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.
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.
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.
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.
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.
Медные трубы обладают такими достоинствами:
Конечно, более высокую стоимость меди, в сравнении с другими современными материалами можно отнести к её недостаткам, но технология пайки позволяет сэкономить на фитингах.
Изоляция патрубков в обогревательной сети
Видео
Изоляцию труб в обогревательной сети проводят с целью снизить тепло потери. Не изолированные медные патрубки в пять раз повышают потери тепла, так, как данный металл отличается высокой тепло проводимостью.
При вопросе, как заизолировать медные трубы отопления, скрытые в монолит (пол, стенки), все можно решить следующим образом. Их от механических повреждений, вызванных скачками температуры носителя тепла, отлично защитит гофра
.
Узнать, как паять медные трубы для водопровода, пытаются многие. В силу интенсивного использования водопроводная трубомагистраль быстро изнашивается, чего нельзя сказать о трубомагистрали из меди. Такой водопровод будет служить вечно.
Для соединения водопроводной системы из медного трубопроката применяют капиллярный метод спайки (низкотемпературную и высокотемпературную).
Видео
Ошибки при пайке с данными стройматериалами для водопроводной трубомагистрали приводят к их коррозии. Она появляется в тех местах, где разрушается пленка-защита, которую образует хлорное окисление.
Виною этого становится хлор, который содержит вода. Чтобы не возникло такой коррозии необходимо:
- не допускать, чтобы припой попадал при пайке в середину стыка;
- приобретать изделия у проверенного изготовителя;
- использовать фильтры для воды.
Медная труба для кондиционеров
Данный вид трубопрокатного сортамента используют при установке сети кондиционирования воздуха, состоящей из внутреннего и наружного блока.
Халдаген при этом транспортирует два патрубка из меди разного диаметра. Заготовка меньшего диаметра транспортирует жидкий фреон, а другая – газообразный фреон.
Такие патрубки от кондиционеров отлично поддаются пайке. Для припоя рекомендуют фосфорно-медный и серебряный вид
. А сами агрегаты демонстрируют высокую устойчивость относительно растяжения.
Видео
Если коротко описать, как паять медные трубы для кондиционеров, то это будет выглядеть так:
- Вначале избавляются от оксидной пленки. Делают это шлифовочной шкуркой.
- После этого на очищенные участки наносится флюс.
- Фитинг состыкуется с трубой. При этом нельзя забывать о полумиллиметровом зазоре.
- Место стыка прогревается при температуре почти в триста градусов. Нагрев осуществляют газовой горелкой. Делают это равномерно, плавно перемещая пламя вдоль конструкции.
- После тога как окончили паять, обязательно необходимо промыть систему, иначе остатки флюса спровоцируют коррозию металла, а это повлечет за собою поломку кондиционера.
Паяльники «Dremel»
Проблема, как паять медные трубы легко решается с паяльником Dremel. Эти небольшие горелки на газу в состоянии жечь, паять и разрезать. Они легко удаляют старую краску, размораживают и разогревают для сгибания трубоматериалы.
Стоит паяльник «Dremel» в пределах 2000 рублей. С таким устройством можно забыть о длительном разогреве и о большом термопистолете.
В комплекте с паяльником «Dremel» идет:
- паяльник;
- сопло для горелки;
- два ножа разного размера;
- рефлекторная и щелевая насадка.
Для удобства пользования к устройству прилагается несколько ключей для смены насадок, защитный колпак для механизма и припой для пайки.
Отверстием довольно удобно , и их можно устанавливать, без участия рефлекторных насадок.
Заправляют устройство бутаном для зажигалок на газу. Одной заправки паяльника «Dremel» хватает на час работы.
Видео
Это устройство для бытового использования. Профессиональные аналоги стоят от 5 тыс. рублей и больше. Пайка с таким инструментом превращается в удовольствие.
Как паять медные трубы, и то, что этот способ очень эффективный понятно. Ведь для этого не нужно дорогого спецоборудования
Важно и то и структура самого материала остается неизменной
В итоге выходит прочный и надежный стык, который будет служить вечность. Главное при работе соблюдать технологию и действовать аккуратно.
Монтаж водопроводной системы из меди сходен с установкой любого домашнего водопровода, как, например из или металлопластика. Однако один из ключевых вопросов – как паять медные трубы для водоснабжения – требует детального рассмотрения.
