Медно фосфорный припой температура плавления

Пайка нагревом трубопроводов холодильных установок с использованием медно-фосфорных и серебряных припоев

Пайка – это важнейшая операция при монтаже оборудования, с ее помощью соединяют основные узлы холодильной системы в замкнутую схему. Вследствие того, что холодильная установка содержит хладагент, каждое паяное соединение должно быть герметичным. Иначе возникает утечка хладагента, что приводит к дорогостоящему ремонту. Пайка медных трубопроводов производится методом газопламенной пайки в азотной среде. Азот, продуваемый внутри труб, препятствует проникновению воздуха и влаги к месту пайки, а, следовательно, предотвращает образование окислов. Требуемый расход азота, регулируемый с помощью редуктора на баллоне, практики определяют по ощущению щекою легкого дуновения газа, выходящего из трубы диаметром 6 мм. Пайка в азотной среде обязательна при монтаже установок с новыми хладагентами (R134a, R404A, R507, R407C, R410A и т.д.) и полиэфирными маслами.

1. Общие сведения

Пайка осуществляется при температуре выше 425°С, но ниже температуры плавления соединяемых металлов. Она происходит за счет поверхностных сил адгезии (от лат. adhaesio — прилипание) между расплавленным припоем и нагретыми поверхностями основных металлов. Припой распределяется в соединении под действием капиллярных сил.

Нельзя путать пайку твердым припоем с пайкой мягким припоем (оловом), хотя операции очень близки. Соединение металлов при пайке мягким припоем происходит при температуре ниже 425°С. В холодильной технике пайку оловом не применяют, т.к. шов не выдерживает вибраций и при низких температурах возможно его разрушение («серая смерть»).

Для качественного соединения металлов припой должен распределиться под действием капиллярных сил и «смочить» основной металл. «Смачивание» — это явление, при котором силы притяжения между молекулами расплавленного припоя и молекулами основных металлов выше, чем внутренние силы притяжения, существующие между молекулами припоя.

Степень «смачивания» — это функция основных составляющих процесса пайки: металлов, припоя и температуры. Хорошее «смачивание» происходит только на совершенно чистой не окисленной поверхности.

2. Припои

Качество и прочность пайки зависит от припоя. Медно-фосфорные твердые припои специально разработаны для пайки меди, латуни, бронзы и комбинаций этих металлов.

При пайке латуни или бронзы используют флюс для предотвращения образования окисного покрытия на основных металлах. Это покрытие препятствует смачиванию и растеканию припоя. При пайке меди и медных соединений, медно-фосфорные припои являются самофлюсующимися.

Медно-фосфорные припои не применяются для пайки сталей из-за образования хрупкой пленки фосфитов по границе шва, что может привести к нарушению герметичности соединения. В связи с хрупкостью соединения, возникающей из-за фосфорной составляющей, нельзя применять эти припои для пайки цветных металлов с содержанием никеля выше 10%. Эти припои не рекомендуется также использовать для пайки алюминиевой бронзы.

В отличие от медно-фосфорных сплавов твердые серебряные припои не содержат фосфор. Эти припои применяют для пайки цветных металлов, меди и сплавов на медной основе, для пайки необходим флюс.

Необходимо принимать тщательные меры предосторожности при использовании низкотемпературного медного припоя, содержащего кадмий, в связи с отравляющим воздействием паров кадмия.

В большинстве случаев пайку соединений в холодильном оборудовании осуществляют при помощи нескольких марок припоев. Медно-фосфорный припой содержит до 15 % серебра, а в серебряном припое содержится больше серебра.

Трехкомпонентные медно-фосфорные припои (табл. 1) с содержанием серебра до 15% предназначены для пайки в холодильной промышленности. Они имеют сравнительно небольшую температуру плавления, обладают хорошей текучестью при пайке меди и некоторых ее сплавов. Из-за присутствия в составе припоя фосфора не требуется применение флюса. Паяные швы отличаются значительной прочностью и коррозионной стойкостью. Припои 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, клапаны, смотровые стекла) требуется охлаждение последних для предотвращения недопустимого перегрева.

Т а б л и ц а 1. Основные характеристики медно-фосфорных припоев

102 (содержание серебра 2%). Имеет среднее растекание. Используется для пайки меди и ее сплавов в соединениях, не испытывающих ударных и вибрационных нагрузок.

105 (содержание серебра 5%). Пластичен, обладает медленным растеканием, поэтому способен заполнять большие зазоры. Паяный шов выдерживает небольшие вибрационные и ударные нагрузки.

В холодильной технике рекомендуется применение припоя с содержанием серебра не менее 5 %.

115 (содержание серебра 15%). Пластичен из-за высокого содержания серебра и пониженного содержания фосфора. Паяный шов выдерживает умеренные вибрационные и ударные нагрузки.

Серебряные припои (табл. 2) имеют низкую температуру плавления и хорошо «смачивают» соединяемые поверхности. Они прекрасно заполняют зазоры соединений и дают плотные швы, обладающие высокой прочностью и пластичностью — широко применяются при изготовлении и монтаже холодильного оборудования, особенно при пайке соединений, испытывающих значительные вибрационные нагрузки в большом диапазоне рабочих температур, например, при пайке трубопроводов к компрессору.

