С инженерной точки зрения пайка – это очень сложный физико-химический процесс, в ходе которого достигается непаяное соединение. Часть детали плавится под воздействием нагретого вещества, и различные процессы происходят следующим образом:
Как и чем паять медь в домашних условиях видео
Подготовительный период, который включает в себя приобретение необходимых инструментов, материалов, средств индивидуальной защиты и саму процедуру пайки.
Существует два метода пайки меди с медью: высокотемпературный и низкотемпературный. Первый способ предполагает нагрев металла до 900°C и используется для пайки под высоким давлением или при высоких температурах, где в качестве материалов используются стержни твердого припоя (их температура плавления составляет около 900°C) и твердый паяльный флюс.
Для низкотемпературной пайки меди достаточно нагреть металл до 600°C (часто 300-380°C), что вполне достижимо в домашних условиях. Для пайки меди и латуни используется мягкий припой в виде проволоки или прутка диаметром до 3 мм и флюс с повышенной плавкостью. Флюс для пайки представляет собой сплав более 97% олова и других металлов, таких как медь, селен, серебро и сурьма.
Правильно спаять медные трубы можно только с помощью флюса – специального пастообразного состава (с хлоридом цинка), который широкой полосой наносится на поверхность соединяемых участков трубы. Он выполняет несколько функций:
- предотвращает процесс окисления металла, удаляя кислород;
- улучшает адгезию припоя к меди;
- указывает на то, что металл достаточно нагрет, и сигнализирует, когда следует наносить припой и припаивать медь;
- способствует равномерному распределению припоя вдоль соединения.
Меры предосторожности. Несмотря на простоту процесса, пайка медных труб должна выполняться безопасно. Опасность представляет не только пламя горелки, но и нагретый металл. Медь хорошо проводит тепло, поэтому во время процесса не только участок, где размещается и сваривается припой, но и вся труба становится очень горячей и медленно остывает. Если необходимо паять медные трубы, которые еще не встроены в трубопроводную систему, подготовка включает в себя размещение их на негорючих опорах, где они могут остывать в течение длительного времени. Прежде чем прикасаться к спаиваемому металлу, дайте ему полностью остыть.
Меры предосторожности при пайке меди
Важно помнить, что медь обладает очень высокой теплопроводностью, поэтому держать спаиваемые детали в руках без защиты не рекомендуется, это может закончиться ожогами. Компоненты длиной менее 30 см следует держать только с помощью плоскогубцев или защитных перчаток. Если во время пайки флюс попал на открытые участки тела, его следует немедленно смыть водой с мылом, так как помимо термических ожогов он может вызвать химические ожоги.
Одежда из синтетических материалов нежелательна при работе с открытым пламенем, раскаленным металлом или флюсом, содержащим кислоту, так как она может воспламениться и расплавиться гораздо быстрее, чем другие ткани. Вентиляция обязательна; дым от сгоревшего флюса вреден.
Если у вас нет навыков пайки, то перед ответственной работой рекомендуется потренироваться на обрывках труб или проволоки. Сложностей здесь немного, и 2-3 раз обычно достаточно, чтобы освоить все основные приемы. При монтаже сантехники рекомендуется провести предварительную сборку на полу, прежде чем устанавливать все на место. После монтажа и пайки систему следует хорошо промыть горячей чистой водой, чтобы удалить флюс и припой изнутри труб.
Медные водопроводные и отопительные системы недешевы, но они прочны и долговечны. Поскольку медь обладает высокой теплопроводностью и хорошими антикоррозийными и антибактериальными свойствами, она эффективна и долговечна. Пайка меди в домашних условиях не представляет сложности: на трубу наносится раструбное соединение, а затем шов запаивается. Вместо использования крана иногда расширяют конец одной трубы и вставляют в него другую. Такое соединение удобно тем, что не требуются фитинги, а срок службы такой же, как у самих труб.
Инструменты и материалы
В промышленной практике используются различные методы соединения медных деталей. В домашних условиях можно использовать обычный электрический паяльник. Кроме того, потребуются следующие принадлежности и оборудование:
- флюс;
- твердый припой;
- металлическая щетка;
- набор щеток;
- устройство для резки труб (ручное или автоматическое);
- газовая горелка.
