24artstroy.ru

Строительный журнал
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Пайка медных труб своими руками при помощи газовой горелки

Пайка медных труб своими руками при помощи газовой горелки

Ещё пять тысяч лет назад чеканщики из Египта открыли новый вид соединения металлов методом пайки. Суть метода заключается в создании соединения различных металлов путём заполнения швов припоем, который представляет собой расплавленный материал с температурой плавления меньшей, чем у соединяемых частей изделия. В отличие от стали, медные детали целесообразнее соединять методом пайки, чем сваркой. Это особенно важно, если приходится работать с тонкостенными медными трубами, которые находят широкое применение в отопительных, водопроводных, газовых и холодильных системах. С такой работой может справиться даже новичок.

Какой припой выбрать

Пайку труб из меди могут выполнять с помощью двух видов — мягкого или твердого. Температура первого расплава составляет 425 °C, рабочая температура второго составляет от 460 до 560 °С. Для осуществления пайки применяют газовую горелку.

Тип сплава применяют исходя из соотношения меди и других веществ, которые входят в его состав. Если, в состав средства для пайки деталей входит серебро, то такой сплав называют серебряным. Кстати, чем его больше, тем меньше температура его плавления. Кроме этого, наличие большого объема этого металла обеспечивает высокую смачиваемость и обтекание место пайки.

Другой тип смеси работы с медным материалом, который широко применяют для пайки меди это медно-фосфорный. Но, температура его плавления много выше, а такой параметр как смачиваемость, также уступает серебряным смесям.

Пайка медных труб горелкой

Их применяют при производстве холодильной техники, которая применяется и в пищевой промышленности.

Выполняя пайку меди медно-фосфорным припоем, и его аналогами использование флюса не требуется. Для пайки медных деталей с латунными флюс необходим. При их использовании образуется капиллярный зазор с размером от 0,025 до 0,15 мм. Аналогичный зазор при использовании таких припоев составляет от 0 до 0,15 мм

Медно-фосфорные и серебрянные припои

Медно-фосфорные припои

Трехкомпонентные медно-фосфорные припои с содержанием серебра до 15 % предназначены для высокотемпературной пайки в холодильной промышленности.

Особенности. Медно-фосфорные припои имеют сравнительно небольшую температуру плавления, обладают хорошей текучестью при пайке меди и некоторых ее сплавов. Из-за присутствия в составе припоя фосфора не требуется применения флюса. Паяные швы отличаются значительной прочностью и удовлетворительной коррозионной стойкостью.

Припои этого класса широко используются при монтаже холодильного оборудования для соединений, испытывающих незначительные вибрационные и ударные нагрузки, причем с увеличением содержания серебра пластичность увеличивается. При пайке элементов арматуры с нетермостойкими элементами ( ТРВ , вентили, смотровые стекла) требуется охлаждение последних для предотвращения недопустимого перегрева.

В процессе пайки для защиты от образования окалины рекомендуется продувка сухим азотом. Медно-фосфорные припои не применяются для пайки сталей из-за образования хрупкой пленки фосфитов по границе шва, что может привести к нарушению герметичности соединения.


Таблица 2. Основные характеристики медно-фосфорных припоев

Припой 102. Трехкомпонентный медно-фосфорный припой с содержанием серебра 2 %.

Экономичен, имеет среднее растекание. Рекомендуется использовать при монтаже холодильных систем для пайки меди и ее сплавов в соединениях, не испытывающих больших вибрационных и ударных нагрузок.

Припой 105. Трехкомпонентный медно-фосфорный припой с содержанием серебра 5 %.

Пластичен, обладает медленным растеканием, поэтому способен заполнять большие зазоры. Паяный шов выдерживает небольшие вибрационные и ударные нагрузки. Рекомендуется для пайки меди и ее сплавов в изделиях холодильной техники.

Припой 115. Трехкомпонентный медно-фосфорный припой с содержанием серебра 15 %. Наиболее пластичен из-за высокого содержания серебра и пониженного содержания фосфора. Рекомендуется для пайки соединений меди и ее сплавов. Паяный шов выдерживает умеренные вибрационные и ударные нагрузки при термических циклах. Наиболее распространен при пайке холодильных установок.

