Основные компоненты флюсов для пайки медных деталей

Иные варианты пайки: работа с медными трубами и различными металлами

Пайка медных труб требует некоторого опыта подобной работы. Поэтому, если домашний мастер впервые берётся за подобную работу, стоит предварительно потренироваться, чтобы не переделывать несколько раз уже готовую магистраль водоснабжения или отопления. Пайку медных трубок можно производить как твёрдым припоем (при помощи газовой горелки), так и мягкими сплавами. Во втором случае для медных труб уместно использовать молоточный паяльник большой мощности.

ФОТО: m-chel.ruАккуратная и качественная пайка – залог долговечности соединения

Нюансы пайки медных труб: как всё сделать правильно

В качестве флюса для пайки медных труб лучше всего использовать канифоль. Она наносится ровным слоем на внешние поверхности трубы, после чего на неё насаживается фитинг. С обратной его стороны насаживается вторая часть магистрали. Далее фитинг разогревается при помощи газовой горелки и по швам «укладывается» припой. Под воздействием высокой температуры он плавится, заполняя шов и создавая качественное герметичное соединение.

ФОТО: poliasmet.ruИногда приходится обходиться без фитингов

Пайка медных труб своими руками не слишком сложна, однако эта работа требует внимательности и аккуратности. Конечно, на словах не всё можно объяснить доходчиво, поэтому предлагаем вниманию Уважаемого читателя видео, как паять медь газовой горелкой, из которого всё станет более понятно.

Watch this video on YouTube

Разобравшись с вопросом, как спаять медные трубки в домашних условиях, можно переходить к следующей проблеме, а именно к пайке неидентичных металлов (медь с алюминием, железом или нержавеющей сталью).

Как спаять медный провод с алюминиевым

Пайка алюминия с медью – довольно сложный процесс. Нужно отметить, что для алюминия вряд ли подойдёт тот же припой, что и для меди, как и наоборот. Намного проще совместить эти металлы, используя стальную муфту. Хотя на сегодняшний день производитель и предлагает специальные припои и флюсы для подобных целей, стоимость их значительна, что приводит к нерентабельности подобных работ.

ФОТО: kak-eto-sdelat.infoСпаивать медь и алюминий достаточно сложно

Вся проблема заключается в конфликтности меди и алюминия. У них разная тугоплавкость, плотность. К тому же алюминий при взаимодействии с медью начинает сильно окисляться. Особенно этот процесс ускоряется при прохождении через соединение электрического тока. Поэтому при необходимости соединения медного и алюминиевого провода лучше всего использовать самозажимные клеммники «WAGO», внутри которых находится контактная паста «Алю Плюс». Именно она снимает окисел с алюминия, предотвращает его последующее появление и способствует нормальному контакту с медными жилами.

Разобравшись, как спаять медь с алюминием, можно переходить к более твёрдым металлам.

ФОТО: mastergrad.comИногда без подобного соединения не обойтись

Как спаять медь и нержавеющую сталь

При пайке меди с нержавеющей сталью большую роль играет даже не сам материал припоя, а используемый инструмент, хотя и от расходников многое зависит. Наиболее приемлемые материалы в данном случае это:

• медно-фосфорный припой;
• оловянно-серебрянный (Castolin 157);
• радиотехнический.

Некоторые мастера утверждают, что при правильном подходе к работе, подойдёт даже самый обычный припой на основе олова и свинца. Главное – это обязательное использование флюса (бура, паяльная кислота), основательный прогрев и лишь после этого пайка (нанесение припоя).

ФОТО: cusi3.ruСложная пайка меди и нержавеющей стали

Подобные соединения встречаются редко, а потому специализированные припои для подобных целей имеют довольно высокую стоимость.

Пайка меди с железом – возможно ли это

Подобный вариант возможен, но при соблюдении некоторых условий. К примеру, в качестве нагревателя простая пропановая горелка уже не подойдёт. Необходимо использовать пропан с кислородом. В качестве флюса нужно использовать буру, а вот припоем выступит латунь. Только в этом случае можно надеяться на нормальный результат. Купить припой для пайки меди с железом или нержавейкой несложно. Главное – это понять, будут ли оправданны излишние затраты.

