Меню

Технология пайки медных труб твердым припоем



Как выполняют пайку медных труб

Медные промышленные трубы часто используют при строительстве сетей коммуникаций. Многие километры сетей водо-, тепло- и газоснабжения выполнены способом пайки.

Для ремонта медных труб в промышленных масштабах используют специальные пресс-системы. Для ремонта своими руками используют пайку медных труб твердыми и мягкими припоями.

Что такое пайка металла

Пайкой называют процесс неразрывного соединения металлов. В качестве связующего вещества используется припой, который при соединении материалов расплавляют.

Расплавленной массой заполняют свободное пространство в стыке соединения. При застывании эта масса образует прочную неразрывную связь.

Используемые инструменты и материалы

Пайку медных труб выполняют такими инструментами и материалами:

  • Расходные материалы.
  • Газовая горелка.
  • Припой.
  • Флюс.
  • Вспомогательные принадлежности.

Расходные материалы

В качестве расходных материалов для пайки используются трубы и фитинги.

В зависимости от технологии изготовления различают медные трубы:

Отожжённые трубы после изготовления закаливают при температуре 600–700ᵒC. Дополнительная термическая обработка увеличивает эластичность меди. Отожжённые трубы имеют повышенную пластичность и хорошо гнутся. Недостатком является относительная дороговизна и сниженная прочность.

К сведению. Пламя горелки в момент нагревания стыка должно иметь ярко-синий цвет. Бледно-голубой цвет пламени говорит о чрезмерной насыщенности газовоздушной смеси кислородом.

Неотожженные трубы имеют высокую прочность и сравнительно низкую стоимость. При прокладке коммуникациях их соединяют отдельными звеньями. Фиксацию таких медных труб осуществляют с помощью специальных соединительных элементов – фитингов.

Для пайки используются медные трубы с различным диаметром и толщиной стенки. Наиболее востребованными являются диметры от 10 до 42 мм и толщина стенок 1,0–3,0 мм.

Фитингом называют соединительный элемент для стыковки звеньев. В зависимости от назначения, фитинги могут иметь различную форму и конструкцию.

Наибольшее распространение получили следующие виды фитингов:

  • муфты — при соединении двух труб;
  • уголки — при их повороте;
  • тройники — при создании разветвлений.

Специальные фитинги для пайки сетевых медных труб называют капиллярными. Внутренняя поверхность таких фитингов покрыта оловом. При высокотемпературной пайке олово плавится и растекается по поверхности стыкуемых элементов. Затвердевший расплав надежно соединяет трубные концы.

Газовая горелка

Газовой горелкой называют ручной инструмент для нагревания материалов открытым пламенем. Газовая горелка состоит из рабочей части и баллона для хранения газа. Рабочая часть предназначена для воспламенения и горения газовоздушной смеси. В качестве рабочего газа используется пропан. Давление и скорость подачи газа регулируется газовым редуктором.

Современные модели газовых горелок снабжены пьезоэлектрическим розжигом. Подача и прекращение подачи газа регулируется специальным вентилем. При отсутствии пламени обратный клапан автоматически перекрывает подачу газа.

Температура пламени достигает 1300ᵒC.

Припой

Припоем (припаем) называют металл или сплав металлов, обладающих небольшой температурой плавления и высокой текучестью в жидкокристаллическом состоянии.

В зависимости от температуры плавления припайные сплавы бывают:

  • легкоплавкие (температура плавления менее 450ᵒC);
  • твердосплавные (температура плавления 450ᵒC и более).

Легкоплавкие (мягкие) припои используются для пайки элементов, не испытывающих значительных нагрузок. Большое распространение эти материалы получили в радиоэлектронной промышленности. С их помощью соединяют элементы радиоаппаратуры и электронных схем. В состав мягких материалов входят металлы с низкой температурой плавления (медь, свинец, олово, висмут, сурьма, кадмий, цинк).

К сведению. Необходимая длина припайной проволоки принимается равной диаметру спаиваемых труб.

Твердые (тугоплавкие) припои применяются для соединения металлов с повышенной температурой плавления (чугун, сталь, бронза и др.). Используются в продукции массового промышленного производства. Наибольшее распространение получили медно-цинковые припаи с марками ПМЦ-42 и ПМЦ-53.

Пайку медных труб проводят с помощью оловянно-свинцового припоя различных марок. Марку определяют по процентному содержанию вспомогательных металлов. Пайку медных труб в отечественной промышленности проводят припайными сплавами типа ПОС. Такие сплавы содержат сурьму, олово и свинец.

Читайте также:  Ferplast трубы для хомяков

Флюсом называют химический состав для улучшения сцепления соединяемых элементов.

В промышленности используются два типа флюсов:

  • химически активные;
  • химически пассивные.

Химически активные флюсы содержат кислотосодержащие компоненты (соляная и ортофосфорная кислоты, хлористые цинк и аммоний). Прекрасно удаляют жировой налет и окислившийся слой. Обладают высокой токсичностью. В процессе длительного использования вызывают разрушение соединяемых элементов.