Серебряные припои

Четырехкомпонентные припои с содержанием серебра до 55 % предназначены для высокотемпературной пайки в холодильной и пищевой промышленности.

Особенности. Серебряные припои имеют низкую температуру плавления и хорошо смачивают соединяемые поверхности. Они прекрасно заполняют зазоры соединений и дают прочные вакуумно-плотные швы, обладающие высокой прочностью и пластичностью, способные выдерживать значительные вибрационные и ударные нагрузки в большом диапазоне рабочих температур.

Припои этого класса широко применяются при изготовлении и монтаже холодильного оборудования, особенно при пайке соединений, испытывающих значительные вибрационные нагрузки (например, припайке трубопроводов к компрессору).

Более низкая температура растекания по сравнению с медно-фосфорными припоями делает их предпочтительными для пайки арматуры ( ТРВ , смотровых стекол, вентилей). Кроме того, снижается вероятность образования окалины. Используются с флюсом » Superflux » или аналогичным флюсом.

В изделиях пищевой промышленности разрешается применять только безкадмиевые припои.


Таблица 3. Основные характеристики серебряных припоев

Припой 1530. Четырехкомпонентный припой с содержанием серебра 30 %.

Экономичен. Имеет среднее растекание. Хорошо заполняет большие зазоры без перегрева соединения. Припой применяется во всех изделиях за исключением изделий пищевой промышленности из-за содержащегося в нем кадмия.

Внимание! Пайку производить в хорошо проветриваемом помещении с соблюдением всех мер предосторожности.

Припой 530 Sn. Четырехкомпонентный припой с содержанием серебра 30 %.

Имеет более высокую температуру плавления, чем припой 1530 и обладает при этом средним растеканием. Хорошо формирует паяный шов в любом пространственном положении.

Припой 538 Sn. Четырехкомпонентный припой с содержанием серебра 38 %.

Обладает быстрым растеканием, что позволяет получать вакуумноплотные швы при значительных монтажных зазорах.

Припой 540 Sn. Четырехкомпонентный припой с содержанием серебра 40 %.

Имеет большой интервал плавления и обладает хорошим растеканием. Рекомендуется для пайки меди, стали в любых сочетаниях для соединений, испытывающих значительные вибрационные и ударные нагрузки.

Припой 545 Sn. Четырехкомпонентный припой с содержанием серебра 45 %.

Читать еще:  Пайка нержавейки оловом в домашних условиях

Обладает очень быстрым растеканием и имеет низкую температуру плавления, поэтому рекомендуется для пайки элементов автоматики, боящихся перегрева ( ТРВ , соленоиды, вентили).

Припой 555 Sn. Четырехкомпонентный припой с содержанием серебра 55 %.

Ему свойственна самая высокая текучесть. Паяные швы обладают максимальной прочностью, коррозионной стойкостью, а также высокой пластичностью и способны выдерживать значительные вибрационные нагрузки в большом диапазоне температур. Рекомендуется для пайки арматуры, содержащей нетермостойкие элементы.

Для пайки применяются нагреватели (горелки), работающие на смеси газов: пропан–бутан–воздух, пропан–бутан–кислород, ацетилен–воздух, ацетилен–кислород (рис.2).


Рис. 2. Нагреватели для пайки труб: а — пропан–воздух; б — пропан–кислород; в — электрический

Используются также резистивные электрические нагреватели.

Правильный подбор нагревателя и правильная установка пламени позволяют избежать перегрева материала. Пламя горелки должно быть гладким, с четким голубым свечением ядра. В первой фазе нагрева расстояние между наконечником горелки и нагреваемой поверхностью должно быть равно длине конуса пламени. Горелку держат в таком положении до достижения температуры трубы около 650 °С (красный цвет). Затем увеличивают расстояние от наконечника горелки до места пайки примерно в два раза.

Для уменьшения потерь тепла, особенно при использовании пропановой горелки, применяют отражатели (рис. 3, б).


Рис. 3. Разогрев трубы перед пайкой: а — пропан-кислородная горелка; б — пропановая горелка

При пайке необходимо создать внутри трубы среду нейтрального газа, что исключит образование окалины внутри трубы. При работе холодильной машины окись меди, флюс, остатки припоя могут забить капиллярные трубки и четырехходовой клапан. Чаще всего в качестве инертного газа используют сухой азот.