Немного о процессе пайки
Для сваривания труб и фитингов из полипропилена чаще всего используют метод термической полифузии. Суть его состоит в том, чтобы нагреть свариваемые части до определенной температуры и быстро их соединить. Для разогрева частей используют специальный прибор, именуемый в народе «паяльником». Процесс пайки пластиковых труб наглядно представлен в видеоматериале:
Некоторые производители нагревателей для пайки пластиковых труб устанавливают на один прибор сразу два нагревательных элемента. (Это характерно для недорогих моделей китайского и турецкого производства). Для каждого из них предусмотрен отдельный включатель, и мощности каждого такого элемента хватает для разогрева труб и фитингов конкретного диаметра. Не следует использовать два нагревательных элемента одновременно, чтобы не перегревать пластик, не перегружать сеть и не расходовать лишнюю электроэнергию. Второй нагреватель следует использовать как запасной, необходимый в случае поломки первого.
Если прибор для сварки оснащен двумя нагревательными контурами, их можно включать одновременно в начале работы, чтобы быстрее разогреть инструмент. Затем один из контуров следует отключить.
Применение прибора для сварки труб из полипропилена особых навыков не требует. Однако начинающим монтажникам следует немного потренироваться перед началом работы
Разогретый материал труб на некоторое (очень короткое) время сохраняет пластичность. В эти секунды нужно соединить элементы и зафиксировать соединение, одновременно устраняя перекосы. Только по окончании фазы «фиксации», когда материал утратит эластичность, можно положить соединенные трубы на стол.
Оптимальной температурой для нагрева полипропиленовых труб считается температура в 260 градусов. В процессе нагрева необходимо прогреть материал трубы достаточно сильно, чтобы обеспечить надежное соединение. При этом трубу нельзя перегревать, чтобы она не потеряла форму. Для этого следует следить за временем нагрева. В зависимости от диаметра труб оно может составлять:
- 8-9 секунд для труб диаметром 20 мм;
- 9-10 секунд для труб диаметром 25 мм;
- 10-12 секунд для труб диаметром 32 мм и т.п.
Если труба не разогрета до необходимой температуры, соединение будет слишком слабым, со временем там образуется протечка. Перегрев трубы может привести к появлению оплывов и снижению ее проходимости.
В таблице указано расчетное время сварки полипропиленовых труб в зависимости от их диаметра. Не следует нарушать эти сроки, чтобы не испортить работу
Существуют модели приборов для пайки полипропиленовых труб с рукояткой регулировки температуры или без нее. Возможность варьировать температуру была продиктована скорее маркетинговыми соображениями изготовителя, чем практической необходимостью. Профессионалы рекомендуют выставить температуру правильно (260 градусов) и в дальнейшем ее не изменять, ориентируясь на время нагрева. Поэтому старые модели «паяльников», в которых отсутствует регулятор температуры нагрева, вполне пригодны для качественной сварки полипропиленовых труб.
Трубы прогреты и соединены, теперь важно правильно их остудить. Для завершения фазы «фиксации» необходимо столько же времени, сколько и для нагрева
Неопытные мастера слишком спешат, прекращают процесс раньше этих немногих секунд, что вызывает деформацию соединения. Не стоит думать, что для работы с трубами из полипропилена непременно необходим секундомер. Опытные мастера время разогрева-остывания рассчитывают автоматически, без всяких приборов.
Спектр ошибок, совершаемых при сварке полипропиленовых труб, довольно обширен. Чаще всего это:
- Загрязнения в месте соединения элементов
- Небольшое количество воды, попавшее на материал в процессе сварки
- Длительное позиционирование частей трубы
- Использование неподходящего или некачественного материал
- Несоблюдение правил монтажа и т. п.
Избежать этих ошибок не сложно, если при сварке соблюдается аккуратность, осторожность и высокий профессиональный уровень исполнителей
На рисунке схематично представлен внешний вид при правильной и неправильной сварке полипропиленовых труб встык. Чтобы избежать таких ошибок, необходимо соблюдать технологию монтажа
Низкотемпературная пайка
Паяние низкотемпературной пайкой
с погружением в расплавленный припой выполняется на специальных установках, на которых смонтированы ванны с флюсом и расплавленным низкотемпературным (мягким) припоем. Заготовки предварительно очищают и обезжиривают, далее погружают сначала в ванну с флюсом, а затем с расплавленным припоем, после чего вынимают и охлаждают на воздухе до комнатной температуры. Заданную температуру припоя контролируют и поддерживают при помощи специального устройства с термопарой, помещенного в ванну.
