – в своем составе содержат как минимум 5% серебра, а остальная часть состоит из чистой меди. Соединительные швы при пайке обладают повышенной прочностью к механическим и температурным нагрузкам.

Легкоплавные припои мягкого типа образуют стыковочный шов, ширина которого может быть 0,5-0,8 мм. Эти материалы пригодны для пайки труб в общую систему, при этом диаметр труб может быть от 5 до 110 мм. Что касается свинцового припоя, то его нельзя применять для пайки трубопроводных систем, которые поставляют питьевую воду в жилые дома, учреждения или на предприятия, но для других водных коммуникаций ограничение на применение свинца не имеет распространения.

В данную позицию входят следующие виды материалов.

• Серебряные припои – имеют в составе только серебряный компонент, при работе с ним потребуется применение флюса. Стыковочный шов получается надежным, пластичным и устойчивым к коррозии.

• Медно-фосфорный припой – в своем составе содержат как минимум 6% фосфорного компонента, а остальная часть состоит из чистого олова. Для выполнения работ использование флюса не потребуется. Готовый стыковочный шов получается крепким, но в низкотемпературных условиях спайка теряет свои эластичные свойства и может быть разрушена.

• Медно-цинковый припой – в нем присутствует еще и серебро, состав выглядит как 25% цинка, 45% серебра и 30% меди. Готовый шов имеет высокопрочные свойства, обладает пластичностью и антикоррозионной стойкостью. Стык с таким припоем способен к высокой степени теплопроводности.

Тугоплавкие припои пригодны для соединения труб в общую систему, при этом их диаметр может быть от 10 до 160 мм. Такой вид спайки подходит как для водопроводных, так и для газовых коммуникаций, а кроме того, применяется в отопительных системах, диаметр которых начинается от 30 мм.

С помощью пайки можно осуществить стыковку труб практически любой сложности – водопровода и отопления, газовой системы, трубок холодильного оборудования, медных проводов. При работе в условиях производства применяют средне- и высокотемпературные припои, а для пайки в домашних условиях лучше использовать низкотемпературные составы, которые дают возможность выполнения стыков паяльником.

Высокотемпературными составами дома пользоваться сложно, так как добиться разогрева припоя до 1100°C без применения специальных приспособлений невозможно. Кроме того, выполнение таких работ пожароопасно, и при работе можно насквозь перфорировать медные тонкостенные трубы.

При выполнении стыков газопроводных труб применяют серебряный или серебросодержащий припой. Серебро обеспечивает точность пайки, прочность готового шва, который устойчив к механическому воздействию, в том числе и к вибрациям различной интенсивности. Такой тип припоя не относится к недорогим вариантам, но качество результата оправдает затраченные средства долгими годами безупречной службы газового трубопровода.

Правильный выбор припоя дает возможность без особых затрат сил и времени стыковать в единую систему медные трубы. Стыковочный шов, как правило, выходит надежным и ровным, он способен обеспечить герметизацию в трубопроводах любого типа конфигурации. Аккуратно выполненный шов полностью исключает возникновение утечек веществ, которые циркулируют по трубопроводящей системе. Хорошо выполненная спайка с грамотно выбранным припоем может работать долгие годы, не требуя к себе пристального внимания или проведения регулярного специального обслуживания.

При выполнении стыков высокотемпературным припоем часто возникает ситуация, когда требуется применение флюса. Этот компонент необходим для подготовки области проведения паяльных работ для предотвращения окислительных процессов меди, которые разрушают стыковочный шов. В качестве флюса применяют кислоту метаборную, натрия тетраборат, окись бора. Нередко к этим компонентам добавляются калий и компоненты фторидов кальция.

Для пайки меди часто применяют составы с плавиковой и борной кислотами, к ним добавляется калия гидроксид. Наиболее дешевый флюс для пайки меди – обычная бура. Флюс – это порошок мелкой фракции или состав из мелких кусков. Опытные мастера для удобства выполнения работ проволоку припоя обмакивают в порошок флюса. Иногда припой перетирают вмести с флюсом до получения однородного порошка, но так поступают редко, так как процесс трудозатратен.

Чтобы приступить к пайке медных труб, понадобятся следующие инструменты:

• состав припоя для меди;
• флюс;
• газовая горелка или паяльник;
• режущее приспособление для нарезки заготовки трубы на отдельные части нужного размера;
• фаскосниматель и щетка по металлу – они помогут удалить металлические заусеницы, которые могут возникнуть при нарезке трубы.

Перед началом работ нужно нарезать трубу и обработать ее каря так, чтобы на ней не было заусениц, если этого не сделать, сцепка двух деталей встык не получится требуемой прочности. Внутреннюю сторону трубы обрабатывают щеткой по металлу. Такая обработка увеличивает пропускную способность трубопроводной системы. Следующий шаг процесса выполнения стыковочного шва заключается в том, что очищается рабочая поверхность труб в месте стыковки. Очищение выполняют флюсом, который позволяет убрать оксидную пленку и тем самым снизит у материала степень поверхностного натяжения, а также увеличит адгезию.

Некоторые технологии проведения процесса пайки предусматривают предварительный прогрев стыкуемых деталей. С этой целью применяется газовая горелка с направленным выходом пламени. Для выполнения больших объемов работ можно использовать газовый баллон с пропанобутановой смесью.

В процессе пайки медных деталей могут возникнуть различные ситуации, справиться с ними помогут советы опытных мастеров.

• В процессе нарезки заготовок из трубы нередко появляются дефекты в виде вмятин на ее стенках, это обстоятельство является причиной плохого качества стыковочного шва. При нарезке нужно избегать деформирования трубы и не проводить пайку поверх ее дефектов.
• Для лучшей адгезии необходимо обезжиривать поверхности стыкуемых участков труб, так как любые, даже самые малозаметные загрязнения приведут к снижению качества стыковочного шва.
• Для того чтобы шов получился ровным и крепким, необходимо правильно выбрать зазор, в пределах которого будет выполнена пайка. Если сечение трубы находится в пределах 10-110 мм, то величину зазора выбирают в диапазоне от 0,5-0,7 мм
• Заготовки перед выполнением стыковочного шва лучше всего как следует прогревать. Если нагрев будет недостаточным, то стыковочный шов может быть разрушен даже при небольших нагрузках.
• При нанесении флюса нужно внимательно следить за тем, чтобы он равномерно покрывал всю рабочую поверхность. В местах, куда флюс не попал, стыковочный шов разрушится.
• Во время работы паяльником или газовой горелкой важно соблюдать технологию. Если область стыковочного шва будет перегрета, то не только флюс, но и припой утратят свои свойства.

В следующем видео вас ждет ТОП 4 припоя для пайки медных труб холодильников.