ФОТО: svarkavol.ruСпайка медной и железной трубки также возможна

А сейчас предлагаем посмотреть на то, насколько аккуратно домашние мастера могут выполнять работу по спайке труб магистралей различного назначения.

1 из 5

ФОТО: market.sakh.com
ФОТО: market.sakh.com
ФОТО: solarschool.dk
ФОТО: laketravisplumber.com
ФОТО: reicheltplumbing.com

Какая бывает пайка, и какой инструмент необходим

Проводя специальные операции по свариванию труб разного сечения, в основном применяют такие температурные режимы:

• Высокотемпературный. Предусматривает термический прогрев участка плавления до +900 градусов. Обычно таким образом паяют заготовки, находящиеся под постоянными нагрузками.
• Низкотемпературный. Этот режим особенно подходит для бытового применения. Рабочая температура по линии контакта обычно не превышает в этом случае +450 градусов.

Чтобы процесс соединение трубок методом пайки происходил максимально комфортно, для этого понадобится наличие следующего инструмента:

1. Специального захвата-трубореза, для получения ровного среза трубы по месту ее будущей стыковки.
2. Оборудования для снятия фасок и удаления заусенец.
3. Особенного расширительного приспособления, с помощью которого проводится подготовка места стыковки нужной глубины. Этот показатель обычно соотносим с диаметром стыкуемых труб.
4. Сварочного аппарата или газовой горелки. Они и служат инструментом для пайки труб из меди.
5. Термического фена, который быстро разогревает стыковочные участки до +650 градусов. Применяется в тех случаях, когда работа проводится легкоплавким припоем. Данный сварочно-разогревающий аппарат дает возможность достигать простого соблюдения требуемого температурного режима по месту пайки, с возможностью поддержки его в требуемых пределах. Как правило, в комплектацию приспособления входят сменные насадки, дающие возможность направлять горячий воздух строго на нужный участок трубопровода.

Сваривание латунных конструкций

Сварка латуни в домашних условиях – это довольно сложная процедура, так как в состав латуни входит цинк, который при нагревании испаряется, в результате чего изделие теряет первоначальную прочность.

Сама латунь представляет собой сплав с цинком. Технология соединения деталей, изготовленных из латуни, считается сложной из-за испарения цинка при высоких температурах, данный химический элемент мгновенно окисляется, в результате чего формируется ядовитая тугоплавкая окись. Поэтому сварка латунных образцов должна производиться в специально оборудованных местах, оснащенных вытяжкой, сварщики должны работать в респираторах.

Основные требования, предъявляемые при сварке латуни

• Чистота процесса при использовании аргонно-дуговой сварки. Перед началом работ изделия тщательно зачищаются до характерного металлического блеска поверхности.
• На поверхности свариваемых деталей не должно быть окислов, при наличии которых их обязательно нужно убрать. Для этого используется азотная кислота. После выполнения такой очистки изделие промывается в горячей воде, затем сушится.

При выполнении сваривания деталей аргоном ощущается характерный непрерывный треск, а сварочная дуга имеет удивительный цвет. Это все из-за наличия в сплаве цинка. Латунь в процессе соединения не прогорает, не отлетает отдельными кусками, так как она плавится. Опытные сварщики советуют варить латунь отдельными участками, не расплавлять ее сплошным слоем. При сплошном расплавлении материала существует вероятность прожигания металла.

Если необходимо заварить кратер, тогда рекомендуется постепенно уменьшать напряжение сварки, повышать длину дуги с отведением впоследствии ее в сторону от обрабатываемого изделия. В процессе такого соединения шов заполняется в полном объеме, поджаривание цинка приводит к его испарению, в результате чего в металле образуются дефекты. Чтобы уменьшить испарение данного химического элемента, необходимо увеличить в пламени наличие кислорода, использовать присадочные материалы, легированные бором, алюминием, кремнием.

Совет! При выполнении соединения деталей из латуни осуществляйте сварочные работы на улице, не пренебрегайте требований безопасности!

