Как паять медные трубки газовой горелкой
Перейти к содержимому

Как паять медные трубки газовой горелкой

  • автор:

Пайка медных трубок газовой горелкой: полезные советы и этапы самостоятельной пайки

Медные трубы используются намного реже, чем металлопластиковые или полипропиленовые. Но благодаря комплексу отличных технических характеристик – теплопроводности, антикоррозийной и биологической стойкости – они встречаются в системах водоподачи, отопления, кондиционирования.

Длинномерная продукция из меди стоит дорого, но можно сэкономить на монтаже. Например, пайка медных труб газовой горелкой доступна любому, кто захочет самостоятельно усовершенствовать систему или произвести ремонт. Мы расскажем о том, как производятся паянные соединения, приведем правила их выполнения.

Особенности процесса пайки меди

Суть пайки заключается в герметичном соединении двух элементов медного трубопровода с помощью нагревания и расплавления связующего материала – припоя.

Оловянный сплав после остывания образует надежную, неразборную конструкцию, которая в дальнейшем будет использоваться для транспортировки теплоносителя, холодной воды, хладагента.

Пайка медных труб бойлера

Процесс пайки медных трубок при монтаже водонагревательного оборудования. Нагревание выполняется ручной газовой горелкой, в качестве припоя – оловянная проволока

В быту обычно применяют низкотемпературную или, другими словами, мягкую пайку, при которой температура пламени от газовой горелки не превышает 450 °С. Для нее используют легкоплавкий припой, а максимальный диаметр труб – не более 110 мм.

Мягкая капиллярная пайка подходит для оборудования систем водоснабжения и отопления, но для транспортировки газа не применяется.

Необходимые инструменты и материалы

Чтобы соединения труба-труба или труба-фитинг были герметичными и со временем не утратили свои эксплуатационные качества, необходимо использовать специальный инструмент и материалы, изготовленные проверенными производителями.

Инструменты, которые планируется применять постоянно в сборке трубопроводов из медных труб, рекомендуем покупать в специализированных маркетах, а для разовых работ сгодятся товары из китайских интернет-магазинов.

Минимальный набор для капиллярной пайки включает в себя ряд приспособлений.

Галерея изображений

Трубный материал должен содержать не менее 99% меди. Отожженные трубки обычно продаются бухтами длиной 25 м или 50 м, а неотожженные – прогонами длиной 3 м или 5 м

Для домашних работ обычно приобретают ручной инструмент, работающий от газового баллончика с пропан-бутаном. Удобнее работать, если предусмотрены пьезоподжиг, нагрев газа, регулировка пламени

При делении трубы на элементы обычной пилой или электролобзиком рез получается неровным. Труборез обеспечивает точность, аккуратность, отсутствие заминания

С помощью расширителя-калибратора можно расширить диаметр на конце трубки. Развальцовка трубок применяется, когда производят соединение без использования муфт

Фаскосниматель используют для подготовки разрезанных труб, чтобы очистить края от заусенцев, сделать поверхность металла более гладкой и ровной, заузить кромку

Пайка в домашних условиях обычно производится с помощью оловянного припоя. Лучшими добавками к олову считаются серебро и медь, но также используют сплавы с сурьмой, висмутом

Перед соединением медных элементов места контакта смазывают жидким или пастообразным флюсом, который обеспечивает равномерное растекание припоя по зоне пайки

Ершиком с жесткой металлической щеточкой обрабатывают внутреннюю поверхность трубки перед нанесением пасты. Также понадобятся губка или наждачка – для наружной обработки, а ветошь – для удаления излишков флюса

Медные трубы нужного диаметра
Газовая горелка с регулировкой
Труборез для нарезания элементов
Расширитель для безмуфтового соединения
Фаскосниматель для снятия верхнего слоя металла
Припой для капиллярной пайки
Флюс или паста для обработки меди
Ершик для внутренней поверхности

Для удобства использования горелки иногда применяют тиски, если процесс пайки производится на столе или верстаке.

Пайка газовой горелкой

При соединении элементов уже смонтированного трубопровода все действия выполняются только вручную. В одной руке обычно держат горелку, в другой – припой

Чтобы быстро и эффективно очистить внутреннюю поверхность трубки, вместо ручного ершика можно использовать насадку для шуруповерта.

Подробная инструкция по пайке медных труб

Чтобы набить руку, рекомендуют потренироваться на ненужных кусочках трубы. Приступать к серьезным работам следует, когда отработаны все навыки – точно отрезать деталь, правильно обрабатывать ее, пользоваться газовой горелкой. Процесс пайки можно разделить на 6 шагов.

Шаг #1 — нарезка деталей

Если нужно заменить фрагмент трубопровода или полностью собрать водопроводную/отопительную систему, потребуются куски медной трубы различной длины. Раскрой материала производится с помощью трубореза для медных труб, с критериями выбора которого ознакомит рекомендуемая нами статья.

Обычно их соединяют посредством тройников, уголков, муфт. Также используют раструбный способ, при котором один фрагмент вставляют в другой, с расширенным концом.

Рулетка для измерительных работ

Используя разметочный материал – рулетку и маркер – измеряем длину деталей для трубопровода. Важен каждый миллиметр, поэтому стараемся производить максимально точные расчеты

Затем берем труборез и нарезаем трубу на фрагменты нужной длины. Если работы проводятся на столе, можно использовать электротруборез или ручную модель с большим радиусом разгона. Для проведения работ в стесненных обстоятельствах, например, около стены, подойдет только компактный ручной инструмент.

Существуют удобные роликовые варианты со стальными лезвиями. Пользоваться ими легко: нужно надеть труборез сбоку на заранее отмеченное место реза, зафиксировать храповым механизмом, а затем вращать инструмент вокруг трубы.

Отрезанный кусок трубы

Если труборез подобран правильно, то есть для тонкостенной меди, то концы трубки в месте реза не деформируются, а будут ровными и не скошенными

Советуем не производить нарезку сразу всех фрагментов – возможно, в процессе пайки трубопровод сдвинется, изменив свою конфигурацию, и длину некоторых деталей придется менять.

Шаг #2 — зачистка и расширение срезов

Плотное прилегание металлических частей и равномерное растекание припоя для пайки меди гарантированы только тогда, когда максимально качественно зачищена зона соединения.