Более низкая температура растекания по сравнению с медно-фосфорными припоями делает их предпочтительными для пайки арматуры. Кроме того, снижается вероятность образования окалины.

Т а б л и ц а 2. Основные характеристики серебряных припоев

1530 (содержание серебра 30%). Имеет среднее растекание. Припой применяется во всех изделиях за исключением изделий пищевой промышленности из-за содержащегося в нем кадмия. Пайка производится в хорошо проветриваемом помещении с соблюдением всех мер предосторожности.

530Sn (содержание серебра 30%). Обладает средним растеканием. Хорошо формирует паяный шов в любом пространственном положении.

538Sn (содержание серебра 38%). Обладает быстрым растеканием, что позволяет получать плотные швы при значительных монтажных зазорах.

540Sn (содержание серебра 40%). Рекомендуется для пайки меди, сталей в любых сочетаниях для соединений, испытывающих вибрационные и ударные нагрузки.

545Sn (содержание серебра 45%). Рекомендуется для пайки элементов автоматики, боящихся перегрева (ТРВ, соленоидные клапаны).

555Sn (содержание серебра 55%). Рекомендуется для пайки арматуры, содержащей нетермостойкие элементы.

Пайка серебряными припоями производится с флюсом «Superflux» или аналогичным флюсом.

3. Пайка

3.1. Пайка двух медных труб с использованием медно-фосфорного припоя.

1. Уменьшающееся пламя горелки указывает на избыточное количество газообразного топлива в газовой смеси, которое превышает содержание кислорода (рис. 1). Незначительно уменьшающееся пламя нагревает и очищает поверхность металла для операции пайки быстрее и лучше.

Сбалансированная газовая смесь содержит равное количество кислорода и газообразного топлива, в результате чего пламя нагревает металл, не оказывая другого воздействия (рис. 2).

Пересыщенная кислородная смесь — это газовая смесь, содержащая избыточное количество кислорода, в результате чего образуется пламя, которое окисляет поверхность металла. Признаком этого явления служит черный окисный налет на металле (рис. 3)

2. Необходимым условием надежной пайки является чистота поверхности. Перед операцией пайки очищают соединяемые металлические поверхности от грязи проволочной щеткой или наждачной бумагой. Необходимо предотвратить попадание масла, краски, грязи на поверхность соединяемых металлов, иначе они будут препятствовать попаданию припоя в соединение, «смачиванию» и соединению припоя с металлическими поверхностями.

3. Для пайки одну трубку вставляют в другую так, чтобы она входила на длину не менее диаметра внутренней трубы. Между стенками внутренней и наружной труб должен быть зазор 0,025—0,125 мм (рис. 4).

4. Соединяемые трубы, нагревают равномерно по всей окружности и длине соединения. Обе трубы нагревают пламенем горелки в месте соединения, равномерно распределяя теплоту (рис. 5). При этом сам припой нагревать не следует. Соединение не должно быть нагрето до температуры плавления металла, из которого, изготовлены трубы. Применяют горелку соответствующего размера с несколько уменьшающимся пламенем. Перегрев соединения усиливает взаимодействие основного металла с припоем (т. е. усиливает образование химических соединений). В итоге, такое взаимодействие отрицательно влияет на срок службы соединения (рис. 6).

Если внутренняя труба разогрета до температуры пайки, а наружная труба имеет более низкую температуру, то расплавленный припой не затекает в зазор между соединяемыми трубами и перемещается в направлении источника теплоты (рис. 7).

Если вводить в зону пайки припой и пламя горелки одновременно, то соединение нагреется неудовлетворительно. Внутренняя труба достаточно не прогревается, а расплавленный припой не будет затекать в зазор между соединяемыми трубами (рис. 7,6).

Если равномерно разогревать всю поверхность концов спаиваемых труб, то припой плавится под воздействием их теплоты и равномерно поступает в зазор соединения (рис. 7, в).

5. Трубы для пайки достаточно прогреты, если пруток твердого припоя плавится при контакте с ними. Для улучшения пайки, предварительно прогревают пруток припоя пламенем горелки (рис. 8).

6. Под воздействием капиллярных сил припой поступает в соединение. Этот процесс протекает хорошо, если поверхность металла чистая, выдержан оптимальный зазор между металлическими поверхностями, концы труб в зоне соединения достаточно нагреты (расплавленный припой течет по направлению к источнику теплоты) (рис. 9).

3.2. Соединение меди с латунью с помощью твердого медно-фосфорного припоя.

1. Выполняют указанные выше операции для соединения меди с медью.

2. Перед нагревом соединения наносят небольшое количество флюса, чтобы обеспечить смачивание припоя на поверхности латуни.

3. По завершении операции пайки тщательно удаляют остатки флюса горячей водой и щеткой. Большинство видов флюса вызывают коррозию и должны быть полностью удалены с поверхности соединения.

3.3. Соединение стали со сталью, медью, латунью или бронзой с помощью серебряного припоя.

1. Выполняют указанные выше операции для соединения меди с медью.

2. До нагрева, на соединение наносят флюс для последующего смачивания и перемещения расплавленного припоя в зазоры между соединяемыми деталями.

3. Нагревают пруток припоя и затем окунают его во флюс. Припой покрывается тонким слоем флюса, что предотвращает образование окисного покрытия на его поверхности (окиси цинка).

4. По завершении операции пайки тщательно удаляют остатки флюса.

4. Флюсы

Флюс поглощает определенное количество окислов. Вязкость флюса увеличивается при насыщении его окислами. Если после пайки остатки флюса не удалять, то это приведет к попаданию его в соединение и со временем может вызвать коррозию и утечку хладагента.

При пайке используют минимальное количество флюса, а затем тщательно счищают его остатки после завершения данной операции. Флюс наносят вдоль поверхности, а не в соединение. Он должен попасть в соединение до припоя.

5. Правила пайки

1. Применяют несколько уменьшающееся пламя, которое создает максимальный нагрев, и очищает соединение.

2. Металлические поверхности очищают и обезжиривают.

3. Проверяют взаимное расположение деталей и зазоры.

4. При пайке наносят минимальное количество флюса снаружи соединения. При пайке меди с медью при помощи медно-фосфорных припоев флюс не требуется.

5. Для пайки нагревают соединение равномерно до требуемой температуры.

6. Припой наносят на соединение. Проверяют его равномерное распределение в соединении, используя для этой цели паяльную горелку. Расплавленный припой течет в сторону более нагретого места соединения.

7. Остатки флюса тщательно удаляют после пайки.

8. Важным моментом пайки является быстрое выполнение этой операции. Цикл нагрева должен быть коротким, и следует избегать перегрева.

9. При пайке необходимо обеспечить соответствующую вентиляцию, так как может появиться вредный для здоровья дым (паров кадмия из припоя и фтористых соединений из флюса).

Литература:

1. Б.Ленгли. Руководство по устранению неисправностей в оборудовании для кондиционирования и в холодильных установках. ЕВРОКЛИМАТ. М.2002.

2. А.Н.Стрельцов, В.В.Шишов. Справочник по холодильному оборудованию предприятий торговли и общественного питания. М. Изд. Академия. 2006 г.

Припои для пайки медных изделий

Медные трубы приобрели популярность в связи большой прочностью и доступной возможностью механической обработки. Их устанавливают в трубопроводах, снабжающих газом и водой, отопительных системах, кондиционерах и холодильниках.

Медь не окисляется на воздухе, не выделяет токсичных веществ, способствует уничтожению микроорганизмов. Из меди делают и многие другие изделия, включая провода, краны, дверную фурнитуру, украшения. Для ремонта или изготовления деталей применяют пайку.

Возможности паяного соединения

В системах поставки газа, воды, теплоносителей часто устанавливают трубы с тонкими стенками. Такие трубопроводы легче паять, чем сваривать.

Правда, процесс идет относительно легко при работе с чистой медью или ее сплавами, содержащими цинк, олово, свинец, другие химические элементы стойкие к окислению. Даже в случае образования оксидов, они легко удаляются.

Если в составе сплавов есть титан, алюминий, кремний, хром, то образующийся в результате окисления продукты удалить сложно. В большинстве случаев для производства труб применяются сплавы первого типа.

Медные трубы можно соединять и ремонтировать пайкой посредством твердых или мягких припоев. Каждый способ имеет свои особенности. Пайка меди твердым припоем проводятся при большой температуре. В этом случае применяют горелку.

Хорошо выполнить пайку, не пережигая металл, сможет человек с опытом подобной работы.

Низкотемпературные

С мягкими припоями работать легче, но образующийся шов механически не очень устойчив. Для эксплуатации в системах водоснабжения и отопления при стабильном давлении низкотемпературной пайки бывает вполне достаточно.

Существует множество видов припоев с оловом в качестве базового компонента, обеспечивающих хороший результат.

Содержание основного металла в применяемых сплавах достигает 95-97 %. Остальные компоненты – это сурьма, медь, серебро, висмут, селен. Вот несколько примеров:

1. Отличные качества демонстрирует двухкомпонентный сплав с серебром в количестве 3 %. Стоит он больше, чем остальные составы. Совсем небольшое содержание серебра, тем не менее, сказывается на ценообразовании.
2. Хорошие свойства у двухкомпонентного сплава с концентрацией меди 3 %. Это вполне понятно, припой, содержащий медь в заметном количестве, не может быть плохим по определению.
3. Приемлемый результат дает трехкомпонентная композиция из металлов с преобладанием олова, 3,8 % серебра и 0,7% меди. Оправданность применения последнего сплава – вопрос открытый. Стоит он из-за серебра дороже, а качества несколько хуже, чем у припоя без включения благородного металла.

Это основные составы, применяемые для мягкой пайки. Теоретически можно использовать композиции из олова и свинца, но в связи с токсичностью последнего элемента в водопроводах такой припой не применяют.

Для успешного проведения мягкой пайки нужен флюс. Благо, проблем с этими средствами нет никаких. Удачный вариант – флюсовая паста для пайки медных изделий, состоящая из хлорида цинка, канифоли и вазелина.

Мягкая пайка проводится при обеспечении большой площади контакта труб. Поэтому соединяются они прочно.

Если предполагается эксплуатация трубопровода при высоких температурах (больше 110 ℃), то проводить процесс при низких температурах никак нельзя.

В принципе, через такое соединение можно пропускать горячую воду короткий период времени почти при температуре кипения, но тогда давление в системе не может превышать 6 атм. Это никого устраивать не может.

Высокотемпературные

Совсем другие возможности по эксплуатации трубопроводов появляются после проведения твердой пайки. Горячая, почти кипящая, вода может находиться в трубопроводах под давлением 16 атм.

Жидкие растворы с температурой 65 ℃ позволено закачивать в системы при давлении 25 атм. Теплая вода, нагретая до 30 ℃, может при необходимости пребывать в трубопроводах под давлением 40 атм.

С фосфором

Для твердой пайки идеально подходит медно-фосфористый (медно-фосфорный) припой. Фосфора в нем только 6 %. Все остальное составляет медь.

Совсем небольшое количество фосфора существенно понижает температуру плавления меди, делая процесс энергетически экономным.

Фосфорный припой обеспечивает прочное соединение, не требует применения флюсов. Благодаря большой концентрации меди припой имеет почти такой же коэффициент расширения, как и материал труб. Это значительно упрощает работу.

Пользуется популярностью припой на основе меди (92 %) с фосфором (6 %) и серебром (2 %). При расплавлении он выполняет функцию не только припоя, но и флюса.

Для ремонта холодильного оборудования, смесителей, мощных электрических машин, кондиционеров применяют припой на основе меди с добавками приблизительно 6 % фосфора, 4 % олова, около 0,95 % циркония.

Этот сплав нужно погружать в момент максимально возможного нагрева деталей. Пруток припоя с цирконием вводят в рабочую зону до тех пор, пока он не станет полностью растекаться.

Фосфорсодержащие сплавы не могут быть использованы для пайки цветных металлов с концентрацией никеля больше 10 %, алюминиевой бронзы, чугуна, стальных сплавов.

Если планируется пайка медных изделий с бронзой или латунью, а также высокотемпературное соединение бронзы с латунью без специального флюса обойтись будет невозможно. Следует приобрести готовый состав, уточнив диапазон его возможных применений.

С цинком и серебром

Пластичное, прочное соединение образуются с помощью медно-цинкового припоя, состоящего из 30 % цинка, 26 % меди и 44 % серебра.

Он имеет относительно высокую стоимость, применяется для пайки пищевых медных изделий. Абсолютно безвредный состав образует соединение с высокой теплопроводностью, не подвергающееся коррозии.

Флюсы для работы твердыми припоями

Во многих случаях высокотемпературную пайку медных изделий без флюсов провести невозможно. Для очистки рабочей зоны, предотвращения окисления используют несколько соединений бора: метаборную кислоту, оксид бора (ангидрид кислоты), тетраборат натрия.

К флюсам, предназначенным для пайки стальных сплавов, производители добавляют фториды кальция и калия. Композиции из борной и плавиковой кислот с добавкой гидроксида калия можно применять как для пайки меди, так и различных стальных сплавов.

Самый простой флюс для пайки меди при высоких температурах – это бура. Она универсальна по действию, доступна, имеет небольшую цену.

Флюсы поступают в продажу в виде растворов, сыпучих порошков, твердых кусочков. Часто для удобства флюс соединяют с припоем. Пруток припоя можно обмазать сверху, положить кусочек во внутреннюю полость стержня.

В тех редких случаях, когда припой для работы с медью имеет форму порошка, его соединяют (при необходимости перетирают) с сухим флюсом.

Припой для пайки медных труб своими руками: видео

Присоединить разнообразные жесткие изделия можно с помощью процесса припаивания, который сопровождается сложными процессами с химической и физической точки зрения. В наши дни владельцы домов и квартир монтируют в своих жилищах трубы в основном из медного или алюминиевого материала (см. Алюминиевая труба). При этом часто появляется необходимость не только правильно установить медные элементы трубных систем, но и качественно их отремонтировать. Для этого обязательно придется приобрести специальный инструмент, оснащение и материалы. Неотъемлемой деталью при паянии труб из меди является припой, при подборе которого необходимо учесть ряд важных замечаний.

Как подбирать припой?

При паянии медных изделий применяются как мягкие, так и твердые виды припоев. В случае использования мягкого припоя для соединения труб из меди необходимо достичь температуры в пределах 4250С. При припаивании посредством твердых видов припоя следует добиться рабочей температуры для паяния до 460-5600С. В этих случаях используется газовая горелка.
Вариант тиноля определяется в зависимости от процентного содержания меди и других элементов в составе сплава. В случае наличия в сплаве такого элемента, как серебро, тиноль считается серебряным. Следует знать, что при увеличении в составе тиноля процентного содержания серебра уменьшается его температура плавления и улучшается обтекание участка припаивания и смачиваемость.
Увеличить качество присоединения труб из меди можно при использовании припоев медно-фосфорного типа, но при этом у них возрастет температура плавки и снизится смачиваемость, по сравнению с серебряными тинолями.
В процессе припаивания медных деталей посредством припоя медно-фосфорного типа использовать флюс нет необходимости. При обычном присоединении медных изделий между собой, а также меди с бронзовыми элементами обязательно используется флюс. Микрозазор при употреблении серебряных тинолей должен находиться в пределах 0-0,15 мм, а в случае применения припоев медно-фосфорного типа – 0,025-0,15 мм.

Медно-фосфорный тип припоя

Трехкомпонентные припои медно-фосфорного типа с процентным содержанием серебра до 15% применяются при воздействии высокой температуры в основном в холодильном производстве при использовании газа.

Специальные характеристики

Тиноли медно-фосфорного типа имеют невысокую температуру плавления. Такой тип материала значительно текуч в процессе работы с металлическими изделиями различного состава с содержанием меди. Положительным моментом данного случая является отсутствие необходимости в использовании флюса при работе с таким припоем, так как фосфор уже в нем находится.
Образовавшиеся швы при паянии таким способом получаются надежными и качественными. Такие прочные соединения требуются при использовании установок в холодильной промышленности. Холодильные установки работают с присоединениями, которые подвергаются небольшим вибрационным влияниям. При этом высокое содержание серебра в припое делает материал достаточно пластичным.
В процессе паяния арматурных деталей следует охлаждать нетермостойкие части для исключения перегревов. При присоединении металлических деталей необходимо обязательно применять продувку таким веществом, как сухой азот посредством специальной установки. Это необходимо выполнять с целью исключения образования окалины на оборудовании. Вещества медно-фосфорного состава не применяются при работе со стальными деталями, из-за появления рассыпчатой пленки из фосфитов на созданном шве.

Виды медно-фосфорных припоев существуют такие:

• Тип 102. Трехкомпонентный материал медно-фосфорного типа с процентным содержанием серебра в пределах 2%. Такой сплав является достаточно недорогим, имеет среднее растекание. Представляется возможным применять при установке холодильного оборудования при соединении деталей, на которые не действует вибрационная сила. При этом необходимо приобрести паяльник или газовую горелку;
• Тип 105. Трехкомпонентный материал медно-фосфорного типа с процентным содержанием серебра в пределах 5%. Такой материал имеет пластичность и медленное растекание, благодаря чему появляется возможность заполнять большие зазоры. Важно отметить, что присоединение медных деталей таким способом образовавшийся паяный шов сможет перенести небольшое вибрационное воздействие и мелкие удары. Рекомендуется применять для присоединения медных изделий, а также сплавов с ней в холодильных системах;
• Тип 115. Трехкомпонентный материал медно-фосфорного вида с процентным содержанием серебра в пределах 15%. В результате высокого процентного содержание серебра изделие имеет высокую степень пластичности. Такой способ рекомендуется использовать для присоединения медных деталей, сплавов с ней. Образованный шов после паяния способен переносить средние удары и вибрационные явления в период меняющихся тепловых режимов. Популярно используется такой метод при соединении холодильных систем, в которых применяется специальный газ.

Припои из серебра

Такие серебряные «инструменты» с высоким процентным содержанием серебра до 55 % при высокотемпературных процессах в сфере пищевой промышленности с применением холодильного оборудования.

Специфика тинолей из серебра

Невысокая температура плавления, относительно хорошее смачивание материала при паянии являются главными достоинствами припоев из серебра. Такой материал достаточно хорошо заполняет зазоры между стыкуемыми деталями, при этом создаются плотные и вакуумные швы.
Такие паяные швы требуются для монтажа и изготовления холодильных установок. Данный тиноль имеет более низкую температуру растекания по сравнению с остальными материалами припоя. Настоящий вариант позволяет применять данный припой в период обработки арматурных частей системы.

Виды серебряных тинолей существуют такие:

• Тип 1530. Четырехкомпонентное вещество с процентным содержанием серебра в пределах 30%. Достаточно недорогое, имеет среднее растекание по отделываемой поверхности, достаточно хорошо заполняет зазоры. Используется в различных устанавливаемых системах кроме пищевого оборудования из-за наличия вредного кадмия;
• Тип 530Sn. Четырехкомпонентный материал с процентным содержанием серебра до 30%. Имеет высокую температуру плавки, которая достигается посредством газовой горелки. При этом создается отличный паяный шов при любом расположении детали. Стоит отметить, что это еще не все положительные моменты;
• Тип 538Sn. Четырехкомпонентный материал с процентным содержанием серебра до 38%.

Припаивание изделий твердым тинолем

В настоящее время существует такой способ соединения металлов, как применение твердого припоя, который замечательно подходит для создания капиллярной и щелевой пайки, присоединения труб из меди для подачи воды, установки газопроводов и холодильного оборудования. Такой способ позволяет формировать надежное и качественное соединение в период работы с присоединяемыми материалами.
С целью присоединения труб из меди иногда применяется специальная паста, газ и другие вспомогательные инструменты и оснащение. Для надежного и безопасного припаивания необходимо изучить соответствующие инструкции по технологии пайки и технике безопасности.

Как припаивать трубы?

С целью присоединения металлических заготовок собственными руками необходимо приобрести специальный инструмент, оснащение и материалы.
Для осуществления припаивания понадобится следующий инструмент:
1. Труборез.
2. Газовая горелка.
3. Шерсть металлическая.
4. Припой бессвинцовый.
5. Флюс.

Процесс паяния такой:

• Очистить участок присоединяемой детали и нанести порцию флюса;
• Надеть очищенный фитинг вручную, применяя специальный инструмент;
• Применяя газовую горелку, разогреть присоединяемый участок меди до заметного изменения ее цвета;
• Далее, использовать припой.

Припаивание медных заготовок – труб, разнообразных деталей, является сложным процессом, который под силу знающим и способным мастерам.

Какие виды флюсов можно применять для пайки меди

Пайка позволяет соединить трубы и другие детали при температурах значительно ниже сварки без расплавления основного материала и образования переходных зон прочности. Использование флюса при пайке меди гарантирует получение качественного и прочного шва. Он очищает поверхность от окислов и защищает готовый шов от контакта с воздухом.

Требования к прочности определяют температурный режим пайки. В зависимости от этого берутся компоненты. Флюс всегда должен соответствовать припою по температуре плавления и составу.

Особенности пайки с флюсом

При соединении медных труб с применением флюса можно производить пайку с температурой до 450⁰. При низкотемпературной пайке основной металл не деформируется, шов получается ровный и однородный, поскольку флюс хорошо смачивает поверхность, проникает в капилляры. Благодаря ему припой распределяется равномерно, в шве отсутствуют поры и шлаковые включения.

В процессе пайки высокотемпературных соединений флюс растекается по шву и закрывает его от контакта с воздухом, предотвращая окисление.

Флюс следует подбирать по припою. Он должен расплавляться раньше, чем сам припой, и обеспечивать хорошее соединение на капиллярном уровне.

Какими характеристиками должен обладать флюс для пайки медных труб

На качество шва и прочность спаивания медных труб влияют характеристики флюса и их правильный подбор с учетом состава припоя и, следовательно, температуры его плавления. Флюсы представляют собой вещества, активно вступающие в химические реакции с окислами, и инертные к элементам, составляющим припой. Их температура плавления ниже, чем у меди.

Положительные качества флюса для пайки медных труб:

• легко наносится на поверхность;
• имеет однородную консистенцию;
• хорошо смачивает поверхность;
• очищает от оксидов;
• имеет вязкость меньше, чем у припоя;
• не разрушается при нагреве;
• после пайки равномерно растекается по поверхности шва;
• не взаимодействует с медью;
• не образовывает соединения с припоем.

Расплавленный флюс всплывает наружу, не оставаясь в шве. Он соединяется с припоем, покрывая зону пайки и защищая шов от окисления до полного остывания. Он должен равномерно ложиться на трубу в холодном состоянии и очищать ее при нагреве от окислов, не образуя поры.

Разновидности флюса

По степени активности и температуре плавления выделяют следующие разновидности флюса:

• некоррозионноактивные;
• слабокоррозионноактивные;
• корозионноактивные.

Некоррозионные составы проявляют слабую активность при удалении окислов и используются ограничено. Применяется флюс для пайки медных труб и при реставрации изделий, покрытых серебром и патированных оловом и медью. Плавится при температуре до 300⁰. Основу некоррозионных флюсов составляют:

• канифоль и другие смолы растительного происхождения;
• воск;
• вазелин.

Температура плавления большинства из них ниже 300⁰.

Для соединения деталей из сплавов меди применяют слабокоррозионные флюсы. Они способны удалить окисную пленку, имеют температуру плавления в пределах 450⁰. Основной состав — минеральные масла и жиры, кислоты. Получают флюсы химическим способом. Канифоль добавляют в состав для ослабления антикоррозионной реакции. При нагреве постепенно испаряются. Применяются для труднодоступных соединений, где сложно очищать поверхность от флюса.

Коррозионноактивные составы изготавливаются из неорганических кислот, хлористых и фтористых соединений. Используются для высокотемпературной пайки меди, стали, цветных металлов.

Каким припоем паять медные трубы

Припой для пайки выбирают в зависимости от его консистенции:

Легкоплавкие материалы составляют основу мягких припоев, с ними работают при нагреве до 450⁰C. В их основе легкоплавкие металлы — олово и свинец. Для пайки мягкого соединения выпускаются припои, изготовленные из металла, вступающего в реакцию с оловом:

А также составы из легкоплавких веществ:

Процесс пайки происходит при низких температурах. Недостаток в относительно низкой прочности соединения.

Соединение труб водопровода и деталей ответственных конструкций выполняется твердыми флюсами, имеющими температуру плавления выше 450⁰C, в основном в пределах 700–900⁰C. В основе состава медь и серебро с добавлением фосфора:

При плавлении они хорошо затекают в зазор, проникают в поры и соединяют детали на молекулярном уровне.

При высокотемпературной пайке с тугоплавкими припоями применяются флюсы, в состав которых входит бура (борат натрия), борная кислота. В качестве дополнительных компонентов применяются фториды и хлориды. Бура плавится при 743⁰C, но она гигроскопична. Перед использованием вещество необходимо прогреть — высушить, чтобы удалить кристаллы воды. Температура в печи должна быть в пределах 450⁰, время выдержки 40 – 60 мин. При добавлении к буре борной кислоты, ее также просушивают, все компоненты смешивают и перетирают в порошок. Хранить нужно в закрытой таре, без доступа воздуха и влаги.

Особенности самостоятельного изготовления флюса

Самостоятельно можно изготовить только флюсы для низкотемпературной пайки методом растворения или смешивания при подогреве. Остальные составы производятся химическим путем, требуют специального оборудования.

Для изготовления пастообразного флюса к 100 г сосновой канифоли добавляются кислоты:

• олеиновая — 45 г;
• стеариновая — 30 г;
• пальмитиновая — 25 г.

Состав нагревается на паровой бане, поскольку выше 100⁰ может начаться химический процесс, и перемешивается, пока канифоль полностью не растворится в кислотах.

Флюс СКФ продается в магазинах. Он рассчитан на холодную пайку в диапазоне температур 250 – 280⁰. Его легко изготовить самостоятельно:

• Измельчить канифоль.
• Высыпать в емкость.
• Залить спиртом.

В теплом месте канифоль растворится. Изменить консистенцию состава можно добавлением канифоли или спирта. В случае образования осадка его можно удалить фильтрованием. На качество пайки созданного флюса это не влияет.

Этапы пайки медных труб

Для соединения элементов медного трубопровода применяют пайку, используют газовое оборудование для подогрева. Последовательность действий:

• Аккуратно обрезать трубу. Для этого необходимо использовать специальный труборез.
• Очистить губкой или салфеткой соединяемые детали от грязи, масла, пыли.
• С помощью грубой ткани или «металлической шерсти» снять с поверхности трубы и внутренней части фитинга окисную пленку.
• Нанести на трубу тонким ровным слоем флюс.
• Надеть фитинг.
• Греть горелкой до изменения медью цвета в зоне контакта с пламенем.
• Внести в зону пайки необходимое количество припоя.

Качество шва во многом зависит от равномерного прогрева деталей. Теплопроводность меди высокая, достаточно равномерно прогревать горелкой место стыка, водить ее по окружности, не держать долго на одном месте.

Для соединения двух труб можно обойтись без фитинга, достаточно расширить конец одной трубы специальным приспособлением и после нанесения флюса на обе спаиваемые поверхности, одеть ее на вторую.

Низкотемпературным способом можно паять медную проволоку и микросхемы. Для этого нужно очистить от грязи место соединения. Нанести флюс. Разогретые концы провода можно просто опустить в порошкообразную канифоль. После этого поднести припой и расплавить его. Вместо горелки используется паяльник.

Пожалуйста поддержите канал: ставьте лайки, делайте репосты, а мы будем размещать для Вас полезную информацию о металлах!
Так же Вы можете посетить наш информационный сайт всё о металлах и обработке .

Припои для пайки медных изделий

Медные трубы приобрели популярность в связи большой прочностью и доступной возможностью механической обработки. Их устанавливают в трубопроводах, снабжающих газом и водой, отопительных системах, кондиционерах и холодильниках.

Медь не окисляется на воздухе, не выделяет токсичных веществ, способствует уничтожению микроорганизмов. Из меди делают и многие другие изделия, включая провода, краны, дверную фурнитуру, украшения. Для ремонта или изготовления деталей применяют пайку.

Возможности паяного соединения

В системах поставки газа, воды, теплоносителей часто устанавливают трубы с тонкими стенками. Такие трубопроводы легче паять, чем сваривать.

Правда, процесс идет относительно легко при работе с чистой медью или ее сплавами, содержащими цинк, олово, свинец, другие химические элементы стойкие к окислению. Даже в случае образования оксидов, они легко удаляются.

Если в составе сплавов есть титан, алюминий, кремний, хром, то образующийся в результате окисления продукты удалить сложно. В большинстве случаев для производства труб применяются сплавы первого типа.

Медные трубы можно соединять и ремонтировать пайкой посредством твердых или мягких припоев. Каждый способ имеет свои особенности. Пайка меди твердым припоем проводятся при большой температуре. В этом случае применяют горелку.

Хорошо выполнить пайку, не пережигая металл, сможет человек с опытом подобной работы.

Низкотемпературные

С мягкими припоями работать легче, но образующийся шов механически не очень устойчив. Для эксплуатации в системах водоснабжения и отопления при стабильном давлении низкотемпературной пайки бывает вполне достаточно.

Существует множество видов припоев с оловом в качестве базового компонента, обеспечивающих хороший результат.

Содержание основного металла в применяемых сплавах достигает 95-97 %. Остальные компоненты – это сурьма, медь, серебро, висмут, селен. Вот несколько примеров:

1. Отличные качества демонстрирует двухкомпонентный сплав с серебром в количестве 3 %. Стоит он больше, чем остальные составы. Совсем небольшое содержание серебра, тем не менее, сказывается на ценообразовании.
2. Хорошие свойства у двухкомпонентного сплава с концентрацией меди 3 %. Это вполне понятно, припой, содержащий медь в заметном количестве, не может быть плохим по определению.
3. Приемлемый результат дает трехкомпонентная композиция из металлов с преобладанием олова, 3,8 % серебра и 0,7% меди. Оправданность применения последнего сплава – вопрос открытый. Стоит он из-за серебра дороже, а качества несколько хуже, чем у припоя без включения благородного металла.

Это основные составы, применяемые для мягкой пайки. Теоретически можно использовать композиции из олова и свинца, но в связи с токсичностью последнего элемента в водопроводах такой припой не применяют.

Для успешного проведения мягкой пайки нужен флюс. Благо, проблем с этими средствами нет никаких. Удачный вариант – флюсовая паста для пайки медных изделий, состоящая из хлорида цинка, канифоли и вазелина.

Мягкая пайка проводится при обеспечении большой площади контакта труб. Поэтому соединяются они прочно.

Если предполагается эксплуатация трубопровода при высоких температурах (больше 110 ℃), то проводить процесс при низких температурах никак нельзя.

В принципе, через такое соединение можно пропускать горячую воду короткий период времени почти при температуре кипения, но тогда давление в системе не может превышать 6 атм. Это никого устраивать не может.

Высокотемпературные

Совсем другие возможности по эксплуатации трубопроводов появляются после проведения твердой пайки. Горячая, почти кипящая, вода может находиться в трубопроводах под давлением 16 атм.

Жидкие растворы с температурой 65 ℃ позволено закачивать в системы при давлении 25 атм. Теплая вода, нагретая до 30 ℃, может при необходимости пребывать в трубопроводах под давлением 40 атм.

С фосфором

Для твердой пайки идеально подходит медно-фосфористый (медно-фосфорный) припой. Фосфора в нем только 6 %. Все остальное составляет медь.

Совсем небольшое количество фосфора существенно понижает температуру плавления меди, делая процесс энергетически экономным.

Фосфорный припой обеспечивает прочное соединение, не требует применения флюсов. Благодаря большой концентрации меди припой имеет почти такой же коэффициент расширения, как и материал труб. Это значительно упрощает работу.

Пользуется популярностью припой на основе меди (92 %) с фосфором (6 %) и серебром (2 %). При расплавлении он выполняет функцию не только припоя, но и флюса.

Для ремонта холодильного оборудования, смесителей, мощных электрических машин, кондиционеров применяют припой на основе меди с добавками приблизительно 6 % фосфора, 4 % олова, около 0,95 % циркония.

Этот сплав нужно погружать в момент максимально возможного нагрева деталей. Пруток припоя с цирконием вводят в рабочую зону до тех пор, пока он не станет полностью растекаться.

Фосфорсодержащие сплавы не могут быть использованы для пайки цветных металлов с концентрацией никеля больше 10 %, алюминиевой бронзы, чугуна, стальных сплавов.

Если планируется пайка медных изделий с бронзой или латунью, а также высокотемпературное соединение бронзы с латунью без специального флюса обойтись будет невозможно. Следует приобрести готовый состав, уточнив диапазон его возможных применений.

С цинком и серебром

Пластичное, прочное соединение образуются с помощью медно-цинкового припоя, состоящего из 30 % цинка, 26 % меди и 44 % серебра.

Он имеет относительно высокую стоимость, применяется для пайки пищевых медных изделий. Абсолютно безвредный состав образует соединение с высокой теплопроводностью, не подвергающееся коррозии.

Флюсы для работы твердыми припоями

Во многих случаях высокотемпературную пайку медных изделий без флюсов провести невозможно. Для очистки рабочей зоны, предотвращения окисления используют несколько соединений бора: метаборную кислоту, оксид бора (ангидрид кислоты), тетраборат натрия.

К флюсам, предназначенным для пайки стальных сплавов, производители добавляют фториды кальция и калия. Композиции из борной и плавиковой кислот с добавкой гидроксида калия можно применять как для пайки меди, так и различных стальных сплавов.

Самый простой флюс для пайки меди при высоких температурах – это бура. Она универсальна по действию, доступна, имеет небольшую цену.

Флюсы поступают в продажу в виде растворов, сыпучих порошков, твердых кусочков. Часто для удобства флюс соединяют с припоем. Пруток припоя можно обмазать сверху, положить кусочек во внутреннюю полость стержня.

В тех редких случаях, когда припой для работы с медью имеет форму порошка, его соединяют (при необходимости перетирают) с сухим флюсом.