Классификация припоев

Припои

• по химическому составу сплава, к примеру, фосфорный припой;
• по высоте температуры плавления;

Логично будет рассматривать виды припоев с точки зрения физических свойств получаемого паяного состава. Главный фактор – характеристики металла и сплава – компаньона.

По этому критерию виды различаются следующим образом:

Низкотемпературный или мягкий вид припоя

Всего 450°С – вот предельно допустимый уровень для температуры плавления в данном виде. Эта особенность сказывается на прочности шва соединения, но не самым критическим образом: она немного ниже, чем у твердых припоев.

Тем не менее, свойства соединяемых материалов не меняются во время процесса, так что прочность в итоге получается вполне приемлемая.

Внутри этого вида также есть свои подвиды исходя из химического состава:

• свинцовые и без свинца;
• свинцово-оловянные сплавы;
• специального назначения и с легким плавлением.

Припой для пайки меди.

Оловянно-медные припои состоят на 97% из олова и лишь на 3% из меди. Это очень популярная смесь, да и стоит она совсем недорого.

Оловянно-серебряные припои по своим свойствам прочнее предыдущих, это самые популярные смеси при пайке отопительных систем. Их долевой состав почти такой же: 95% — олово и 5% — серебро.

Маркировка составов для пайки простая и понятная. Возьмем, к примеру, марки ПОС-18, ПОС-30 и так далее. Цифры обозначают процентное содержание в смеси олова. Смесь ПОС-61 – самый подходящий вариант для работы с медью и латунью, а ПОС-30 универсальнее: помимо меди и латуни, он годится для пайки стальных сплавов и железа.

Высокотемпературный или твердый вид припоя

Понятно, что здесь уровень температуры плавления много выше, которая достигает иногда 800°С. Это придает больше прочности швам, она выше, чем при использовании «мягких» припоев.

По химическому составу твердые сплавы разделяются:

• медно-цинковые;
• медно-фосфорные припои;
• чисто медные, без примесей.

Одно из главных правил эффективного применения медного припоя – это его максимальное соответствие металлу, с которым он будет соединяться в процессе пайки. При этом должно выполняться еще одно требование, чтобы температура плавления сплава была ниже, чем у основного металла.

Это необходимо из-за риска повредить структуру детали из-за основного металла в медных, к примеру, трубках с тонкими стенками.

Твердые марки используются там, где нужны соединения попрочнее. В их составе – сплавы твердой пайки марок BCuP, Bag и пр. Именно от долевого состава разных элементов зависит качество и надежность соединения.

Припои твердого типа делятся на:

• тугоплавкие
• легкоплавкие

Медно-цинковые сплавы относятся к достаточно редким, они прекрасно заменяются другими смесями, содержащими бронзу, латунь или цинк.

Разновидности медных фитингов.

Медно фосфорный припой обладает теми же свойствами и функциями, как и дорогой вариант смеси из чистого серебра для пайки заготовок из бронзы, латуни и пр.

Маркировки здесь немного другие: ПМЦ-36, где буква «П» обозначает «припой», «МЦ» — слова «медно – цинковый», а цифра 36 – процентную доля меди в этом составе.

По критериям универсальности и экономической доступности на первом месте, конечно, медно фосфорные припои. Они применяются в самых разных типах работ, хотя и обладает определенным недостатком. Это недостаточная прочность соединения в условиях низких температур.

Самые крепкие и долговечные соединения получаются при использовании специальных многокомпонентных смесей. Такую же прочность дают и медно-цинковые припои. Самым распространенным составом является такой: 92% — медь, 2% — серебро, 6% — фосфор.

Следует отметить, что даже небольшие отклонения от стандартов технологии могут привести к серьезным ситуациям вплоть до аварий.

Как спаять медь и нержавейку

Если требуется припаять медь к другому металлу, например, стали, то придется потрудиться. Процесс этот не из легких, но вполне осуществимый. Объясняется это тем, что нержавеющая сталь плохо взаимодействует с другими металлами, с трудом поддается температурной обработке.