Рис. 4. Пайка медных труб в среде инертного газа: 1 — редуктор с регулятором расхода газа; 2 — уплотнение резиновым шлангом; 3 — место пайки

При помощи резинового шланга соединяют фреоновую магистраль и баллон с азотом. Между трубопроводом и азотным баллоном устанавливают ротаметр или регулятор расхода газа (табл. 4).


Таблица 4 Технические характеристики регуляторов расхода газа

Редуктор азотного баллона устанавливают на минимально возможное давление азота (не более 0,2 бара). Ротаметром устанавливают скорость газа в трубе до 5 м/мин (расход 0,05 м3/ч). По окончании пайки необходимо пропускать азот по трубе до ее охлаждения (до температуры 35–45 °С).

Если при пайке используется флюс, припой нагревают и наносят флюс на разогретый конец прутка припоя путем погружения его во флюс. Медно-фосфорным припоем пайка производится без флюса.

При пайке близко расположенных соединений необходимо соблюдать определенную последовательность пайки, чтобы не расплавить предыдущий шов. На рис. 5 показана последовательность пайки тройника в зависимости от его положения в пространстве. При пайке элементов различной толщины прогрев начинают с более толстой детали. Стык трубопровода прогревают, вводят в зону пайки пруток припоя и производят пайку. После охлаждения паяного трубопровода до температуры окружающей среды закрывают подачу азота в трубопровод и протирают зону шва влажной ветошью. При необходимости прочищают металлической щеткой. Поверхность паяного шва должна быть гладкой, без наплывов припоя и усадочных раковин.


Рис. 5. Последовательность пайки тройника

Пайка электрическим резистивным нагревателем (рис. 2, в) осуществляется путем пропускания электрического тока через место спая. Место спая зажимается угольными электродами и при прохождении электрического тока на структуре уголь–медь–уголь падает большое напряжение, благодаря чему медь разогревается.

Преимуществом этого метода является возможность плавного увеличения тока, а, следовательно, и температуры. Однако увеличивать ток нужно очень медленно, иначе можно прожечь трубу.

Как правильно паять медные трубы, пошаговая инструкция

Поэтапное проведение работ позволяет получить высококачественные соединения. При выполнении процесса не нужно спешить, необходимо выполнять все правила и рекомендации.

Подготовка соединения

На первом этапе подготавливаются необходимые детали требуемых размеров. Для резки применяется труборез, который должен располагаться к трубопроводу строго перпендикулярно. Сначала труба зажимается в скобе приспособления между лезвием и опорными роликами.

Резак один или два раза поворачивается вокруг обрезаемого сегмента.

Затем проводится подтяжка винтового механизма. После этого процесс реза повторяется. Такие действия осуществляют, пока не произойдет окончательный раскрой трубы.

Для подготовки деталей требуемого размера также можно использовать ножовку с лезвием по металлу. Однако таким инструментом не всегда получается выполнить ровный срез. Тем более при применении ножовки образуется много металлических опилок. Поэтому приходится уделять большое внимание, чтобы они не попали в систему. Ведь опилки могут стать причиной поломки дорогого оборудования или затора в инженерной коммуникации.

Труборез позволяет получить ровный срез. Затем с торца трубы удаляются заусенцы. Внутренняя поверхность изделия чистится и обезжиривается. Такие же действия выполняются со вторым сегментом.

На следующем этапе используется труборасширитель или вальцовка. Он позволяет увеличить диаметр одного из сегментов, чтобы детали можно было соединить. Зазор между ними обязан составлять 0,02-0,4 мм. При меньших значениях припой не сможет просочиться в него, а при больших размерах – не возникнет капиллярный эффект.

Согласно нормам соединение должно иметь длину, которая равна диаметру трубы.

Нанесение флюса

Флюс наносится ровным слоем в минимальном количестве на наружную поверхность того изделия, которое вставляется в соединяемый сегмент.

Операция выполняется кистью. Она может входить в комплект реагента.