Помимо описанного метода паяния, для улучшения качества паяных соединений применяют пайку в среде инертного газа
(рис. 5.7), в вакууме
(рис. 5.8) и в активной газовой среде
(рис. 5.9). Принцип действия установок ясен из рисунков и не требует дополнительных пояснений. Основная особенность этих методов паяния состоит в том, что они выполняются без применения флюсов, так как среда, окружающая заготовки в процессе паяния, препятствует образованию окисных пленок.
Для алюминия и алюминиевых сплавов применяют различные способы пайки. Пайка бывает:
высокотемпературной пайкой — и
По-английски:
- brazing и
- soldering, соответственно.
- К твердым относят припои с высокой температурой плавления (ликвидус
выше 450 °С). - Мягкие припои плавятся ниже температуры 450 °С.
Рисунок — Ремонт алюминиевой трубы путем пайки мягким припоем
Полезные советы
Чтобы работы была произведена качественно и вовремя, есть смысл придерживаться следующих инструкций, которые помогут при работе:
Трубы и соединительные детали должны быть произведены одной из той же компаний. В этом случае нельзя экономить и приобретать бюджетные фитинги и дорогие трубы или наоборот
Это очень важно, так как температура плавления у изделий может оказаться разной, что чревато для надежности готовой системы;
Паяльник должен нагреваться до температуры 260 градусов Цельсия, при этом нельзя повышать температуру элемента для экономии времени. Пара минут времени «не сделают погоды», а вот вероятность повреждения материала увеличится;
Соединительные элементы нужно обезжирить и тщательно отчистить от загрязнений
Даже малейшие части грязи могут нарушить качество крепления;
Перед началом пайки и монтажа при отсутствии опыта в подобных работах лучше сперва попрактиковаться на отрезках трубы, чтобы «набить руку» и понять, сколько усилий нужно прилагать. Недостаточное или слишком большое усилие является одной из самых распространенных ошибок;
Если вы хотите соорудить качественную систему, нельзя экономить. Не стоит приобретать дешевые материалы, инструменты и оборудование. Качественная продукция прослужит намного дольше.
Работу по пайке нельзя осуществлять при температуре воздуха ниже +5 градусов Цельсия. В таком случае эффективность процесса ощутимо снижается, соединения становятся хрупкими и требуют большего нагрева соединительных элементов. Это опасно излишним плавлением и деформированием изделий.
Кроме организационных проблем и ошибок при проектировке конструкции трубопровода, монтаж труб из полипропилена зависит исключительно от человеческого фактора при пайке. В наших силах повлиять и на время соединения и на температуру нагрева изделий, поэтому остается быть аккуратным и внимательным.
Пайка литейных алюминиевых сплавов
Большинство литейных алюминиевых сплавов имеют высокое содержание легирующих элементов, что увеличивает вероятность того, что эти элементы будут растворяться в припое, а припой будет проникать по границам зерен. Поэтому литейные алюминиевые сплавов мягкими припоями паяются плохо.
Кроме того, характерные для литейных сплавов шероховатость поверхности, мельчайшие полости или пористость способствуют удержанию флюсов и делают удаление флюсов после пайки очень трудным.
Три литейных алюминиевых сплава 443.0, 443.2 и 356 относительно хорошо и легко паяются мягкими припоями. Несколько хуже, но еще приемлемо паяются сплавы 213.0, 710.0 и 711.0.
- Aluminum and Aluminum Alloys, ASM International, 1996
- EEA Aluminium Automotive manual — Joining — Brazing, EEA, 2015
Надежность и долговечность труб из меди не подвергается сомнению. Однако пайка медных труб своими руками потребует большей сноровки, чем, например, пластиковых. Выбор технологии соединения изделий зависит от назначения трубопровода. Наиболее часто применяются две технологии. Высокотемпературная сварка чаще всего используется, если подразумевается, что нагрузки на систему будут высокими. Для обустройства бытовых трубопроводов отлично подходит низкотемпературная пайка.
Прежде чем приниматься за самостоятельное выполнение работ, следует внимательно изучить технологии, ведь они требуют ответственного и внимательного подхода.
Соединение труб из меди с применением высокотемпературной пайки осуществляется при температурах выше 450 градусов. Необходимость применения столь высоких температур обусловлена использованием металлов с более высокой температурой плавления, чем олово. Основу смеси для высокотемпературного припоя составляют медь, серебро и некоторые другие металлы. Припой, сделанный с использованием тугоплавких материалов, дает так называемый, пьяный шов, который обладает рядом преимуществ по техническим параметрам. Такой шов незаменим в случаях, когда необходимо соединить трубы большого диаметра.
Твердая пайка очень часто применяется при устройстве отопительных систем. При производстве сантехнических работ использование этого метода позволяет устроить отвод от уже собранной системы отопления.
Главная особенность высокотемпературной пайки состоит в отжиге металла, после которого он размягчается.
Как запаять медную трубку в домашних условиях
Капиллярная пайка была разработана специально для меди. Бывает низко- и высокотемпературной. Время монтажа такого соединения: 2-3 минуты. Для получения капиллярного эффекта между трубой и фитингом используют зазор в 0,4 мм. Припой равномерно распределяется по всей площади монтажного зазора.
Низкотемпературным методом
Олово, свинец и их сплавы являются легкоплавкими припоями. Температура теплоносителя: менее 130 градусов. При капиллярной пайке зазор варьируется по величине и может достигать 0,5 см (для большого диаметра). При сильном нагреве медь теряет твердость, поэтому низкотемпературный вид пайки считается предпочтительным.
Такой паяльник позволяет соединить трубы низкотемпературным методом
Высокотемпературным способом
Используется тогда, когда температура теплоносителя превышает 130 градусов. Этот вид пайки требует высокого профессионализма от специалиста – трубу легко пережечь.
Здесь нужны припои из серебра и меди, меди и фосфора. Этим методом можно соединять трубы в уже установленной системе. Охлаждение водой не применяется, так как медь в этом случае переходит в мягкое состояние. С течением времени прочностные характеристики отожженного металла повышаются.
Мифы о медных трубах
Ввиду отсутствия привычки к меди в качестве материала для систем отопления, водо- и газоснабжения, у современных российских потребителей есть недоверие к этому материалу. Существуют два мифа:
- Водопроводные медные трубы дороги и непрактичны, несмотря на высокую цену. Непрактичность связывают с возможным окислением на внешней стороне труб, тогда как изнутри медные трубы окисляются тоже, однако коррозии неподвержены абсолютно. Более высокая стоимость медных труб с лихвой может покрыться простотой монтажа и долговечностью материалов.
- Медные трубы опасны в сочетании с хлорированной водой. Несомненно, медь, вступая в реакцию с частичками хлора, окисляется, однако образующаяся внутри труб пленка, наоборот, бережет трубы от дополнительных химических воздействий и безопасна для человеческого организма.
Однако эти мифы разрушаются многолетней практикой. Неслучайно этот материал использовали в водопроводных системах еще несколько тысячелетий назад, и до сих пор в странах Европы медь пользуется заслуженным признанием.
Коммуникации из меди являются сегодня редким, но исключительно надёжным вариантом для водоснабжения и отопления частного дома. Бытующее мнение о трудностях монтажа медных трубопроводов на деле не подтверждается абсолютно. Самостоятельная пайка медных труб доступна для непрофессионала, если он знает технологию процесса и владеет инструментами. Освойте тонкости соединения медных труб, соберите личный водопровод и вам больше не придётся никогда заниматься коммуникациями.
Медные трубы хороши тем, что они: не подвержены коррозии, имеют срок службы более полувека, достаточно мягкие, чтобы не бояться перемерзания воды в них. Медь — материал идеально гладкий, это предотвращает образование в налёта в трубах, к тому же материал обладает бактерицидными свойствами.
Различают две разновидности медных труб, в зависимости от способа их изготовления:
- отожжённые;
- неотожженные.
Эти трубы могут иметь одинаковый состав, но резко отличаются по физическим свойствам.
Отожжённые трубы – это эластичный трубный материал. О степени гибкости можно судить по тому, что продают их в бухтах, намотанными подобно шлангу. Гибкость отожжённых труб является большим плюсом при монтаже. Из них можно формировать разные конфигурации не используя дополнительные детали. Это даёт материальную экономию на фитингах и расходных материалах. Уменьшает трудозатраты, используется меньшее число соединений.
И хотя эти трубы считаются менее крепкими, чем неотожженные, их запаса прочности вполне хватает для коммуникаций в индивидуальных домах.
Неотожженные трубы не подвергают дополнительной обработке – они остаются жёсткими. Приобрести такой материал можно прямыми прогонами, как привычные стальные. Разводка неотожженных коммуникаций проводится с помощью фитингов.