Когда соединяются два разных изделия, то нужно найти средний состав, который подходит одновременно к обоим. В таких случаях приходится поступиться качеством и даже необязательно использовать флюс

Но важно провести подготовку, лужение и другие этапы спайки

Надобность в соединении часто возникает в домашних условиях. Для соединения нержавейки и меди требуется мало времени и достаточно обычной газовой горелки. Поэтому, определившись с инструментом и припоем, следует очистить поверхность обоих стыков, подготовить флюс. Затем выполнить лужение места скрепления и нанести флюс. После чего две части соединяют, а получившийся шов обмазывается припоем.

Следующий этап – его равномерный разогрев горелкой. Как только припой растечется, изделие оставляют остывать естественным путем.

Техника безопасности при пайке труб из меди

Никогда не нужно игнорировать технику безопасности, когда человек интересуется, как паяют профессионалы медные изделия. Прежде всего, необходимо запомнить, что любая конструкция из меди очень сильно нагревается, когда на нее воздействует пламя горелки. Поэтому брать незащищенными руками деталь ни в коем случае нельзя. Для перемещения коротких элементов можно использовать клещи. Рекомендуется надеть рукавицы.

Необходимо не допускать попадания на кожу флюса. Если все же возникла такая ситуация, тогда агрессивный состав смывается мыльной водой.

Работы нужно выполнять в плотной одежде. Рекомендуется надеть вещи из хлопка. Одежду из синтетических тканей во время пайки использовать нельзя, потому что волокна искусственного происхождения легко плавятся.

Процесс соединения деталей нужно выполнять при хорошей вентиляции, так как во время пайки нередко флюс загорается. Поэтому в воздухе появляются опасные пары.

После завершения монтажных работ система обязательно промывается водой. Она должна быть горячей и чистой. Это позволяет избавиться от излишков расходников внутри трубопровода.

Способы соединения труб

Соединение изделий из меди в домашних условиях производится с помощью пайки, либо посредством специальных фитингов-зажимов. Обычная сварка в данном случае не подходит, поскольку высока вероятность деформации трубок в процессе соединения – из-за природной мягкости меди. Конструкцию, созданную посредством обжимных фитингов, также нельзя назвать достаточно надёжной.

Поэтому наиболее верный метод соединения медных труб – это их пайка. На сегодняшний день известны такие разновидности, как:

• высокотемпературная (от 450С);
• низкотемпературная (250-300С);

Припой для разных методов пайки также будет отличаться. При осуществлении высокотемпературной пайки используется припой, включающий в себя медь либо серебро – такой вид относится к твёрдым. Он незаменим при работе с холодильными установками и промышленными трубопроводами. А что касается бытовых нужд, то здесь строгих правил выбора припоя нет – подойдёт практически любая его разновидность.

Низкотемпературный вариант пайки противопоказан при работе с газовым оборудованием, прокладке газового сообщения, и вообще со всем, что связано с газом. Этот метод соединения труб допускает применение только мягких сплавов. Коммуникации, созданные с его помощью, могут эксплуатироваться только при невысоких температурах (не более 130С) и без высокого давления.

Виды флюсов и припоев, особенности работы с ними

Мастерам известно множество твердых и мягких веществ, обеспечивающих качественную пайку изделий из металла. В 95% используется олово, которое относится к низкотемпературному составу, обладающим несколько худшими техническими параметрами. Но его ценят за то, что работы могут проводиться при любой температуре без уменьшения прочности соединяемых изделий.

К соединительным элементам также относится серебро, обладающее отличными технологическими свойствами. Мастера нередко применяют трехкомпонентные составы из серебра, олова и меди. Часто в состав материалов, используемых при низкотемпературной пайке, входит хлорид цинка.

Преимущество мягких припоев заключается в том, что они охватывают большую площадь при попадании на поверхность детали. Они обеспечивают высокую прочность и надежность.

Мягкие припои

Мягкий припой используется при монтаже водопроводных и отопительных сетей, где диаметр труб достигает 10 см, а температура воды не превышает 130 градусов. К таким видам относят:

• свинцово оловянный тип;
• с малым содержанием олова;
• специальные и легкоплавкие.

В качестве припоя чаще всего выбирается бессвинцовый флюс. Оловянно-медный тип является самым распространенным, благодаря доступной цене. Но его преимущество заключается в другом. Все смеси, содержащие олово в составе, отличаются экономичным расходом.

Достаточно нанести на половину обрабатываемой поверхности немного припоя, как он распространится по всей площади. Это свойство объясняется тем, что олово легко проникает внутрь и распространяется по любой структуре.

Твердые припои

Когда приходится учитывать условия среды, в которой выполняется пайка, то лучше использовать твердые припои. Применение таких веществ обеспечивает высокую прочность шва. Самым распространенными соединениями являются следующие составы:

• медь и цинк;
• фосфор и медь;
• чистая медь;
• безотмывный флюс.

Твердые соединения классифицируются как тугоплавкие и легкоплавкие. Каждый вид характеризуется определенными свойствами. Например, медно-фосфорный заменяет дорогой серебряный флюс. Он отличается умеренной стоимостью, но обладает одним минусом – использовать при низких температурах не получится.

Самыми крепкими из твердых соединений считаются медно-цинковый и многокомпонентные. Они обходятся дорого, но цена оправдана надежностью соединения. Когда выполняется пайка самой медью, то необходимо применять и флюс. В таком случае удастся крепко-накрепко соединить две детали.

Температурные режимы, технология плавки

Нужно понимать, что температура плавления латуни и температура литья отличаются. Чтобы металл хорошо тек и мог заполнять мельчайшие полости формы, недостаточно просто его расплавить. Особенно это касается свинцовых латуней, ведь свинец, как упоминалось раньше, ухудшает текучесть вещества. Поэтому таблицы для разных марок латуни предоставляют несколько температурных режимов обработки.

Термическая обработка латуней со свинцом

В технологической таблице для марок свинцово содержащих латуней приводятся как показатели температуры плавления металла, так и показатели температуры литья:

• ЛС59-1В – плавление: 900 градусов по Цельсию, литье: 1030-1080 градусов;
• ЛС59-1 – плавление: 885-895 (литье: 1030-1080);
• ЛС60-1 – плавление: 885-900 (литье: 1040-1080);
• ЛС63-3 – плавление: 885-905 (литье: 1060-1100);
• ЛС64-2 – плавление: 885-910 (литье: 1060-1100);
• ЛС74-3 – плавление: 965 (литье: 1120-1160).

Термическая обработка простых латуней

Для простых сплавов указывают только температуру плавления латуни:

• Л60 – 885-895 градусов по Цельсию;
• Л63 – 900-910;
• Л68 – 909-938;
• Л70 – 915-950;
• Л80 – 965-1000;
• Л85 – 990-1025;
• Л90 – 1025-1045;
• Л96 – 1055-1070.

Простые латуни – химический состав и применение

Этапы плавильных работ

Подготовка рабочего места является предварительным и важным этапом для эффективного проведения работ плавки латуни в домашних условиях. Поверхность стола, где будет установлена печь, устилают асбестовым листом. Последний выполняет роль теплового барьера. Тут же располагают все необходимые инструменты. На отдельном столе должны быть разложены формы под заливку.

Следующим этапом работ является подготовка металла. Его очищают от грязи, сильных окислов и обезжиривают. Все это уменьшает количество шлака в расплавленной массе. Далее идет процесс измельчения материала. Чем меньше будут фракции, тем быстрее латунь достигнет текучего состояния. Полученные частицы засыпают в тигель и опускают в индукционную печь.

Процесс плавления латуни

После включения нагревательного элемента печи должно пройти определенное время, прежде чем куски металла превратятся в тягучую массу, а затем — в расплавленную жидкость. Нельзя допускать перегрева вещества, иначе произойдет интенсивное испарение цинка, что ухудшит химические показатели после отвердения. Поэтому за процессом постоянно следят, периодически приподнимая крышку печи. Готовый расплав должен иметь яркий желтый цвет, отдающий оранжевым оттенком.