Для этого обрабатываем оба примыкающие друг к другу фрагмента и с внутренней стороны, и с внешней:

  • Сначала снимаем фаску, чтобы уменьшить толщину металла и подготовить кромку под пайку. Для чего используем фаскосниматель – небольшой инструмент цилиндрической формы.
  • Если два отрезка трубы будут соединяться напрямую, диаметр края одного фрагмента увеличиваем специальным инструментом – расширителем.
  • Затем берем металлический ершик и обрабатываем внутреннюю сторону.
  • Мелкой наджачкой или металлической губкой зачищаем до блеска внешнюю сторону.

Очищенная и обезжиренная зона детали отличается даже визуально.

Зачищенный для пайки конец трубы

Образец обработанной медной трубы под пайку: с конца снят грат, поверхность начищена. Обычно при соединении двух деталей у одной из них зачищают внешнюю сторону, у другой – внутреннюю – по месту примыкания

Если применяется муфта или уголок, перед пайкой необходимо подготовить оба конца, у тройника – все три.

Шаг #3 — нанесение флюса

Для соединения медных труб отопления или водоснабжения используют различные виды флюса и пасты. Их главное назначение припоя – обеспечить полноценное заполнение припоем зоны пайки, при этом подготовить металл и очистить его от окислов.

Паяльная паста в банке

Пасту или густой гель наносить удобнее, чем жидкий флюс. Плотное и вязкое вещество распределяется более равномерно по металлической поверхности и не стекает

Состав флюса может быть разным. Очистительные функции обычно выполняют хлорид цинка, соляная или борная кислота. Защиту от кислорода обеспечивает наличие канифоли, воска или смолы.

Жидкие растворы продаются в тубах, а паста – в небольших пластиковых баночках. Кисточка для нанесения состава обычно идет в комплекте, если ее нет, то можно купить любой альтернативный вариант в канцелярском магазине – для клея или для краски.

Паста наносится кисточкой

Процесс нанесения достаточно прост: необходимо обмакнуть кисть в пасту и нанести тонкий, но заполняющий всю зону примыкания, слой на поверхность трубки

Наносить толстый слой считается ошибкой – при тесном контакте лишняя паста выдавливается, ее все равно приходится удалять.

Шаг #4 — соединение деталей

При соединении двух отрезков трубы или фитинга и трубы флюс наносят обычно на край детали, которая вставляется внутрь. Второй элемент обрабатывать флюсом нет смысла – при контакте он одинаково распределится по обеим примыкающим поверхностям.

Проворачиваем детали относительно друг друга, чтобы паста распределилась по зоне контакта, затем ветошью убираем выступившие наружу излишки раствора.

Очищенная от флюса поверхность трубы

Перед пайкой флюса или пасты на металлической поверхности быть не должно, иначе припой будет растекаться не в зазор между деталями, а в противоположную сторону – вдоль трубы

Выполнив соединение, необходимо как можно быстрее произвести пайку медных труб. Оставлять надолго подготовленные детали не рекомендуют, чтобы паяльная паста не утратила своих качеств.

Шаг #5 — пайка по капиллярной технологии

В сборке отопительных и водопроводных трубопроводов из меди применяют низкотемпературную капиллярную пайку, соответственно, подбирают легкоплавкий припой.

Процесс пайки происходит в следующем порядке:

  • включаем газовую горелку;
  • направляем пламя на место соединения;
  • перемещаем струю пламени по всей поверхности рабочей зоны, чтобы обеспечить равномерный прогрев;
  • когда детали разогрелись до температуры плавления припоя, подносим его к зазору и касаемся в нескольких местах так, чтобы он полностью заполнил пространство между деталями.

Если все действия выполнены правильно, припой после остывания должен образовать прочное герметичное соединение. Снаружи оно выглядит как шов, отличающийся цветом.

Швы на медной трубе после пайки

Соединение низкотемпературной пайкой должно остыть в естественных условиях. Во время остывания детали лучше не сдвигать, но можно аккуратно удалить еще не остывшие излишки припоя мокрой тряпкой

Умение пользоваться горелкой, вовремя подносить и отводить ее, очень важно. Как только разогретый припой начнет втягиваться внутрь зазора, ее лучше убрать, чтобы не перегреть детали.

Если чувствуете, что припой перестал плавиться и требуется повысить температуру, снова поднесите горелку. Проверять прочность и герметичность соединения можно только после полного остывания деталей.

Шаг #6 — обработка швов

Опытные мастера обычно в совершенстве владеют техникой соединения медных труб и осуществляют его буквально в течение одной минуты. При этом они касаются припоем всего в одном месте, после чего он растекается по зоне соединения и не выступает из-под верхней детали.

Но на практике, особенно у новичков, чаще припой остается, образуя рубцы изнутри и снаружи. Внутренние в дальнейшем могут спровоцировать отложения, а внешние выглядят не эстетично, поэтому их необходимо удалить.

Очистку можно производить наждачной бумагой, металлической щеткой или ершиком – теми же предметами, что использовались для подготовки под пайку.

Обработанные после пайки стыки

Если убрать застывший припой, поверхность деталей и зона шва будут гладкими. Узнать место пайки можно лишь по цвету, так как припой обычно отличается серебристым оттенком

После финишных штрихов – зачистки зоны пайки – работа считается законченной. Можно приступать к следующему соединению.

Рекомендации опытных мастеров

Каждый этап пайки сопровождается соблюдением ряда правил, мелких, но важных нюансов. Их соблюдение напрямую влияет на результат работы.

Галерея изображений

Чтобы не пораниться и не получить ожог, работать рекомендуется в защитной одежде: обязательно использовать перчатки, плотную куртку и штаны, во время пайки – очки или маску

Не советуют для такого серьезного мероприятия, как устройство трубопровода, применять подручные приспособления – ножи, пилки, молотки. Лучше пользоваться профессиональным инструментом

На сборку большого трубопровода уходит много времени. Чтобы сократить процесс подготовки деталей к пайке, используют электроинструмент – например, шуруповерт

Заранее запаситесь большим количеством салфеток, тряпок или ветоши – технология пайки требует удаления лишней пасты, да и работать с чистыми деталями намного приятнее

При использовании тисков помните, что медь относится к мягким металлам и легко деформируется при сильном механическом давлении. Зажимая трубу, не закручивайте тиски изо всех сил

Отрегулируйте температуру горения так, чтобы не было перегрева. В то же время нужно следить за достаточным нагревом, иначе припой просто не расплавится

Применяйте специальный припой для капиллярной пайки. Он отличается тем, что нагревается от раскаленных медных деталей, не требует дополнительного нагрева, быстро растекается по зоне, заполненной пастой

После того, как металл окончательно остынет, необходимо проверить прочность соединения – попытаться потянуть детали в стороны, покрутить их. Если пайка выполнена верно, элементы вручную не разъединить

Пайка меди

В отличие от стали, медь в большинстве случаев целесообразнее паять, чем варить. Особенно, если дело касается тонкостенных медных труб, используемых для различных систем — водопроводных, отопительных, холодильных, газовых. Эта целесообразность обусловлена целым рядом особенностей. Во-первых, медь и ее сплавы гораздо проще паять, чем сваривать. Справиться с пайкой меди при определенном старании может даже новичок, в то время как сварить ее без основательной подготовки вряд ли получится. Пайка не изменяет структуру металла, не требует дорогостоящего оборудования, как того требует сварка. Ну и, наконец, паяные соединения при соблюдении технологии и применении подходящих материалов получаются достаточно прочными и термостойкими, чтобы выдержать предназначенную им механическую и тепловую нагрузку.

Чаще всего, в домашних условиях, возникает необходимость пайки медных труб, при монтаже водопроводов или отопительных систем. Медь является хорошим материалом для водопроводных труб. Она не поддается коррозии, имеет гладкую поверхность, обеспечивающую хороший ток воды, не зарастает отложениями, не только не содержит вредных веществ, но даже обладает бактерицидными свойствами. Медный водопровод способен прослужить очень долго, 50 лет и более.

пайка меди

На рисунке показана пайка медных труб

Немного теории о пайке меди

Господствующее мнение о хорошей паяемости меди и ее сплавов верно лишь в том случае, когда речь идет о самой меди и ее сплавах с цинком, оловом, свинцом, фосфором, сурьмой, железом, никелем, марганцем. Эти металлы в самом деле имеют окислы, относительно легко удаляемые флюсами. Но медные сплавы, легированные хромом, алюминием, кремнием, титаном и некоторыми другими элементами, имеют на своей поверхности трудно растворимые флюсами оксиды. По счастью, чаще приходится иметь дело не с ними, а с технически чистой медью или теми ее сплавами, которые образуют легкоудаляемые оксиды. Так что утверждение о том, что пайка меди не доставляет особых хлопот, в большинстве случаев можно считать верным.

При пайке вообще и медных трубок в частности, используются обычно нахлесточные типы соединений. Они позволяют обеспечить достаточную прочность конструкции даже в том случае, если используются обладающие относительно малой прочностью мягкие припои. Считается, что для обеспечения удовлетворительной прочности паяного соединения, нахлест должен быть не менее 5 мм. На практике применяются обычно гораздо более высокие значения, что и обеспечивает хороший запас прочности.

Взаимное перекрытие элементов в трубопроводе обеспечивается за счет использования фитингов или операций расширения и отбортовки труб. Части труб и фитингов вставляются друг в друга. При этом между соединяемыми элементами обеспечивается как раз такой зазор (0,1-0,2 мм), который необходим для действия капиллярных сил, являющихся необходимым условием для большинства видов пайки. Под их действием расплавленный припой самопроизвольно втягивается в зазор, равномерно распределятся по всей поверхности контакта и плотно герметизирует соединение. Капиллярные силы позволяют подавать припой снизу.

пайка медных труб

Пайка медных труб

Медные трубы

Химический состав металла, идущего на производство медных труб, регламентируется в России ГОСТом 859-2001. Согласно ему во всех марках меди содержание Cu (+Ag) составляет более 99%. Допустимы небольшие примеси железа, олова, свинца, сурьмы и прочих элементов.
Медные трубы бывают отожженными (мягкими) и неотожженными (твердыми).

Первые получаются в результате отжига — нагрева до 600-700°C с постепенным охлаждением. Эта операция возвращает меди ее природную пластичность, потерянную при механической обработке (штамповке или прокатке) во время изготовления.
Отожженная труба имеет некоторые технологические преимущества перед неотожженной.

Проигрывая ей в прочности, она намного превосходит ее в пластичности. Значение ее удлинения при разрыве может достигать 40-60%. Это означает, что отожженную трубу при необходимости можно гнуть, не опасаясь разрыва. Соблюдая при этом, конечно, определенные соотношения между диаметром трубы и радиусом гибки (R=3d-8d, в зависимости от способа гибки).

Медные отожженные трубы могут избавить от разрыва водопровода при его случайном замораживании — благодаря пластической деформации металла, не позволяющей трубе разорваться. Тот, кто хоть раз сталкивался с заменой стальных «замороженных» труб, способен в полной мере оценить это достоинство.
Отожженные трубы поставляются в бухтах по 50 и 25 м, неотожженные — в виде мерных кусков (штанг) длиной 3 и 5 м.

виды медных труб

Неотожженные и отожженные медные трубы

Способы соединения медных труб

Самый удобный способ соединения медных труб — с помощью фитингов, которых выпускается множество. При всем обилии видов этих деталей, основных форм, используемых чаще всего, всего три: тройники (обеспечивают ответвления от трубы), углы (изменяют направление трубопровода на 90°) и муфты (соединяют две трубы).

фитинги для соединения медных труб

Медные фитинги под пайку

При желании можно обойтись вообще без фитингов или, во всяком случае, их минимальным количеством. Правда, для этого нужно иметь специальный недешевый инструмент, позволяющий выполнять с трубами определенные операции, — а именно, гибку, расширение и отбортовку. Используя гибку, можно обойтись без фитингов-углов. Расширение (увеличение диаметра конца трубы) позволяет обойтись при пайке труб без муфт. Применяя отбортовку, можно отказаться от приобретения тройников (или углов, если обрезать трубу и установить на ее конец заглушку). Необходимо только иметь в виду, что при использовании отбортовки отводная труба должна быть меньшего диаметра, чем магистральная.
Чтобы выполнять все эти операции с трубами, необходимо иметь ручные или электрические приспособления: трубогиб, отбортовщик и расширитель.
При использовании трубогибов радиус изгиба должен быть не менее чем 3,5d (d — диаметр трубы) при диаметре до 15 мм, и 4d при диаметре 18 мм. При использовании сгибающей пружины — не менее чем 6d.

Пружины для гибки медных труб

Чрезмерно малый радиус может привести к разрыву или сплющиванию трубы. Отожженные трубы можно гнуть с меньшим радиусом, но крутой сгиб (менее 3d), с точки зрения потока, неблагоприятен. Отожженные трубы можно также осторожно гнуть руками. В этом случаи, во избежание сплющивания, радиус изгиба должен быть не менее чем 8d.

Плохо выполненные сгибы, при которых труба сплющилась и поперечное сечение потеряло круглую форму или внутренняя поверхность сгиба собралась гармошкой, вызывают турбулентные потоки в сгибе трубы, что приводит к эрозийно-коррозийным повреждениям.

Неотожженную (твердую) трубу, до диаметра 18 мм, можно сгибать в холодном состоянии трубогибом. Трубы большего диаметра перед сгибанием следует смягчать при температуре 500-600°С.

Работа расширителя (экспандера) основана на раздвигании в радиальном направлении сегментов кулачкового механизма, вставленного внутрь трубы. Расширяемая медная труба должна быть отожженной (мягкой). Благодаря системе рычагов, при нажатии на рукоятки инструмента создается необходимое усилие, требующееся для пластической деформации металла. Все очень просто — вставил кулачковый наконечник в трубу, сжал рукоятки и получил раструб, в который можно вставлять трубу такого же диаметра. Из отрезка трубы можно сделать муфту, расширив оба конца заготовки. При необходимости конец неотожженной (твердой) трубы можно отжечь самостоятельно.

труборасширитель

Экспандер для расширения труб

Операция отбортовки несколько сложнее операции расширения. Она состоит из двух этапов: сверления отверстия специальным калибровочным сверлом и непосредственно самой отбортовки. После того как отверстие будет просверлено, необходимо вставить в него оправку с раздвижными, смазанными консистентной смазкой усиками, и закрепить на ней наружную часть устройства, служащую упором при вытяжке. После чего к наружной части подсоединяется электроинструмент. Вращение шпинделя вытягивает оправку из отверстия. При этом раздвинутыми усиками осуществляется отбортовка — загиб наружу кромки просверленного отверстия.

Отбортовка труб

Отбортовка труб

Отбортовка труб

Отбортовка труб

Теперь в трубу можно вставлять отвод, представляющий собой отрезок трубы меньшего диаметра. Чтобы он не выступал изнутри слишком сильно и не препятствовал движению воды, на его стенках с помощью специального инструмента формируют два выступа. Последние упираются в раструб, обеспечивая погружение отвода в отверстие на строго определенную глубину.

Отбортовка труб

Описанный способ отбортовки предполагает использование электроинструмента, но есть и ручные модели.

Ручной отбортовщик для труб

Ручной отбортовщик

Припои и флюсы для пайки меди

Медь и ее сплавы можно паять как низкотемпературной, так и высокотемпературной пайкой.Существует достаточное количества мягких и твердых припоев, обеспечивающих хорошее качество пайки труб.

Использование низкотемпературных припоев позволяет выполнять пайку при температуре, которая мало влияет на прочность меди, но они дают шов с худшими механическими характеристиками. Припои для высокотемпературной пайки дают большую прочность шва и допускают высокую температуру эксплуатации системы, но при этом происходит отжиг меди и требуется больший навык, так как легко пережечь металл.

Низкотемпературная пайка наиболее востребована в водоснабжении и отоплении. Есть много низкотемпературных бессвинцовых припоев, обеспечивающих достаточно хорошее качество медной пайки. Это сплавы олова с сурьмой, медью, серебром, висмутом, селеном. Основную часть (до 95-97%) в них составляет олово, остальную — прочие элементы. Наилучшими технологическими свойствами обладают серебросодержащие припои, например, S-Sn97Ag3, содержащий 97% олова и 3% серебра. Несколько худшими, но достаточно хорошими качествами обладают медьсодержащие припои, в частности S-Sn97Cu3 (97% олова и 3% меди). Есть трехкомпонентные припои, содержащие олово, серебро и медь (например, состав с 95,5% олова, 3,8% серебра и 0,7% меди). Наиболее универсальным и широко используемым является оловянно-медный припой. Недостатком оловянно-серебряных сплавов является более высокая стоимость по сравнению с оловянно-медными сплавами.

Припой S-Sn97Ag3 содержащий 97% олова и 3% серебра

Припой S-Sn97Cu3 содержащий 97% олова и 3% меди

Эти составы припоев дают хорошее качество шва и отвечают всем требования по прочности, долговечности и надежности водопроводов и систем отопления. Припои других составов практически не используются.
Для низкотемпературной пайки меди подходят и свинцово-оловянные припои, но если паяется трубопровод для питьевой воды, от них необходимо отказаться из-за вредности свинца.
В качестве флюсов для низкотемпературной пайки применяются в основном составы, содержащие хлорид цинка. Однако вряд ли стоит при покупке флюса уделять особое внимание его составу. Для пайки меди существует множество эффективных флюсов, нужно просто приобрести любой состав, предназначенный для этого. Например, F-SW 21 или канифольно-вазелиновую пасту, состоящую из канифоли, хлористого цинка и технического вазелина. Форма в виде пасты — самая удобная для нанесения на детали.

С учетом большой площади контакта элементов трубопровода, низкотемпературные припои обеспечивают достаточную прочность соединений. Прибегать к высокотемпературным припоям имеет смысл лишь в тех случаях, когда в этом есть особая необходимость. Например, если предполагается эксплуатация паяного трубопровода при высоких (выше 110°C) температурах — в отопительных системах с использованием пара высокого давления или иных случаях. Для пайки газопроводов из медных труб применяется только высокотемпературная пайка, как соединение с наибольшей прочностью и надежностью, низкотемпературная пайка в газоснабжении не используется.

Далее приведены значения допустимых давлений в трубопроводах из медных труб диаметром 6-28 мм, паянных низкотемпературными (мягкими) и высокотемпературными (твердыми) припоями.
Тип припоя Мягкий Температура транспортируемой среды, °C 30-65-110 Допустимое давление, атм. 16-10-6
Тип припоя Твердый Температура транспортируемой среды, °C 30-65-110 Допустимое давление, атм. 40-25-16
Для медных труб диаметром 6-28 мм.

Для высокотемпературной пайки меди наибольшее распространение получил медно-фосфорный припой состава Cu-94%, P-6% (L-CuP6 и подобные ему — ПМФ 7, ПМФ 9 и др.). Введение 6%-ой добавки фосфора очень резко снижает температуру плавления меди (до 710-750°С), что позволяет использовать этот состав как припой.

Медно-фосфорный припой L-CuP6 содержащий 94% меди и 6% фосфора

Медно-фосфорные припои в случае пайки меди с медью не требуют обязательного применения флюсов. Еще один плюс этого припоя — коэффициенты термического расширения припоя и меди паяемых деталей практически идентичны. Большое распространения получил также самофлюсующийся припой состава: 92% Cu, 6% P, 2% Ag (медно-фосфорный с серебром — L-Ag2P). Все твердые припои выпускают в виде твердых прутков.

В связи с хрупкостью соединения, возникающей из-за химической реакции фосфора с некоторыми металлами, нельзя применять медно-фосфорные припои для пайки цветных металлов с содержанием никеля выше 10%. Эти припои не рекомендуется также использовать для пайки алюминиевой бронзы. Нельзя их использовать и при пайке стали, чугуна.
При соединении медно-фосфорными припоями элементов из разных сплавов меди: медь с бронзой или медь с латунью или бронза с латунью — всегда необходимо применение флюса для высокотемпературной пайки.

Флюс для пайки твердыми припоями

Для низкотемпературной и высокотемпературной паек предпочтительным является использование согласованных припоя и флюса для конкретного вида пайки одного производителя.

Пайка медных труб

Процесс пайки медных труб заключается в последовательном выполнении следующих операций:

  • резки трубы,
  • снятии фасок,
  • зачистки соединяемых частей от окислов,
  • промазки их флюсом,
  • сборки соединения,
  • его нагреве и нанесении припоя.

Резка

Удобнее всего резать трубы труборезом. Выпускается множество видов этого инструмента, но все они имеют схожую конструкцию и состоят из корпуса, опорных роликов, режущего ножа в виде диска, и винта, поджимающего нож к трубе. Основное различие моделей состоит в форме корпуса, от которой зависит необходимая сила вращения при резке. Чем длиннее рычаг, за который поворачивается труборез, тем легче резать. Для резки труб, находящихся близко от ограждающих конструкций, применяют компактные труборезы с минимальным размером. Они требуют большего усилия, чем труборезы обычных размеров.

резка медной трубы

Резка медной трубы труборезом

Последовательность резки такова. Труборез устанавливается на трубе таким образом, чтобы кромка режущего ролика совпадала с линией реза. Зажимается винт, поджимающий ролик к трубе, и поворотом инструмента вокруг оси трубы осуществляется резка. После каждых 1-2 оборотов нужно вращением винта поджимать ролик к трубе.
Трубу можно отрезать и обычной пилой по металлу или электролобзиком. Нужно только постараться сделать рез перпендикулярным оси. Для этого лучше купить или сделать шаблон — стусло.

Применение труборезов дает ровную кромку трубы, но может привести к небольшому уменьшению диаметра трубы, задиры при этом образуются только внутри трубы. Применение ножовки позволяет избежать деформации трубы, но дает много заусенцев.

Снятие фасок

После резки необходимо снять внутреннюю и наружную фаски. Труборез немного загибает кромку трубы внутрь, если этот загиб не убрать, он будет создавать турбулентность и сопротивление потоку воды или газа. Наружная фаска снимается для облегчения сборки. Существуют специальные серпообразные ножи для снятия фаски. Иногда они встраиваются в труборезы, иногда представляют собой отдельный инструмент. Выпускаются также фаскосъемные инструменты в виде втулок (одной стороной снимают внутреннюю фаску, другой — наружную). В крайнем случае, можно воспользоваться монтажным или любым другим ножом.

Фаскосниматель

Зачистка

После снятия фаски нужно очистить сопрягаемые части деталей от окислов. Наружные поверхности зачищаются мелкой абразивной шкуркой (с зерном подряда P600), проволочной сеткой из нержавеющей стали или специальным инструментом с отверстием, обрамленным проволочной щеткой. Для внутренних поверхностей используются ершики, шкурка или сетка, навернутая на какой-нибудь штырь или, в крайнем случае, собственный палец. Поверхность зачищается до блеска. Если использовалась абразивная шкурка, после очистки нужно удалить с деталей остатки абразива. Наличие посторонних веществ на поверхности снижает качество любой, в том числе и медной пайки.

Механическая очистка медной трубы от оксидов

Механическая очистка медной трубы от оксидов

Обработка флюсом.

Промазку флюсом нужно производить сразу же после зачистки, поскольку уже через несколько минут очищенная поверхность будет вновь покрыта окислами, препятствующими смачиванию припоем. Пастообразный флюс наносится кистью на наружную поверхность деталей, вставляемых внутрь других. Наносить нужно количество, достаточное для полного покрытия сопрягаемых поверхностей, но без излишка.

Нанесение флюса

Когда флюс нанесен, рекомендуется сразу же соединять детали — это позволит исключить попадание посторонних частиц на обработанную флюсом поверхность.

Сборка

При сборке нужно немного провернуть детали друг относительно друга, чтобы флюс хорошо распределился по поверхности и убедиться, что труба достигла упора. Затем следует убрать сухой хлопчатобумажной тканью излишки флюса и закрепить детали в нужном положении или уложить их на огнестойкие материалы, на которых можно осуществлять нагрев без риска пожара.

Сборка деталей и удаление излишков флюса

При монтаже медного трубопровода, с применением газовой горелки, следует использовать огнезащитный экран.

Огнезащитный экран

Нагрев и пайка

Прежде чем приступать к нагреву труб, имеющих резиновые или пластмассовые компоненты, последние нужно удалить во избежание их повреждения при нагреве. У припаиваемых кранов следует выкрутить вентиль, чтобы не повредились прокладки. Если выполняется пайка медных труб в уже смонтированном трубопроводе, нужно открыть клапана запорных устройств, чтобы в трубе при нагреве не создавалось повышенного давления.

Температура пайки труб мягкими припоями составляет 250-300°C, твердыми — 700-900°C. Чаще всего для нагрева используют газовые горелки. Для низкотемпературной пайки труб удобны строительные фены, имеющие температуру выходящего воздуха при полной мощности до 650°C. Их можно оснастить специальными насадками на сопла, обеспечивающими прогрев трубы с разных сторон.

Пайка медных труб строительным феном

Если используется газовая горелка, то пламя должно быть нормальным — без избытка или недостатка кислорода. В сбалансированной газовой смеси пламя только нагревает металл и иного воздействия не оказывает. В случае сбалансированной газовой смеси пламя горелки обладает ярко-синим цветом и небольшой величиной. Пересыщенное кислородом пламя окисляет поверхность металла. Признаком этого явления служит черный окисный налет на металле. Факел пламени горелки, насыщенный кислородом бледно-голубого цвета и маленький

Прогревать нужно все соединение, перемещая пламя взад-вперед с разных сторон трубы, при этом время от времени касаются припоем щели соединения. Нужная температура достигается тогда, когда припой начинает плавиться при прикосновении к трубе. Не нужно создавать избыточного нагрева. Обычно с практикой достаточность нагрева определяется по цвету поверхности металла и появлению дыма флюса. Некоторые флюсы при достаточном для пайки нагреве выделяют сигнально дым или меняют цвет.

Производитель обычно указывает такие особенности своего флюса.

Пайка медной трубы

Не следует забывать о необходимости перемещения пламени, чтобы не перегреть какой-то отдельный участок соединения.
При пайке разветвленных соединений, например тройника, следует соблюдать очередность заполнения зазоров припоем — с нижнего к верхнему. В этом случае восходящее тепло не мешает остыванию и кристаллизации припоя.

Необходимое количество проволочного припоя диаметром 2,5-3 мм на один стык составляет примерно участок, длина которого равна диаметру паяемой трубы. Чтобы контролировать расход припоя, нужно отмерить на проволоке необходимую длину на один стык и согнуть его буквой «Г».

Отметка необходимого количества припоя

После прогрева соединения до температуры пайки, пламя горелки нужно отодвинуть от стыка (но не от соединения) и расплавить необходимое количество припоя в стык. При этом не следует забывать про перемещение пламени по соединению.

Пайка медной трубы

Припой должен плавиться не от пламени горелки, а от теплоты прогретого соединения.
Не нужно стараться распределять припой по всему периметру стыка. Под действием капиллярных сил припой сам втягивается в зазор и распределяется по сопрягаемым поверхностям. Нужно лишь постараться ввести именно то его количество, которое требуется, без недостатка и излишка. Этот процесс протекает хорошо, если поверхность металла чистая, выдержан оптимальный зазор между металлическими поверхностями, соединение достаточно прогрето (расплавленный припой течет по направлению к источнику теплоты).

Если равномерно разогревать все соединение, то припой плавится под воздействием его теплоты и равномерно поступает в зазор.
Для улучшения пайки, предварительно прогревают пруток припоя пламенем горелки.
Важным моментом пайки является быстрое выполнение этой операции. Цикл нагрева должен быть коротким, и следует избегать перегрева.
В отношении дозирования припоя и вообще всего процесса пайки очень удобны фитинги с готовым припоем. Однако они не получили распространения на нашем рынке. Они имеют сформованный валик, в который помещено необходимое количество припоя. Технология пайки труб такими фитингами более проста в сравнении с обычной. Нет необходимости подавать припой в стык и контролировать его расход. Нужно просто собрать конструкцию и прогреть соединение горелкой. Припой, находящийся в валике, расплавляется и заполняет все зазоры. Его количество точно соответствует тому, которое требуется для данного соединения.

Фитинг с припоем

Охлаждать соединение нужно естественным путем, предоставив трубе охладиться самой, без воды или иного способа быстрого охлаждения. Во время естественного охлаждения соединения, при кристаллизации припоя, элементы соединения должны быть абсолютно неподвижны.

По истечении короткого времени после окончания пайки нужно удалить остатки флюса влажной тканью.

Удаление остатков флюса

В сантехнике после монтажа трубопровода проводят обязательную технологическую промывку системы, для удаления остатков флюса и иных загрязнений попавших внутрь труб. Кроме этого иногда используется полная зачистка и шлифовка всей трубопроводной системы в эстетических целях или как элемент дизайна помещения.
В заключение совет, который к пайке прямого отношения не имеет. Как и все материалы, медные трубы расширяются при нагревании. 1 м трубопровода при нагреве на 60°C удлиняется на 1 мм. Чтобы во время эксплуатации в трубах не возникало напряжения, нужно позаботиться о компенсации теплового расширения. Обычно это делается с помощью устройства С- и Г-образных компенсаторов и подвижных способов крепления труб, позволяющих им свободно смещаться относительно кронштейнов, в которых они закреплены.

Пайка меди с использованием газовой горелки

Технологическая операция пайки медных трубок газовой горелкой осуществляется с помощью специального припоя, который способствует созданию неразделимого соединения. Температура плавления применяемого припоя намного ниже материала заготовок. Благодаря появлению капиллярного эффекта возникает равномерное распределение припоя. Чтобы улучшить качество пайки меди, поверхность обязательно зачищают.

Специальный инструмент

Горелки для пайки медных труб

Чтобы создать герметичное соединение между деталями различного назначения, используется горелка для пайки медных труб твёрдым припоем.

Это устройство отличается несколькими положительными характеристиками:

  • экономичность,
  • безопасность,
  • регулировка пламени,
  • лёгкое обслуживание.

Газовые аппараты для сварки делятся на несколько видов.

Решающее значение при выборе имеют:

Для большого объёма работы используются мощные устройства, оснащённые стационарными баллонами. Когда требуется выполнить несколько ручных операций, применяется паяльник и горелки газовые для пайки с одноразовым баллоном.

Ацетиленовые системы используются для паяльных работ с применением твёрдого припоя, когда требуется запаять большие диаметры.

Температура плавления применяемого припоя становится определяющим фактором при подборе горелки. Чтобы паять медные трубки твёрдыми припоями, используются профессиональные виды газовых горелок. Для работы с более мягкими припоями операцию выполняют полупрофессиональным устройством.

Для каждого типа пайки применяются разнообразные газовые смеси. Например, газ-воздух подаётся в системы небольшого веса и компактных габаритов. Такое оборудование для пайки медных труб обрело большую популярность, особенно когда нужно запаять трубы малого диаметра.

Газ-кислород позволяет проводить пайки деталей любого диаметра. Смесь может работать с любым материалом. Этот комплект, имеющий стационарное крепление баллонов, используется на профессиональных станциях.

Инструмент для проведения пайки

Для достижения высококачественной пайки, необходимо иметь специальное оборудование. К нему относятся:

  • Труборез.
  • Фаскосниматель.
  • Труборасширитель. Позволяет не использовать фитинги. Расширяет торец трубы.
  • Металлический ёрш.
  • Отражатель пламени. Крепится прямо на сопло. Даёт возможность пользоваться горелкой около горючих материалов, сохраняет тепло, способствует равномерному прогреву медной трубки.

Выбор газовой горелки

Газовая горелка на баллончик

Мастер подбирает оборудование, учитывая все требования разработанного технологического процесса. По мощности горелки определяют тип баллончика. Он бывает двух видов: стационарный и ацетилен — кислородный.

Профессиональные горелки используют твёрдый припой. Для работы в бытовых условиях применяются газовые горелки с мягким припоем. Применение полупрофессиональных систем позволяет паять детали независимо от того, какой припой. Также горелку можно изготовить самостоятельно.

Специальный электрический термофен позволяет пользоваться мягким припоем. Этот инструмент даёт возможность сохранять определённое значение температуры плавки. В случае необходимости её можно регулировать. Специальные насадки направляют струю нагретого воздуха на конкретный участок детали.

Сегодня промышленность выпускает большой ассортимент горелок, однако все они имеют одинаковые базовые компоненты:

  • фиксирующие приспособления для установки баллона,
  • головки,
  • редуктор,
  • регулятор струи газа,
  • форсунки,
  • переходник,
  • наконечник.

Температура плавления у бытовых горелок — 1000 —1500 градусов, у промышленных — 1500 — 2000 градусов.

От используемой газовой смеси зависит тип горелки:

  • Пропановые. Получили самое большое распространение.
  • Работающие на MAPP-газе. Отличаются поддержкой мягкого топлива, высокоэффективным сжиганием газа.
  • Ацетилен — кислородные. Оснащаются стационарно зафиксированными газовыми баллонами. Часто применяются для создания магистрального трубопровода.

Самыми удобными считаются горелки, работающие с одноразовыми газовыми баллонами. Они способны работать, независимо от вида газовой смеси. Регулировка струи газа осуществляется поворотом ручки вентиля редуктора.

В отличие от стационарных установок горелки, имеющие хороший одноразовый баллон, обладают несколькими положительными качествами:

  • Лёгкая транспортировка.
  • Простое обслуживание.
  • Не требует наличия электричества.
  • Выполняет разные задачи, за счёт крепления нескольких видов сопел.
  • Управление силой пламени.
  • Полная безопасность. Благодаря обратному клапану происходит быстро перекрывание подачи газа.
  • Высококачественная пайка.

Единственным недостатком этих систем считается необходимость установки нового баллона после окончания работ.

Технология пайки

Для достижения качественной пайки с использованием газовой горелки, необходимо соблюдать определённые правила:

  • Поверхность деталей должна быть очищена от грязи. Категорически запрещается пользоваться царапающими материалами.
  • Для исключения попадания воздуха внутрь шва, поверхность сцепления должна быть покрыта флюсом.
  • Нагрев деталей должен происходить равномерно. Припой не должен перегреваться. Соединение получится низкого качества.
  • Между поверхностями припаиваемых труб должен оставаться зазор (25— 125 мкм.).
  • Чтобы в дальнейшем не появилась коррозия, флюс должен быть удалён.

Как выполняется пайка медной трубы — варианты и способы

Медные трубы являются отличным материалом для обустройства отопительных или водопроводных сетей. Данный стройматериал имеет высокую прочность, длительный срок службы и отлично работает в условиях температурных перепадов и высокого давления.

Соединение медных изделий может выполняться несколькими методами, но самый простой из них – пайка, для которой используется специальный припой, обеспечивающий герметичность и надежность конструкции. О том, как выполняется пайка медной трубы, и пойдет речь в этой статье.

Подготовка труб из меди к пайке

Чтобы спаять медные трубы, нужно запастись соответствующими инструментами:

  1. Труборез. Подбирать труборез нужно в соответствии с диаметром соединяемых труб. Данный инструмент дает возможность обрезать трубы ровно, без необходимости в дальнейшей подгонке.
  2. Фаскосниматель. Этот инструмент, выполняемый в круглой форме или в виде карандаша, позволяет снимать фаску с краев труб. Такая операция необходима – заусенцы на торцах медных изделий будут мешать при работе и помешают созданию герметичного соединения.
  3. Труборасширитель. Для монтажа труб могут использоваться фитинги, в противном случае понадобится труборасширитель, позволяющий подготовить трубы к пайке.
  4. Молоток и рулетка.

Также стоит подготовить помещение: любые горючие или легковоспламеняющиеся материалы нужно убрать, чтобы не спровоцировать пожар, вызванный высокой температурой пайки. Не будет лишней и хорошая вентиляция помещения.

Материалы для пайки

Кроме описанных выше инструментов, для работы потребуется и определенный набор материалов:

  • Припой.
  • Металлическая щетка (нужна для очистки соединяемых элементов).
  • Флюс.
  • Кисть.
  • Паяльник или газовая горелка (детальнее: «Какие бывают горелки для пайки медных труб и как их использовать»).

Припой для медных труб представляет собой проволоку, которая начинает плавиться при меньшей температуре, чем необходима для расплавления меди. Именно за счет этой особенности возникает возможность паять медные трубы.