Химически пассивные флюсы нейтральны в агрессивных средах и менее токсичны. К ним относятся различные составы и пасты на основе канифоли. После завершения пайки требуют удаления смывающим составом или растворителем.

Вспомогательные материалы

К вспомогательным материалам относятся:

  • металлическая щетка;
  • бумага наждачная на тканевой основе;
  • остро заточенный нож.

Металлическая щетка используется для зачистки фитингов и внутренней поверхности труб.

Наждачная бумага используется для очистки внешней поверхности стыкуемых элементов.

Нож необходим для снятия внутренних фасок соединений в местах среза.

Подготовка к пайке

Подготовительные работы проводят в следующем порядке:

  1. Проводят визуальный осмотр соединяемых труб на наличие повреждений. Выявленные повреждения удаляют. В противном случае соединяемые элементы отбраковывают и заменяют другими.
  2. С помощью болгарки или ножовки по металлу отрезают звено необходимой длины.
  3. Наждачной бумагой или остро заточенным ножом снимают фаску в месте среза.
  4. Металлической зачистной щеткой либо наждачкой зачищают концы труб и фитинги от загрязнений и жировых отложений.
  5. На очищенные области производят нанесение флюса. Излишки состава удаляют влажной тряпкой.

Технология спаивания медных труб

После тщательной подготовки приступают к выполнению комплекса основных работ. Очередность операций по спаиванию труб из меди выглядит следующим образом:

  1. С помощью горелки прогревают соединяемый конец трубы до момента кипения флюса. Для равномерного разогревания стыка пламя горелки перемещают в разные стороны от места стыка.
  2. После достаточного разогрева к месту стыка трубы с фитингом прикасаются припоем.
  3. Под действием капиллярных сил припой заполняет пространство стыка. Работы считаются завершенными, когда состав полностью заполнить стыковой зазор.

Внимание! Степень разогрева стыкуемых элементов определяют по характеру плавления припая. При достаточном разогреве он плавится не от пламени горелки, а за счет нагрева металла труб.

Особенности пайки мягким и твердым припоями

Соединение медных труб имеет ряд характерных особенностей. Особо отчетливо они проявляются при использовании различных материалов.

Пайка звеньев легкоплавким припоем проводится при температуре 175–315ᵒC. Пайка твердыми составами осуществляется при разогреве места стыка до температуры 650–815ᵒC.

Пайка мягким сплавом используется для спаивания медных труб с внутренним диаметром до 22 мм, и твердым – при диаметре 22 мм и более.

При достаточном разогреве происходит кипение нанесенного слоя флюса. При плавлении мягкого припоя образуется расплавленная капля, играющая важную роль для прочного соединения труб. Кипящий флюс выталкивает расплавленный состав из пространства стыка. Под действием капиллярных сил припайный сплав затягивается внутрь стыка при его остывании.

При пайке твердыми припоями встык между спаиваемыми элементами вставляется тонкая прокладка из мягкого металла. Соединяемые детали надежно и прочно фиксируются направляющей прокладкой.

Простая техника выполнения спаивания труб из меди и доступность всех материалов позволяет выполнять эту работу своими руками в домашних условиях.

Видео по теме: Пайка медных труб «мой опыт»

Источник

Пайка твердым и мягким припоем медных труб

Применение медных труб позволяет устроить эффективную и долговечную систему отопления или водоснабжения. Наиболее простым и распространенным способом соединения таких изделий является технология пайки. Она предполагает наличие припоя – термопластичного вещества, обеспечивающего герметизацию стыка путем плавления и затекания под действием высокой температуры. После остывания он твердеет и фиксирует соединение.

Читайте также:  Диаметры водопроводных труб в миллиметрах

Пайка труб из меди осуществляется разными видами припоя

Подготовка медных труб

Данные изделия отличаются прочностью, долговечностью, выдерживают высокие значения давления и температуры, а также не боятся ультрафиолетового излучения.

Для спаивания труб из меди понадобятся труборез, расширитель, молоток, рулетка и фаскосниматель. Выбор трубореза определяется диаметром используемых изделий. Он позволяет получить ровный срез, который перпендикулярный к оси трубы. Фаскосниматели применяются для снятия грата и фаски с краев изделий. Снятие заусенцев с внешних и внутренних краев труб облегчает их всовывание друг в друга. Фаскосниматели бывают в круглом корпусе (с ограничением диаметра трубы в 3,6 см) либо в виде карандаша.

Если соединение медных труб не предполагает использование фитингов, то используется труборасширитель.

Важно! Расширяемое медное изделие должно быть или мягким или отожженным.

В помещении проведения пайки медной трубы не должно находиться легковоспламеняющихся и горючих веществ. Также необходимо обеспечить хорошую вентиляцию и проветривание.

Для качественного соединения важен ровный срез, поэтому трубу нужно обрезать специальным приспособлением — труборезом

Материалы, необходимые для работы

Пайку медных труб можно выполнять самостоятельно. Для работы потребуются:

  • припой;
  • стальная щетка;
  • флюс;
  • кисть;
  • паяльник или газовая горелка.