Медные трубы достаточно широко используются в быту и промышленности. Из них сооружают трубопроводы для перемещения холодной и горячей воды, тепла, газа, нефти. Эти изделия не подвержены коррозии, прочны, долговечны, не выделяют вредных веществ, поэтому применяются для подачи питьевой воды. Отлично выдерживают воздействие высоких температуры и давления. Трубки из меди присутствуют в кондиционерах и холодильниках, других бытовых приборах. Однако ничего нет вечного, оттого и медные трубки по разным причинам могут давать течи. Ремонт медной трубы принципиально отличается от реставрации стальных или пластиковых изделий.
В отличие от использования сварочных работ при стыковке или ремонте стальных труб, в отношении медных трубопроводов применяется пайка специальными материалами, инструментами и способами. Создание сетей из медных паяных конструкций позволяет экономить на различных соединительных элементах. А если работу сделать самостоятельно, то не придется платить за нее сторонним специалистам. При этом не стоит думать, что все так просто. Пайка медных труб своими руками — процесс ответственный и требует особенной аккуратности и некоторых навыков владения инструментами и методами работы.
Необходимые инструменты и материалы
Приборы (паяльники)
Как известно, паяльники могут быть газовыми и электрическими . Газовый паяльник обеспечит более высокую скорость нагрева, но это практически всегда сопровождается перегревом металла. Электрический работает медленнее, зато отличается контролируемой температурой нагрева. Вдобавок, отсутствует открытое пламя, что делает электропаяльник более безопасным в обращении, особенно, когда в зоне пайки могут находиться другие материалы, устройства или легковоспламеняемые вещества.
Параметрами выбора являются:
- Мощность. Минимальной будет та, что обеспечит нагрев металла в зоне пайки до температуры не ниже 450С. Имеются в продаже и более мощные приборы: например, паяльник Rotenberger Rotherm 2000 гарантирует нагрев до 800…900С (впрочем, он и стоит намного дороже бюджетных моделей отечественного или китайского производства).
- Способ питания – от стационарной электросети или аккумуляторный через понижающее устройство. Надёжнее и проще использовать паяльник с прямым подключением.
- Масса. При выполнении сложных манипуляций с прибором лучше, чтобы паяльник был как можно легче, особенно, если припаивать медные трубы приходится в не совсем комфортных условиях.
- Площадь поперечного сечения контакта. Чем толще стенка трубы, тем мощнее должен быть паяльник.
Припои и другие расходные материалы
Припой вводится в зазор между трубой и арматурой, площадь которого влияет на два важных аспекта пайки медных труб: прочность соединения и легкость пайки. С точки зрения прочности представляется, что чем больше зона перекрытия, тем лучше. На самом деле, это не так: доказано, что, перекрытие, превышающее в два раза толщину более тонкого элемента, уже не делает соединение более прочным, а только затрудняет создание надежного соединения.
Причины следующие. Во-первых, паяный металл должен равномерно перетекать в зазор между деталями по всей длине и окружности соединения. Одним из препятствий является то, что чем длиннее перекрытие, тем дольше должен течь паяный металл, и тем больше у него возможностей улавливать газы, выделяющиеся при пайке труб. Это вызывает пустоты в стыке. Достаточная подача флюса и достаточно высокий равномерный нагрев соединения способствуют потоку паяного металла в соединение, но по мере увеличения перекрытия и увеличения диаметра обеспечить такой процесс труднее.
Во-вторых, припой начинает плавиться при более низкой температуре, чем температура расплава, называемая температурой солидуса. Чуть выше этой температуры паяльный наполнитель представляет собой смесь твердого вещества плюс жидкость. В таком высоковязком состоянии металл не может легко попасть в плотно прилегающее соединение.
По мере того как припой прогревается, он становится более жидким, достигая температуры ликвидуса. Жидкотекучесть увеличивается, поэтому заполнение зазора происходит значительно быстрее. Поэтому, тем меньше температура ликвидуса и разница её с температурой солидуса, тем оптимальнее припой.
Во время пайки небольшое количество меди растворяется в припое, а небольшое количество легирующих элементов припоя, наоборот, диффундирует в основной металл. Когда это происходит, химический состав припоя изменяется, и это снижает жидкотекучесть.
К счастью, процесс диффузии является более медленным по сравнению со временем, которое требуется для того, чтобы паяный металл перетёк в правильно нагретое соединение. Чем дольше шов находится при температуре пайки, тем больше состав припоя приближается к составу меди.
Загрузка...