С поверхности расплава снимают окислительную пленку, удаляют шлак, стараясь не перемешивать массу. Щипцами аккуратно берут тигель и переливают жидкий сплав в заранее приготовленные формы. Чтобы избежать образования раковин в застывшей детали, которые возникают при резком падении температуры плавления латуни, и невозможности выхода наружу пузырьков воздуха, формы перед заливкой желательно прогреть при помощи технического фена.

Оборудование и материалы, необходимые для пайки

Как и любой технологический процесс, пайка требует применения специальных приспособлений и средств. В первую очередь, необходимы следующие инструменты для пайки труб из меди.

Горелка. Она может быть различной конструкции. При выборе стоит учитывать, с каким припоем вы собираетесь работать, ведь для каждого из них нужна определенная температура.

Горелка для пайки медных труб

Конструктивно, горелки могут работать:

• от одноразовых баллончиков с горючим газом (более компактный вариант),
• от стандартных заправляемых баллонов.

Труборез для медных труб

Для резки заготовок лучше всего применять специальные труборезы. В принципе, можно обойтись и простой ножовкой, но с ней очень проблематично выполнить обрезку в некоторых тяжело доступных местах, да и чистота реза будет невысокой. Стоимость инструмента напрямую зависит от диаметра труб, которые им можно обрезать.

Соединение медных труб без дорогостоящих фитингов, методом телескопической стыковки (одна трубка входит в другую, имеющую несколько больший диаметр), с последующей капиллярной пайкой твердым припоем, можно вполне осуществить для бытовых водопроводных и отопительных сетей, температура воды в которых не превышает 110 градусов. Для этого нужен специальный труборасширитель.

Для устранения заусениц и задиров на обрезе заготовки необходимо устройство для снятия фаски, они также выпускаются в различных модификациях.

Для пайки трубопроводов различного назначения, а тем более элементов, которые будут работать в особо ответственных условиях, необходимы специальные припои.

• Стандартный. Применяется наиболее часто, но не рекомендован для применения в системах питьевого водоснабжения.
• Мягкий припой. Расходный материал, применяемый для пайки фитингов и изделий из красной бронзы, широко применяется для соединения медной трубы посредством латунных фитингов.
• Твердые припои. Наиболее востребованные припои при соединении медных труб. Его применение при капиллярной пайке практически любых коммуникаций, даже газовых линий, обеспечивает надежное соединение. Такие припои, относящиеся к категории медно-фосфорных серебросодержащих расходных материалов для пайки, не требуют дополнительного применения флюса. Однако, не рекомендуются при соединении изделий из алюминиевой бронзы и сплавов, содержащих больше чем 10% никеля, это обусловлено некоторой хрупкостью припоя.
• Серебряные припои являются наиболее дорогими, но с их помощью можно выполнять соединения различных цветных материалов.

Для предотвращения образования окислов в месте пайки, при применении стандартных и мягких припоев, обязательна обработка флюсом.

Чёткие действия

В процессе пайки следует обязательно соблюдать чёткую последовательность операций.

Поверхность металла зачищается от грязи и окислов, после чего обезжиривается. Для этого в ход идут металлические щётки, различные абразивы и растворители. Как вариант – спирт.
Детали тщательно фиксируются. Если идёт речь о пайке труб, рекомендуется зафиксировать их с помощью специальных струбцин

Это важно не только при выполнении соединения встык, но и в том случае, когда трубы вставляются одна в другую.
Металл как следует прогревается. Только после этого, если есть необходимость, на его поверхность наносится флюс

Проще всего это сделать с помощью кисточки.
Распределить по поверхности труб заранее измельчённый припой невозможно. Поэтому наносить его следует постепенно, наращивая массу и равномерно распределяя состав по поверхности детали. Следует следить за тем, чтобы материал не приставал к жалу, своевременно производя очистку инструмента. Следует следить за тем, чтобы не оставалось пропусков, а шов получился герметичным.

Соединённые таким образом трубы или другие детали из меди будут способны выдерживать значительные нагрузки и прослужат долго.