Припой имеет вид проволоки с температурой плавления меньшей, чем у меди. Это позволяет выполнять соединение изделий нагреванием. С помощью стальной щетки при подготовительных работах очищаются внутренняя поверхность фитинга и внешняя часть трубы.

Припой бывает высокотемпературный, представляющий собой тонкую проволоку из меди с добавлением до 6% фосфора и имеющий температуру плавления 600-800 °С, и низкотемпературный – из олова, плавящегося при 300-400 °С.

Жидкий флюс наносится на муфту и трубу до сборки соединительного узла, твердый – расплавляется в зоне пайки. Флюс в виде пасты представляет собой загустевшую смесь, которая может быть нанесена как до, так и после процесса стыковки. Флюс очищает от окислов поверхность трубы, защищает место пайки от кислорода, способствует растекание припоя и улучшает сцепления соединяемых деталей.

Для разогрева металла и припоя необходима газовая горелка

Различают газовые горелки со стационарным баллоном или одноразовым. Существует отдельный вид горелок – ацетилен-кислородные, которые отличаются своей конструкцией. Выбор мощности аппарата для пайки осуществляется по температуре плавления припоя. Профессиональными инструментами проводится пайка медных труб твердым припоем, полупрофессиональными – твердым и мягким припоем.

Особенности припоев и флюсов

Существует большое количество твердых и мягких припоев, которые могут обеспечить качественную пайку медных труб. Низкотемпературные припои дают шов с несколько худшими механическими параметрами, но позволяют выполнять работы при температуре, которая не оказывает сильного влияния на прочность металла труб. Около 95-97% таких припоев составляет олово, остальная часть – прочие элементы.

Наиболее хорошие технологические свойства у соединений, содержащих серебро. Существуют трехкомпонентные припои, в состав которых входят олово, серебро, медь. Флюсы, применяемые для низкотемпературной пайки, зачастую содержат хлорид цинка.

Достаточная прочность соединения при пайке мягким припоем достигается большой площадью контакта элементов. Для газопроводов используется только высокотемпературная пайка, обеспечивающая наилучшую прочность и надежность.

Низкотемпературный припой состоит из олова и имеет вид проволоки

Допустимое давление в трубопроводах при использовании разных типов пайки приведено в таблице.

Таблица 1

Для высокотемпературной пайки обычно используются медно-фосфорные припои. Они выпускаются в виде прутков.

Обратите внимание! Медно-фосфорный припой нельзя использовать при пайке чугуна, стали, а также цветных металлов, в состав которых входит более 10% никеля.

Рекомендуется применение флюса и припоя одного производителя как для низкотемпературной, так и высокотемпературной пайки.

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.

Пайка твердым припоем

Пайка медных труб своими руками с использованием твердого припоя проводится, если планируется эксплуатация системы при температуре выше 110 °С. Для соединения необходима температура выше 700 градусов, поэтому пайку выполняют газопламенным способом.

Медно-фосфорный припой выпускается в виде прутьев и применяется для высокотемпературной пайки

Обратите внимание! Технология пайки твердым припоем предполагает проведение отжига металла, что приводит к размягчению меди.

Применение медно-фосфорного припоя не требует наличия флюса. Если правильно обеспечить равномерный нагрев концов изделий, то он заполнит зазор. Готовность соединения проверяется прутком припоя – он должен плавиться.

Этапы пайки такие:

  1. Собирается и прогревается стыковочный узел.
  2. В точку соединения раструба и трубы вводится припой, который размягчается горелкой.
  3. После первого сцепления труба проворачивается и размягченный припой наматывается на последующий участок стыка.

Преимуществами технологии пайки медных труб твердым припоем является:

  • хорошая прочность шва;
  • возможность уменьшения ширины соединения;
  • применимость в системах, работающих при высокой температуре.

Так как правильная пайка медных труб твердым припоем должна исключать перегрев изделий, что приводит к разрывам, то выполнение работ лучше доверить специалистам.

Трубы, соединенные твердым припоем, используются в отопительных системах

Основные ошибки при пайке своими руками

Перед тем, как паять медные трубы необходимо убедиться в отсутствии дефектов на их поверхности, которые часто появляются при нарезке изделий. Надежность шва во многом зависит от чистоты материалов, используемых в работе. Для труб диаметром 6-108 мм ширина полученного соединения может составлять 7-50 мм.

Важно! При недостаточном прогреве медной трубы либо припоя оловянная или медная проволока последнего не прилипнет на флюс и не размягчится. Это приведет к протечке в месте стыка.

Иногда при нанесении флюса некоторые участки трубы пропускаются, что влечет за собой некачественное сцепление припоя с изделием. К похожему результату приводит перегрев трубы, при котором флюс сгорает.

Во время пайки важно выполнять требования техники безопасности, поскольку работы связаны с применением открытого пламени и химически активных веществ. Перед тем, как паять медные трубы, необходимо позаботиться о средствах индивидуальной защиты: рукавицах, очках и т. д.

Правильно организованные и выполненные работы по соединению медных труб обеспечит долгий срок службы трубопровода.

Источник