Прочность используемой техники зависит от того, насколько высока температура плавления расходных материалов. Роль флюса заключается в предотвращении образования оксидных слоев на соединяемых участках. Другая его функция – улучшить распределение припоя по будущему шву. Олово наиболее полезно в качестве припоя. Оно плавится при относительно низкой температуре, что делает его более удобным в работе. Иногда используется серебро, но, хотя оно и привлекательно, стоит дорого.
Чистое серебро не используется; его смешивают с оловом и/или медью. Мягкий припой используется только при необходимости соединения водопроводных труб. Есть два важных ограничения: диаметр канала, до 10 см, и температура нагрева детали, до 130 градусов. К мягким припоям относятся:
- свинцово-оловянные сплавы (это самый лучший вариант);
- составы с низким содержанием олова;
- специальные составы.
Паяльные сплавы используются для получения наиболее прочных и стабильных сварных швов. В эту группу входят медно-цинковые сплавы, медно-фосфорные комбинации и чистая медь. Многокомпонентные смеси полезны для достижения наивысшей стабильности соединения. Если необходимо спаять медные провода, следует использовать графитовый электрод. В этом случае припой и флюс можно вообще не использовать.
В некоторых случаях для пайки меди используется бура. Она делится на 2 основных типа – А и Б. Важно отметить, что оба вида недостаточно химически устойчивы. Не рекомендуется хранить их более 6 месяцев. Бура типа В несколько лучше подходит для пайки.
Как паять?
Давайте рассмотрим, как паять, используя различные варианты.
Трубы
Спаять части трубы между собой можно даже в домашних условиях. Предварительная очистка проста, и агрессивные ингредиенты не требуются. Высокотемпературная пайка происходит при температуре 450 градусов и выше. Материалом для пайки служит серебро или медь. При капиллярной высокотемпературной пайке обычно используется BAg или BcuP.
Рекомендуется предварительный отжиг металла для его размягчения. Естественное охлаждение подготовленных швов помогает предотвратить чрезмерную потерю прочностных свойств. Сильная продувка, особенно погружение в холодную воду, противопоказана. Пайка применяется для труб сечением от 1,2 до 15,9 см, высокотемпературная пайка используется для газовых труб. В сантехнической практике высокая температура важна, если выполняется монолитное соединение деталей диаметром более 2,8 см или если необходимо обеспечить циркуляцию жидкости, нагретой более чем до 120 градусов.
Высокотемпературная обработка также используется при создании отопительных контуров. Легко создать ответвление от уже готовой системы без демонтажа. Низкотемпературная обработка позволяет выполнять соединения шириной от 0,7 до 5 см. Из-за низкой прочности он не подходит для соединения газовых труб. Однако отсутствие отжига позволяет сохранить прочность на достойном уровне, а сама процедура более безопасна, поэтому таким способом можно получить соединения шириной от 0,6 до 10,8 см.
Резка труб по размеру обычно выполняется с помощью ручного трубореза. Прямой рез достигается, если держать заготовку под углом 90 градусов к рукоятке. На соединяемых деталях не должно быть заусенцев или заусениц, которые могут препятствовать прохождению жидкости. Перед нанесением флюса детали должны быть обезжирены. После равномерного распределения флюса детали можно соединять и паять.
Обзор типов
Припой – это металлический компонент или сплав, состоящий из термопластичных элементов. Для пайки медных деталей требуется мягкий или твердый припой. Мягкий припой плавится при температуре 425°C, а твердый припой плавится при температуре 460-560°C. При пайке используется газовая горелка.
Мягкий припой выпускается в виде намотанной проволоки диаметром 3 мм, которая наматывается на катушку для более удобного обращения во время работы.
Мягкий
Данный товар включает в себя следующие виды материала.
- Оловянный припой – Плавится при температуре 220°C, содержит только олово и образует при пайке прочное и вязкое паяное соединение.
- Свинцовые припои – Имеет температуру плавления 180-230°C и состоит только из свинца, этот тип припоя относится к низкотемпературным припоям.
- Медно-оловянные припои – Припои, содержащие минимум 3% меди и остальное чистое олово. Этот тип припоя считается самым распространенным и наиболее востребованным среди мастеров. Паяное соединение получается очень гладким, коррозионностойким и надежным.
- Оловянно-свинцовые припои – Припои плавятся при температуре 185-280°C и могут содержать 20-90% чистого олова.
- Медно-серебряные припои содержат минимум 5% серебра, а остальной процент приходится на чистую медь. Паяные соединения обладают повышенной устойчивостью к механическим и термическим нагрузкам.
Припои типа мягких припоев образуют стыковое соединение шириной 0,5-0,8 мм. Эти материалы подходят для пайки труб в общей системе диаметром от 5 до 110 мм. Что касается свинцового припоя, то его нельзя использовать для пайки трубных систем, подающих питьевую воду в дома, учреждения или на предприятия, но для других водопроводных коммуникаций ограничение на использование свинца не действует.
Как сделать выбор?
Пайку можно использовать для соединения труб практически любой сложности – водопровода и отопления, газопровода, холодильных труб, медных трубок. Средне- и высокотемпературные припойные сплавы используются на производстве, а низкотемпературные припойные сплавы, позволяющие выполнять паяные соединения с помощью паяльника, лучше подходят для пайки в домашних условиях.
Высокотемпературные припои сложно использовать в домашних условиях, поскольку без специальных инструментов невозможно нагреть припой до 1100°C. Это также представляет опасность возгорания, а тонкостенные медные трубы могут быть перфорированы в процессе.
Чтобы избежать прожога трубы, рекомендуется выбирать низкоплавкий мягкий припой для тонкостенных труб и твердый припой для толстостенных труб.
Для соединений в газовых трубах используется серебро или серебряный припой. Серебро обеспечивает точность пайки, прочность готового соединения, которое устойчиво к механическим воздействиям, включая вибрации различной интенсивности. Данный вид припоя не является недорогим вариантом, но качество результата будет стоить затрат на протяжении многих лет безаварийной службы газопровода.
Описание процесса
Самый простой способ пайки алюминия и меди заключается в соединении проводов между собой. Концы жил с разными типами металлических подложек очищаются от изоляции ножом и свинчиваются вместе. Для этой цели достаточно стандартного паяльника мощностью 40 Вт.
Перейдем к процедуре.
- Алюминиевые жилы необходимо очистить до яркого серебристого цвета. Лучше всего это сделать перед скручиванием. Плоскогубцы помогут сделать плотную скрутку.
- Нанесите флюс. Для алюминиевой проволоки есть специальный, обычно маркируется F-64, F-61A. Он жидкий, продается в пластиковых бутылках с кисточкой. Аккуратно нанесите флюс на витую пару равномерным тонким слоем по всей поверхности.
- Нанесите припой. Наконечник паяльника нагревается до рабочей температуры. Небольшое количество припоя наносится на покрытый флюсом конец провода. Важно избегать капель, состав должен просто равномерно оловить поверхность.
- Создайте медную скрутку. Ее лучше покрыть флюсом на основе раствора канифоли в ацетоне. Флюс закипает сам по себе и должен быть цвета слабозаваренного чая. Нанесите жидкий флюс на поверхность проволоки кистью, равномерно покрывая ее.
- Нанесите полужидкий флюс. Он покрывает поверхность медной проволоки, делая ее готовой к последующей пайке.
- Соединение проводов. Провода соединяются стандартным способом, скручивая жилы вместе. Правильно луженые концы проводов легко соединяются с помощью одного и того же оловянно-свинцового припоя, несмотря на плохую совместимость материалов. В этом случае исключается электрохимическая коррозия, так как отсутствует прямой контакт между металлами.
Следует отметить, что данный способ соединения не рекомендуется для прокладки электрических кабелей в жилых и нежилых зданиях. В качестве защиты от повышенного коррозионного воздействия на алюминиевую жилу используются шайбы, болты или соединители из стали.
Полезные советы
Медное покрытие алюминия не должно проводиться в бытовых условиях. Контакт с кислотами и связанные с ним химические реакции требуют специально оборудованной мастерской с вентиляционным оборудованием или свободным притоком свежего воздуха. Важно понимать, что материалы с различными свойствами могут быть спаяны без образования контактных площадок, если они правильно подготовлены. Гальванический метод больше подходит для промышленного производства.
При работе с трубами, которые впоследствии будут эксплуатироваться под давлением, важно точно рассчитать необходимую прочность соединения. На основании этого выбираются припой и флюсы. Если вместо паяльника используется горелка, необходимо избегать возможного воспламенения инородных тел. Все работы должны проводиться в мастерской.