При ее отсутствии используется малярная кисть. Необходимо применять инструмент, который не оставляет волокон.

Пайка

Процесс начинается с соединения трубопроводных частей. Он выполняется после использования флюса.

На увлажненной поверхности не должно быть никаких посторонних включений.

Когда соединяется труба и фитинг, последний элемент вращается, пока не произойдет его полное надевание на трубопроводный сегмент. Такое действие также позволяет распределить флюс по всему соединяемому месту. Если из зазора между деталями выступит расходный материал, он убирается салфеткой или тряпочкой, так как представляет собой агрессивный состав химического происхождения.

Читать еще:  Приспособление для пайки полиэтиленовой пленки

Процесс пайки низкотемпературным способом начинается с включения горелки. Ее пламя направляется на соединяемое место и постоянно перемещается по стыку для его равномерного прогрева. После нагрева деталей припой прикладывается к зазору между ними. Расходник начнет расплавляться, если место соединения было достаточно разогрето. В этот момент горелку нужно удалить от стыка, потому что расходный материал заполнит зазор. Мягкий припой не требуется специально разогревать. Плавление расходного материала происходит под воздействием тепла от разогретых деталей.

Мягкая пайка медных труб

Соединения трубопроводных элементов выполняются при постоянном контроле нагрева меди. Металл нельзя перегревать! При несоблюдении этого правила происходит разрушение флюса. Поэтому с деталей не удаляются оксиды. В результате снижается качество швов.

Пайка твердым способом начинается с равномерного и быстрого прогрева соединяемых деталей. Он осуществляется с помощью пламени ярко-синего цвета умеренной интенсивности.

Припой прикладывается к стыку в момент нагрева элементов до температуры 750°C. Она достигает нужного значения, когда медь становится темно-вишневого цвета. Для лучшего плавления припоя он может быть дополнительно нагрет горелкой.

После остывания шва стык протирается тряпочкой для удаления остатков флюса. В противном случае вещество может стать причиной разрушения меди. Если на поверхности трубопровода образовался наплыв припоя, он удаляется с помощью наждачной бумаги.

Расходные материалы и инструменты

Кроме труб и фитингов, понадобятся еще горелка, припой и флюс — для самой пайки. А еще трубогиб и несколько сопутствующих мелочей для обработки перед началом работ.

Ершик для зачистки фитингов изнутри

Припой и флюс

Пайка медных труб любого типа происходит при помощи флюса и припоя. Припой — это сплав обычно на основе олова с определенной температурой плавления, но обязательно ниже чем у меди. Он подается в зону пайки, разогревается до жидкого состояния и затекает в соединение. После остывания обеспечивает герметичное и прочное соединение.

Для любительской пайки медных труб своими руками подойдут припои а основе олова с добавлением серебра, висмута, сурьмы, меди. Лучшими считаются составы с добавлением серебра, но они наиболее дорогие, оптимальные — с медной добавкой. Есть еще с добавкой свинца, но они не должны использоваться при разводке водопровода. Все эти виды припоя обеспечивают хорошее качество шва и легкую пайку.

Флюс и припой — необходимые расходные материалы

Перед началом пайки место соединения обрабатывают флюсом. Флюс — это жидкое или пастообразное средство, которое обеспечивает затекание расплавленного припоя в соединение. Особо выбирать тут нечего: подойдет любой флюс для меди. Еще — для нанесения флюса понадобится маленькая кисточка. Лучше — с натуральной щетиной.

Горелка

Для работы с мягким припоем можно купить небольшую ручную горелку с одноразовым газовым баллоном. Эти баллоны крепятся к рукоятке, имеют объем от 200 мл. Несмотря на миниатюрность, температура пламени — от 1100 °C и выше, чего более чем достаточно для расплавления мягкого припоя.

На что стоит обратить внимание — это на наличие пьезорозжига. Эта функция никак не лишняя — проще будет работать. На ручке ручной газовой горелки расположен вентиль. Он регулирует длину пламени (интенсивность подачи газа). Этим же вентилем перекрывается газ, если горелку надо потушить. Безопасность обеспечивает обратный клапан, который при отсутствии пламени перекроет подачу газа.