Высокотемпературный припой, выполненный в виде тонкой медной проволоки, имеющей 6% вкрапление фосфора, начинает плавиться при температуре около 600-800 градусов. Также может использоваться низкотемпературный припой из чистого олова, температура плавления которого составляет 300-400 градусов.

Флюс необходим для очистки трубы от различных окислов и защиты соединения от дальнейшего окисления. Кроме того, при помощи флюса улучшается качество соединения. Жидкие флюсы наносятся на место соединения до работы, а твердые расплавляются непосредственно при пайке трубы. Существует также паяльная паста для медных труб, которую можно наносить как перед монтажом, так и после него.

Газовые горелки могут иметь встроенную емкость для топлива или одноразовую. Есть еще и ацетилен-кислородные устройства, имеющие особую конструкцию. В любом случае подбирать инструмент для пайки нужно в зависимости от типа припоя, который будет использоваться в работе. Профессиональные инструменты обычно предназначены для работы только с твердым припоем, а менее качественное оборудование позволяет работать с любым видом припоя.

Особенности припоев и флюсов

Ассортимент различных припоев довольно обширен, поэтому подбор оптимального варианта особого труда не составит. Припой с низкой температурой плавления по характеристикам немного хуже высокотемпературных аналогов, но это компенсируется небольшой рабочей температурой, которая не может нанести вред самим трубам. Преобладающая часть низкотемпературных припоев состоит из олова.

Чтобы добиться предельного качества пайки, стоит использовать материалы, содержащие в себе серебряные включения. Неплохим вариантом являются припои, включающие в себя сразу три компонента – олово, медь и серебро. Осуществляя монтаж посредством низкотемпературной пайки, стоит подбирать соответствующие флюсы – они, как правило, включают в себя хлорид цинка. Читайте также: «Какой припой для пайки медных труб лучше использовать, виды и особенности материалов».

Пайка медных труб мягким припоем требует очень качественной подгонки деталей и большой площади соединения – только в этом случае получится достаточно прочный шов. Очень важно следить за тем, чтобы флюс и припой соответствовали друг другу.

Для пайки газопроводов можно пользоваться только высокотемпературным методом, который позволяет придать соединению максимальную прочность. В данном случае потребуются припои, выполненные из меди и фосфора. Важный момент – использовать медно-фосфорные прутки в качестве припоя можно только при соединении медных труб. Для пайки чугунных или стальных изделий придется подбирать другие материалы.

Пайка медных труб мягким припоем

Использовать низкотемпературную пайку медных труб можно при монтаже водопровода или отопительных коммуникаций, в которых температура жидкости не превышает 130 градусов, а диаметр трубы меньше 100 мм. Для создания качественного соединения необходимо сначала зачистить обрабатываемые поверхности, нанести флюс и поднести элементы друг к другу. Соединяемый узел разогревается при помощи горелки до 200-250 градусов, а припой наносится на торец узла.

При пайке нужно помнить о том, что горелка способна разогреваться до 1000 градусов, поэтому время прогрева должно быть контролируемым – обычно достаточно 15-20 секунд. Чтобы прогрев деталей был равномерным, пламя нужно постоянно передвигать. Контроль степени прогрева осуществляется визуально: как только флюс темнеет, можно использовать припой.

Технология пайки мягким припоем выглядит довольно просто: при подаче олова в точку соединения постепенно начинается его плавление. Мягкий припой для медных труб самостоятельно перемещается по флюсу в шов, заполняя все свободное пространство между трубой из меди и раструбом. Читайте также: «Как правильно паять медные трубы – материалы и инструменты, правила выполнения работ».

Пайка твердым припоем

Соединять медные трубы твердым припоем необходимо в том случае, если система будет использоваться при температуре носителя свыше 110 градусов. Для работы потребуется оборудование, способное разогреваться до температуры выше 700 градусов. Нужно учитывать, что медь при таких условиях работы начнет плавиться, поэтому проводить пайку стоит аккуратно.

Для пайки применяется медно-фосфорный припой, поэтому в данном случае флюс не потребуется – равномерный прогрев краев изделий позволяет материалу полностью заполнять шов. Чтобы определить, насколько готово соединение, нужно вставить в него проволоку припоя – если работа была сделана правильно, то прут начнет плавиться.

Алгоритм пайки выглядит следующим образом:

  • Сначала нужно собрать и прогреть соединяемые детали;
  • К соединяемому узлу подносится припой, который нужно разогреть при помощи горелки;
  • Когда труба зафиксирована, ее нужно провернуть, в результате чего разогретый припой сам накрутится на стык.

Пайка медных труб твердым припоем достаточно хороша – в итоге получается достаточно прочный и герметичный шов, имеющий минимальные размеры. Кроме того, твердый припой – это единственная возможность соединить трубы, которые будут работать в условиях высоких температур.

В то же время, работа с твердыми припоями достаточно сложна и рискованна – ошибка может привести к разрушению труб. Не стоит забывать и про расход припоя при пайке медных труб – если допускать ошибки, то это тоже будут лишние затраты. Чтобы исключить вероятность повреждений материала, лучше всего будет воспользоваться услугами специалистов. Читайте также: «Как паять медные трубы – инструменты, материалы, правила пайки».

Основные проблемы при пайке

Очень важный момент – перед тем, как паять медные трубы, нужно проверить их на предмет наличия дефектов. Если труба была изначально деформирована или повреждена, то о качественном соединении не может быть и речи. Кроме того, соединяемые детали нужно тщательно зачистить, иначе возникнут микротрещины, впоследствии снижающие срок службы трубопровода.

Наносить флюс на обрабатываемую поверхность необходимо очень тщательно, ведь плохое соединение в итоге приведет к плохому качеству пайки. Такой же эффект возникает при перегреве трубы – флюс из-за этого попросту выгорает, и качественный шов создать не удастся.

При пайке должна обязательно соблюдаться техника безопасности – открытое пламя представляет собой опасность, равно как и используемые материалы. Чтобы решить эту проблему, нужно заранее запастись средствами индивидуальной защиты.

Заключение

Пайка медной трубы – это не самый простой процесс, поэтому проводить его своими руками стоит только при наличии соответствующего опыта. Впрочем, грамотная подготовка и тщательный подход к работе позволят создать надежное соединение, способное прослужить достаточно долго при надлежащих условиях эксплуатации системы.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *