Пайка меди

Пайка меди своими руками в домашних условиях

Мягкие металлы довольно сложно поддаются термической обработке. Пайка меди, латуни и бронзы в домашних условиях чаще всего выполняется твердым припоем, хотя иногда используются специальные пасты.

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.

Припои бывают:

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

Сварка

Рассмотрим, как осуществляется трубная пайка меди и своими руками:

1. Любая технология подразумевает подготовку трубы. Вам понадобится обрезать коммуникацию до нужного размера и обработать концы фаскоснимателем. Это нужно для того, чтобы следующий элемент при соединении не повредился и получилось максимально жесткое сцепление деталей;
2. На край трубы из меди наносится флюс для пайки, его же намазывают на фитинг или другую трубу. После нужно аккуратно вставить коммуникации друг в друга. Если распайка производится самофлюсующимся припоем или электродом, то флюс можно не использовать;
3. В стык вставляется выбранный припой. Нужно отметить, что если используется паста, то её нужно наносить после флюса. Под воздействием определенной температуры вещество начнет плавиться, заполняя собой свободное пространство в трубе. Очень важный момент: на припой нельзя воздействовать прямым огнем, он должен расплавиться только от тепла разогретой трубы;Фото — пайка с припоем
4. Если используется лужение, то флюс и припой наносятся очень тонким слоем, иначе в противном случае, на месте пайки образуется некрасивый объемный шов. Если осуществляется ремонт замков или радиодеталей (usb, контактов), то это может нарушить процесс работы элемента;
5. После окончания нагрева инструмент убирается. В этот момент трубу нельзя двигать – соединение еще слишком пластичное, при повороте металлических отводов можно повредить крепление. Остывают медные трубы естественным путем;
6. Остается только удалить остатки припоя или флюса щеткой, абразивной бумагой или кистью. Место стыка не рекомендуется переохлаждать первые сутки, когда процесс застывания металла не завершен.Фото — после зачистки

Купить все необходимые инструменты, которыми производится пайка бронзы или меди, можно в любом электрическом магазине, цена зависит от категории. Горелки стоят от 3 долларов до нескольких десятков, стоимость припоя начинается от 5 у. е., флюса – от 3.

Как соединить серебряные детали?

Порядок действий включает:

Очистку серебра. Использование обезжиривателейй рекомендовано при работе с замасляным или сильно загрязненным серебром. Для очистки окислений оптимальным решением станет размещение деталей в травильном растворе перед пайкой. Допускается использование наждачной бумаги с зернистостью 1000, что обеспечит получение шершавой поверхности.

Нанесение флюса на соединение. Приготовление флюса требует соблюдения инструкции на упаковке. Для его нанесения на готовые изделия требуется использование маленькой кисти. Многие мастера наносят флюс лишь на участках нанесения припоя, что предупредит его растекание. Другие размещают флюс на большой площади для сведения к минимуму риска повреждения от огня.

Оптимальным вариантом станет подготовка небольшого количества флюса в отдельной емкости, так как неоднократное погружение кисточки в основную бутылочку приведет к загрязнению и негативному воздействию на основные функции.

Расположение серебряных изделий для соединения. Разместив 2 изделия на паяльном кирпиче, следует предусмотреть физическое соприкосновение, обеспечивающее правильность соединения.

Расположение припоя на соединении

Используя пинцет, позволяющий захватить кусочек припоя, следует осторожно разместить его у одного конца трещины или разрыва. По мере плавления, он растечется по всему участку, где имеется флюс

Это исключает необходимость в покрытии припоем всей длины щели.

Припой нужно нагревать до образования жидкого состава. При розжиге горелки, требуется предусмотреть установку максимальной температуры. Весь процесс пайки заключается в ряде этапов:

1. В поднесении горелки к месту соединения на промежутке 10 см и вращении по кругу, равномерно прогревая все элементы.
2. Медленном поднесении пламени к участку соединения, сконцентрировавшись на припое.
3. По мере достижения припоем точки плавления, он быстро растечется на обработанные флюсом участки серебра.

Если один из стыкуемых элементов имеет толщину больше другого, следует прогреть толстый участок с тыльной стороны до начала плавления припоя. Затем следует быстро прогреть тонкий.

В ряде случаев понадобится пинцет, позволяющий удерживать изделия в правильном положении, но следует разместить их далеко от пламени. Возможно появление необходимости в удержании небольших, тонких участков из серебра для обеспечения заданного уровня теплопередачи.

Опустив изделие в воду, следует погрузить его в травильный раствор и дать остыть на протяжении 1 минуты. Дальнейшее охлаждение производится путем обмакивания его в ванне с водой.

Травильным раствором принято считать кислотную ванночку, используемую для чистки ювелирных изделий после спаивания. Опустив в нее серебро, следует воспользоваться медными щипцами, и оставить его на несколько минут для удаления флюса и окисления

Важно предотвратить контакт с кожей, одеждой или инвентарем, что может повлиять на образование коррозии

Промыв участок соединения водой, остается протереть его насухо тканью. При правильной организации работы изделие будет крепко соединено.

Припои, флюсы, паста

Медь как материал, включая ее сплавы, доступна для пайки при низких и высоких температурах. В итоге получается качественное соединение вне зависимости от того, какого вида припой был использован: мягкий или твердый.

Низкотемпературные сплавы обеспечивают стыковку медных труб, когда не затрагивается структура металла. Однако образующееся соединение отличается швом, который обладает низкими механическими характеристиками. В то время как высокотемпературные припои – это безупречная прочность шва, что позволяет эксплуатировать соединенные с его помощью трубы при высоких температурах. Этот вид пайки приводит к отжигу меди, потому необходимо обладать соответствующим опытом, чтобы не допустить пережога металла.

Низкотемпературная пайка медных труб преимущественно находит свое применение при организации систем отопления и водоснабжения. Для этих целей используются низкотемпературные припои, не имеющие в своем составе свинца, которые гарантируют высокое качество работы. К таким металлам относятся сплавы олова с медью, сурьмой, селеном, серебром и висмутом. При этом их состав в основном формируется за счет олова, а содержание других элементов – это лишь около 5% от общей массы.

Лучшими технологическими характеристиками обладают припои, содержащие серебро, например, S-Sn97Ag3 (олово 97%, серебро 3%). Чуть хуже обстоят дела со сплавами, имеющими в своем составе медь, которые также обеспечивают высокое качество соединения. Например, таким припоем является S-Sn97Cu3 (олово 97%, медь 3%). В то же время существуют универсальные сплавы, характеризуемые как оловянно-медные, но они отличаются высокой стоимостью.

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

Приведенные в качестве примера припои позволяют получить отличный шов, обеспечивающий возможность длительной эксплуатации того или иного трубопровода. На практике другие сплавы не находят своего применения, так как заявленные характеристики упомянутых выше составов высоки, что в сочетании с относительно невысокой стоимостью делает их недосягаемыми для ближайших конкурентов.

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

Процесс низкотемпературной пайки осуществляется с применением флюсов, в составе которых имеется хлорид цинка. Выбор того или иного химического вещества не актуален, так как практически все предлагаемые смеси этого вида полностью отвечают существующим требованиям. Например, можно выбрать канифольно-вазелиновую пасту, созданную на основе канифоли, вазелина технического назначения и хлористого цинка. Флюсы такой консистенции отличаются максимальным удобством применения.

Низкотемпературные припои создают условия для образования довольно прочных соединений, поэтому их использование оправданно лишь в тех случаях, когда возникает необходимость сборки отопительных систем, температурный режим эксплуатации которых превышает 110 °C. В той же мере это относится и к организации газопроводов на основе труб из меди.

Нижеприведенная таблица содержит в себе информацию относительно допустимых значений давления в трубопроводах, создаваемых за счет использования медных цилиндрических изделий диаметром от 6 до 28 мм.

В основном высокотемпературная пайка меди производится с использованием припоя L-CuP6, содержащего в себе 94% упомянутого металла и 6% фосфора. Последнее вещество, добавленное в состав сплава, обеспечивает снижение температуры плавления меди, что, собственно, и позволяет применять данную смесь как припой. Но также немалой популярностью пользуется самофлюсующийся сплав L-Ag2P (медь 92%, фосфор 6%, серебро 2%). Специальные составы, содержащие в себе медь и фосфор, позволяют осуществлять пайку металла красно-желтого цвета без флюсов.

Медно-фосфорные припои образуют довольно хрупкие соединения, поэтому их нельзя применять в работе с чугуном, сталью, алюминиевой бронзой и цветными металлами, содержащими более 10% никеля. Если предполагается соединение посредством этих припоев изделий из меди и медных сплавов (бронзы, латуни), необходимо обязательно применять высокотемпературную смесь, обладающую химическим действием.

Вне зависимости от вида пайки желательно использовать согласованные припои и флюс, ориентированные на конкретный тип соединения и выпускаемые одним производителем.

Паста для пайки меди – это то же самое, что и флюс, только в виде загустевшей смеси, которую можно наносить на трубу как до стыковки, так и после нее. Свойства вещества аналогичны характеристикам флюсов. Паста улучшает адгезию припоя, а также препятствует проникновению воздуха в стыковочный шов.

Если припой, то какой

Определившись с инструментом, приступаем к выбору припоя. Прежде всего, следует убедиться, что материал соответствует определённому температурному режиму. По своим характеристикам припои условно делятся на три группы.

• Низкотемпературные. Их стоит предпочесть, если паяльник или горелка неспособны обеспечить хороший прогрев. Однако прочность соединения в этом случае будет не слишком высокой. Для деталей, работающих под большими нагрузками, такой вариант не подходит.
• Среднетемпературные. Если паяльная горелка обладает достаточной мощностью, используя такой материал удастся наложить прочный шов с приемлемыми эксплуатационными свойствами. Но, по ряду причин, такие составы не получили широкого распространения.
• Высокотемпературными. Как правило, при их применении достигается самая высокая прочность соединения. Следует помнить, что не все сплавы меди способны выдержать значительный нагрев. Всё будет зависеть от соединений, входящих в их состав. Но если требуется, чтобы получившийся шов выдерживал высокие нагрузки, придётся остановить свой выбор именно на таком варианте.

Но не только температура плавления отличает один припой от другого. Не менее важен их химический состав. Наиболее распространена пайка меди твёрдым припоем. В ходе такой работы используются смеси, приготовленные по различным рецептам. Они разделены на несколько основных категорий.

• Оловянно-медные и серебряно-медные. Это – достаточно простые в применении низкотемпературные припои.
• Медно-фосфорные. Эти высокотемпературные припои удобны тем, что при необходимости могут использоваться без флюсов. Но при низких температурах его механические свойства ухудшаются и, как следствие, падает прочность соединительного шва.
• Медно-серебряно-цинковые. Они также обладают высокой тугоплавкостью. Среди их достоинств – хорошая пластичность и высокая коррозионная стойкость.
• Высокотемпературные серебряные припои обладают хорошими механическими свойствами, однако, для их применения обязательно необходим флюс. Важным недостатком является и высокая стоимость материала.

При обилии предложений на рынке, изготовление припоя своими руками не слишком оправдано.

Для изготовления водопроводов и изделий, контактирующих с пищей, использовать составы, содержащие свинец, недопустимо. Причина очевидна – свинец ядовит. Отдельной проблемой является пайка нержавейки с медью. Но и она решается правильным выбором припоя и флюса.

Технология пайки

Процесс довольно простой, поэтому, когда необходимо соединить что-то дома, то хозяин выполняет пайку своими руками и без привлечения специалистов. Но все же без подготовительного этапа не обойтись.

Именно от него зависит, насколько качественным и надежным получится соединение

Прежде всего следует обратить внимание на срез детали, который должен быть строго вертикальным, без заусениц, с ровными и гладкими краями. При обнаружении малейших дефектов следует взять наждачную бумагу и провести ею по поверхности, пока дефекты не исчезнут

Если соединяют две медные трубы, то, доведя срез до идеального состояния, необходимо вставить ее в фитинг, а после вынуть. Ту часть, которая соприкасалась с фитингом, необходимо очистить от окислений. Следующий этап – нанесение флюса

В этом нет ничего сложного, нужно только провести кисточкой по всей детали, уделяя особое внимание месту стыковки

Затем элементы соединяют друг с другом и крепко фиксируют. Дальнейшие действия зависят от того, чем выполняется пайка – газовой горелкой или паяльником. Учитывая, что детали должны находиться в неподвижном состоянии, потребуется помощник. Он-то и будет держать их, но, если такового не нашлось, нужно ухитриться и сделать это самому.

Когда что-то нужно припаять в домашних условиях, то чаще всего используется твердый состав. Но мастер может приобрести специальные пасты. При правильном выборе составов удается максимально аккуратно и прочно соединить два трубопровода или радиодетали.

Пайка выполняется либо при высокой, либо низкой температуре. В первом случае процесс отличается высокой прочностью шва, а также соединенный участок получает термостойкость

Что очень важно, если он в дальнейшем послужит частью различных коммуникаций. Но высокотемпературную пайку не допускается применять на резьбовых соединениях

Чаще всего этот процесс выполняется горелкой, наполненной пропаном.

Когда же используется низкотемпературная пайка, то применяется мягкий состав, паста или гель. Она наиболее подходит для начинающего мастера, потому что отличается простотой и легкостью. В этом типе процесса температура не повышается больше 425 градусов, так что возможно даже использовать паяльник, который найдется практически в каждом доме.

Работа с паяльником

Каждый человек хоть раз в жизни видел паяльник, а многие постоянно работают с ним. Поэтому не увидят в пайке медных изделий этим инструментом ничего сложного. Вся сущность процесса заключается в том, что припой, расположенный между двумя деталями, нагревается с помощью паяльника, пока не начинает плавиться.

Когда он затвердеет, то две части надежно скрепятся в одну. Чтобы припаять качественно, необходимо распределить вещество равномерно по всей поверхности, заполнить каждый зазор

При этом важно подобрать именно тот материал, который хорошо выдерживает высокую температуру паяльника

Работа с горелкой

Инструмент включают, когда две части уже соединены друг с другом. Не стоит слишком долго удерживать его возле места стыка, поскольку температура горения составляет несколько тысяч градусов. В то время как нагреть определенное место нужно всего лишь до 250-300 градусов.

Это займет секунд 20-30. Как только флюс сменит цвет на темный, то вводят соединяемый состав

Важно! Горелку или фен нужно располагать посередине, чтобы охватить всю зону соединения

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.

Подробнее о капиллярной пайке

Чаще всего в бытовых условиях медные трубопроводы организовываются с помощью капиллярной пайки. Сутью этого метода выступает так называемый капиллярный эффект, предусматривающий возможность поднятия жидкости (жидкого припоя) при помощи адгезии. Главным условием является то, чтобы смоченные стенки были разделены небольшим расстоянием.

Организация стыковочного узла для медных труб в бытовых условиях осуществляется с помощью специальных фитингов для пайки или раструбных утолщений. Раструбный способ считается более надежным, так как речь в таком случае идет о создании всего одного стыка. Исходя из этого, если есть возможность, вместо фитингов рекомендуется использовать раструбные соединения.

Порядок подготовки раструбов

Обрезка труб по размеру осуществляется вальцовочным труборезом

Важно добиться строгой перпендикулярности торцевых срезов по отношению к центральной оси

Далее снимают фаску с обоих концов. Для этого потребуется наличие особенного приспособления – фаскоснимателя. Дальнейшая зачистка внутренних и наружных поверхностей соединяемых труб реализуется медной щеткой.

Вставив один из отрезков трубы в тиски, производят его развальцовку, чтобы добиться свободного погружения в него второго отрезка. Для этой цели используется специальный труборасширитель соответствующего диаметра.

Результатом развальцовки является обустройство раструба на одном из концов медной трубы. Тестирование уровня его готовности по ходу процедуры проводится периодическим погружением другого, гладкого конца.

Применение паяльного аппарата

Кроме уже упомянутого трубореза, фаскомнимателя и расширителя труб, для проведения пайки медных труб потребуются и некоторые другие инструменты. Речь, прежде всего, идет о паяльнике. Благодаря этому аппарату на соединяемом участке создается высокотемпературная зона для разогрева труб и припоя. Как правило, функция паяльника выполняется специальной газовой горелкой.

Для процедуры, где используется мягкий припой, вполне сгодится компактное ручное приспособление, работающее на пропане. Как правило, такие аппараты комплектуются газовыми баллонами одноразового типа, прикрепленными на рукоятку. Несмотря на небольшие габариты, горелки данного типа способны обеспечивать нагревание до +1100 градусов: для работы с мягким припоем этого вполне достаточно. При покупке рекомендуется выбирать модели с пьезорозжигом, что заметно упрощает проведение пайки.

Держатели газовых горелок ручного типа оснащаются регулировочным вентилем, позволяющим корректировать длину пламени. Этот же вентиль позволяет прекращать подачу газа по окончанию работы. Назначением обратного клапана является перекрывание подачи топлива, если пламя затухнет.

Другие необходимые материалы

Припой реализуется прутками или проволокой с более низкой температурой плавления по сравнению с медью. Это дает возможность соединять медные трубы методом плавления. Для пайки потребуется щетка со стальным ворсом. С ее помощью трубы и фитинги зачищают для последующего соединения. Щетку можно заменить мелкозернистой наждачной бумагой.

Не обойтись без флюса для пайки и кисти (чтобы наносить флюс). Еще потребуется огнеупорная прокладка, молоток, тиски, рулетка.

Что необходимо для пайки труб из меди

Пайка медных труб, своими руками выполнить которую совсем несложно, не требует дорогостоящего оборудования и каких-то особых материалов. Для того чтобы правильно ее осуществить, вам понадобятся следующие приспособления.

Горелка, за счет которой станет выполняться нагрев припоя и участка труб, где будет выполняться их соединение. В такую горелку подается, как правило, газ пропан, давление которого регулируется при помощи сварочного редуктора.
Специальное приспособление для резки медных труб. Так как изделия из этого металла являются очень мягкими, резать их следует достаточно нежно, чтобы не помять стенки. На современном рынке предлагаются труборезы различных моделей, отличающиеся и своей функциональностью, и техническими возможностями

Конструкция отдельных моделей таких приспособлений, что важно, позволяет использовать их даже для работы в труднодоступных местах.
Труборасширитель — это устройство, позволяющее расширить диаметр медной трубы, что необходимо для того, чтобы более качественно выполнить пайку. В различных системах, монтируемых из медных труб, используются элементы одного сечения, и для того, чтобы качественно соединить их, необходимо незначительно увеличить диаметр одного из соединяемых элементов. Именно такую задачу и решает такое приспособление как труборасширитель

Именно такую задачу и решает такое приспособление как труборасширитель.

Набор для развальцовки медных труб

Приспособление для снятия фасок с торцов медных труб. После обрезки на торцах деталей остаются заусеницы, которые могут помешать получить качественное и надежное соединение. Чтобы удалить их и придать торцам труб требуемую конфигурацию, перед пайкой как раз и используется фаскосниматель. На современном рынке предлагаются приспособления для снятия фасок двух основных типов: помещенные в круглый корпус и изготовленные в виде карандаша. Более удобными в эксплуатации, но и более дорогими являются круглые устройства, которыми можно обрабатывать мягкие медные трубы диаметром не более 36 мм.
Чтобы правильно подготовить медные трубы к пайке, необходимо удалить с их поверхности все загрязнения и окислы. Для этих целей используются ершики и щетки, щетина которых изготовлена из стальной проволоки.
Обычно выполняется пайка медных труб твердым припоем, который может быть высоко- и низкотемпературным. Высокотемпературный припой — это медная проволока, содержащая в своем составе около 6% фосфора. Плавится такая проволока при температуре 700 градусов, в то время как для низкотемпературного его вида (проволока из олова) достаточно и 350 градусов.
Технология пайки медных труб предполагает использование специальных флюсов и паст, которые выполняют защитную функцию. Такие флюсы не только защищают формируемый шов от образования в нем воздушных пузырьков, но и значительно улучшают сцепление припоя с материалом труб.

Кроме флюса, припоя и других основных элементов, для выполнения пайки труб из меди понадобятся и дополнительные инструменты, найти которые можно в каждой мастерской или гараже. Чтобы паять или варить изделия из меди, дополнительно приготовьте:

• обычный маркер;
• рулетку;
• строительный уровень;
• небольшую кисточку с жесткой щетиной;
• молоток.

Перед началом работ важно также решить, как паять медные трубы. Основных вариантов может быть два: пайка меди твердым припоем (используется реже) и применение припоя мягкого типа. При решении этого вопроса важно исходить из того, что существуют требования по использованию того или иного типа припоя

Так, припои твердого типа используются для пайки элементов холодильных агрегатов и кондиционеров. Во всех остальных случаях (системы водоснабжения, отопления и др.) можно использовать оловянную проволоку. Но какая бы технология не была выбрана, следует помнить, что флюс необходим в любом случае

При решении этого вопроса важно исходить из того, что существуют требования по использованию того или иного типа припоя. Так, припои твердого типа используются для пайки элементов холодильных агрегатов и кондиционеров

Во всех остальных случаях (системы водоснабжения, отопления и др.) можно использовать оловянную проволоку. Но какая бы технология не была выбрана, следует помнить, что флюс необходим в любом случае.

Ершики для зачистки внутренней поверхности медной трубы перед пайкой