Ручная горелка для пайки медных труб

На некоторых моделях установлен отражатель пламени. Он не дает рассеиваться пламени, создавая более высокую температуру в зоне пайки. Благодаря чему горелка с отражателем позволяет работать в самых неудобных местах.

При работе в бытовыми и полупрофессиональными моделями надо быть аккуратными — не перегревать агрегат, чтобы не расплавился пластик. Потому выполнять за один раз много паек не стоит — лучше дать оборудованию остыть и подготовить в это время следующее соединение.

Сопутствующие материалы

Для нарезания медных труб необходим труборез или ножовка с лезвием по металлу. Срез должен быть строго вертикальным, что обеспечивает труборез. А для гарантии ровного среза при помощи ножовки можно использовать обычное плотницкое стусло.

Труборез

При подготовке труб их надо зачищать. Для этого есть специальные металлические щетки и ершики (для зачистки внутренней поверхности), но можно обойтись наждачной бумагой со средним и мелким зерном.

Для удаления заусенец со срезов есть фаскосниматели. Отработанная ими труба лучше заходит в фитинг — его раструб лишь на доли миллиметра больше, чем наружный диаметр. Так что малейшие отклонения приводят к трудностям. Но, в принципе, можно все устранить наждачной бумагой. Потребуется только больше времени.

Еще желательно иметь защитные очки и перчатки. Большинство домашних мастеров пренебрегают этими средствами безопасности, но ожоги — это очень неприятно. Это все материалы и инструменты, необходимые для пайки медных труб.

Инструменты для пайки

Перед началом работы нужно подготовить специальные инструменты и приспособления для пайки медных соединений. Вам понадобится:

  1. Газовая или кислородная горелка для пайки меди (с азотом, ацетатом и т. д.);
  2. Припой (для капиллярной пайки согласно ГОСТ Р 52955-2008);
  3. Щетка (жесткая, но не металлическая) и абразивная бумага для зачистки медных соединений;
  4. Фитинги или другие соединяемые элементы;
  5. Паяльный флюс.

Нужно отметить, что если работа производится на трубных соединениях, то еще может понадобиться фаскосниматель, расширитель, специальное устройство для резки. Все эти приспособления можно найти у профессионального сантехника, чтобы не покупать их.

Фото — горелка

Горелки для меди бывают: профессиональными (для работы с твердыми припоями), для разогрева труб и пайки мягкими пастами, полупрофессиональными или комбинированными. Также есть специальные фены, которыми производится мягкая пайка. Они позволяют быстро разогреть место стыка температурой до 650 градусов.

Читать еще:  Пайка скруток проводов в распредкоробке

  1. Твердые. Они представлены стержнями определенного диаметра, который подбирается исходя из определенного зазора при соединении. Используется при соединении меди с железом в системах водоснабжения, подвода газа и системах кондиционирования. Этот припой может быть с фосфором или серебром; Фото — твердый припой
  2. Мягкие могут быть как в виде пасты, так и тонкой проволоки до 3 мм диаметром. Они производятся со свинцом, оловом. Также иногда процесс осуществляется ортофосфорной кислотой.

Также для соединения медных сплавов обязательно нужно использовать флюс. Он выполняет несколько полезных функций: способствует лучшему растеканию припоя по металлу, защищает место обработки от кислородной пленки, очищает шов от окиси. Флюсы бывают с бурой (для различных высокотемпературных припоев), применяется для среднеплавких соединений золота, меди, бронзы, чугуна, нержавейки. Внешне они выглядят как паста, наносятся специальной кистью.

Фото — флюс-паста

Щетки и абразивные листы (наждачная бумага) нужны для того, чтобы после окончания работ удалять с места шва остатки припоя. Фитинги подбираются исхода из потребных соединений (они могут быть разветвляющими, угловыми, изогнутыми и т. д.).

Фото — паяльник

Типы медных фитингов под пайку

Вообще, есть более двух десятков различных фасонных элементов для медных труб — фитингов, но чаще всего применяются три вида :

  • муфты — для соединения двух труб;
  • уголки — для поворота;
  • тройники — для создания разветвлений в трубопроводе.

Муфты для пайки медных труб

Количество использованных фитингов можно минимизировать — медь можно гнуть, из-за чего уменьшится число необходимых уголков. Также при желании можно обойтись и без муфт: один конец труб можно расширить (используя расширитель) так, чтобы в него зашла труба и остался зазор для попадания туда припоя (порядка 0,2 мм). При создании расширения, трубы должны перекрываться не менее чем на 5 мм, но лучше — больше.

Без чего сложно обойтись — так это без тройников. Для врезки отвода есть оборудование — отбортовщик, но относится он к профессиональному и стоит немало. Так что в данном случае дешевле и проще обойтись тройниками.

Есть фитинги для пайки медных труб с впаянным припоем

Есть два типа фитингов — обычные, с раструбами, которые обеспечивают требуемый зазор для затекания припоя. В зону сварки припой подается вручную. Есть фитинги с вмонтированным припоем. Тогда на раструбе формируется канавка, в которую, при производстве, устанавливается кусок припоя, что делает процесс пайки проще — надо всего лишь нагреть зону сварки, но ведет к удорожанию фитингов.

Разновидности горелок

Представленное на строительном рынке оборудование делится на несколько типов.

Горелки со стационарными и одноразовыми баллонами

Такие аппараты оснащаются одноразовыми газовыми баллонами с пропаном, ацетиленом и т.д. К преимуществам использования этого типа оборудования относятся мобильность, простота в эксплуатации, безопасность.

Единственный недостаток горелок с одноразовыми баллонами – каждый раз после работы необходимо менять баллон.

Можно использовать такой инструмент как при монтаже водопровода, так и системы отопления.

Ручные горелки

К достоинствам такого оборудования относится в первую очередь компактность. С помощью ручного паяльника удобно собирать трубопровод в маленьком помещении, паять трубы в самых труднодоступных местах.

Ручная горелка работает на одноразовом баллоне с горючим газом. Инструмент оснащается регулятором длины пламени, в комплект обычно входят сопла разных диаметров. Инструмент не требует подключения к электросети. Если соблюдать все правила работы, соединение получается надежным и долговечным. Ручной инструмент легко справится с монтажом систем кондиционирования и прочих бытовых коммуникаций.

Профессиональные горелки

Оборудование, относящееся к категории профессионального способно работать с особо тугоплавким припоем. Оно используется при монтаже конструкций на промышленных объектах, где трубопровод подвергается значительным нагрузкам.

Преимущество промышленных горелок – высокая температура пламени.

Большой вес и габариты не позволят работать в тесной квартире. Для использования в бытовых и личных целях приобретать такие устройства нецелесообразно – такого качества соединения бытовые коммуникации не требуют, а стоимость аппарата выше, чем у других типов.

Самодельные горелки

Иногда мастера используют аппараты, собранные своими руками. Они отличаются по своим характеристикам и относиться и к ручному, и к стационарному типу. Самодельные горелки состоят из тех же базовых элементов, что и покупные. Однако, не рекомендуется пользоваться такими устройствами, так как нет гарантии безопасности работы. Да и по эксплуатационным характеристикам они обычно уступают фабричному оборудованию.

Выводы и полезное видео по теме

Неопытным монтажникам рекомендуется провести цикл тренировок, используя отходы труб. После выполнения тестовых 5-6 швов допускается браться за выполнение соединения на трубопроводе. Поскольку при недостаточном опыте существует риск ошибки в разметке, то трубопровод собирается на полу помещения. После проверки корректности габаритов производится последовательное соединение стыков твердым или мягким припоем для пайки медного трубопровода.

Видео #1. Особенности высокотемпературной пайки меди:

Видео #2. Как правильно паять медные фитинги:

Видео #3. Какие бывают флюсы для пайки:

В видеороликах, снятых монтажными бригадами, показано, как правильно паять медные трубы в домашних условиях. Начинающий монтажник не всегда точно определяет степень прогрева деталей, поэтому рекомендуется прибегнуть к помощи опытного наставника. Поскольку медные трубопроводы и технологические компоненты водопроводных сетей из цветных металлов имеют большую стоимость, то выполнение монтажных работ своими силами позволит сэкономить деньги (даже с учетом необходимости покупки инструмента).

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector