Пайка меди в домашних условиях

Медь – один из древнейших металлов, который используется людьми для создания различных украшения, приспособлений и коммуникаций. Характеризуется высокой пластичностью и розовато-красным цветом, иногда с золотистым оттенком. В домашнем хозяйстве медь наиболее часто применяется в водопроводных трубах, в отоплении, т. к. она не поддается коррозии и устойчива к перепадам температур.

Фото — медные соединения

Существует множество видов пайки, для меди применяется капиллярная. Она позволяет максимально аккуратно и прочно соединить две части трубопровода или радиодеталей. Также это термическое воздействие делится на:

1. Высокотемпературное;
2. Низкотемпературное.

Высокотемпературная пайка характеризуется более высокой прочностью шва. Помимо этого она позволяет обеспечить соединению термоустойчивость, что очень важно для различных коммуникаций. Но при этом, этот вид работ не используется на резьбовых соединениях. Для проведения такой пайки требуется специальное оборудование – горелка с пьезоподжигом и ацетилом, пропаном.

Фото — медные элементы

Низкотемпературная используется при работе с мягкими припоями (пастями, гелями). Главное достоинство этой методики – простота и легкость проведения работ. Проводится при температуре ниже, чем 425 градусов, поэтому спайка может производиться даже паяльником. Он заключается в том, что под воздействием определенной температуре припой, нанесенный на зазор между деталью и соединяемым участком, расширяется, закрывая собой зазор.

Фото — процесс пайки

Также есть одно важное правило, которое нельзя нарушать ни в коем случае. Пайка меди и алюминия, или алюминия с латунью строго запрещена. Она выполняется для электрических проводов, например, если нужно разветвить проводку в старых домах. Это запрещено из-за разности линейного теплового расширения металлов и вероятности короткого замыкания в месте стыка.

Способы соединения

Чаще всего соединяются трубы из меди при помощи пайки и набора специальных фасонных элементов — фитингов. Есть так же фитинги под опрессовку. В них имеются канавки с установленным резиновым уплотнительным кольцом. Обжимаются они специальными клещами. Но данная технология используется нечасто — пайка считается более надежной.

Фитинги под опрессовку

Есть две технологии пайки медных труб с использованием различных припоев:

• Низкотемпературная — с мягким припоем. Как раз наш случай. Этот тип соединения применяется при прокладке водопроводов и систем отопления с температурой рабочей среды до 110°C. Низкотемпературная — это относительное понятие. В зоне пайки материалы разогреваются до 250-300°C.
• Высокотемпературная пайка с твердым припоем. Этот тип соединения используется в сетях с высоким давлением и температурой транспортируемой среды. В бытовых сетях — редко (хотя никто не запрещает), чаще в промышленных.

Какого типа пайку медных труб использовать — ваш выбор. Оба типа подходят как для водопровода, так и для отопления. Но для высокотемпературной требуется профессиональная горелка, в то время, как мягкий припой можно расплавить даже паяльной лампой или недорогой ручной горелкой с небольшим одноразовым баллоном с газом. Для соединения медных труб малого диаметра больше и не требуется.

Паяльник и припой

Для пайки медных проводов традиционно используются паяльники. Существует несколько их видов, в том числе электрические и газовые. Пайка медных проводов осуществляется при помощи электрического паяльника с медным жалом. Этот инструмент представляет собой медный стержень, иногда с никелевым покрытием, который установлен в корпусе нагревательного элемента.

Нагревательный элемент работает от постоянного или переменного тока. Напряжение питания может варьироваться от 12 до 220 В. Для пайки медных проводов электропроводки в доме подходит самый обычный паяльник мощностью 60 Вт. Если надо спаять тонкие проводки электроприбора, то подойдет и менее мощный инструмент. Важно, чтобы он хорошо прогревал медный материал и расплавлял припой.

Чтобы обеспечить высокое качество пайки и прочность соединения, необходима неподвижность во время остывания расплавленного припоя. Провода можно держать руками, но удобнее использовать пинцет или зажимы.

Для пайки медных проводов применяют оловянно-свинцовый припой. Чаще всего это ПОС-61, но можно взять и ПОС-40. Маркировка указывает на состав – припой оловянно-свинцовый с содержанием олова 61%.

Припой обычно производится в прутках диаметром около 8 мм или в виде паяльной проволоки диаметром 2 мм. Нередко используют универсальный припой для пайки медных проводов, который выглядит как полая трубка из оловянно-свинцового сплава. Внутри такой трубки находится порошок из флюса.

Что понадобится в процессе

Перед тем, как спаять медные трубки, потребуется подготовить флюс, способный очистить поверхность от налета окислов. От корректности подготовки поверхности зависит качество выполнения работ. Флюс дополнительно способствует растеканию сплава по поверхности трубки, что улучшает внешний облик шва. Затем необходимо определиться с технологией соединения, от которой зависит выбор, чем паять медные трубы.

При высокотемпературной сварке используется припой, не имеющий в составе свинца (с пометкой на упаковке Lead Free). Для низкотемпературной технологии используется стандартный припой ПОС, выпускаемый в виде прутка диаметром 3 мм. Допускается использование сплавов с введением легирующих элементов (например, висмута или свинца), которые положительно влияют на прочность соединения.

Пайка медных труб своими руками подразумевает нарезку деталей на элементы соответствующего размера. Для разделения трубы на отрезки используется труборез, кромки заготовок обрабатываются инструментом для снятия фасок. Поскольку при соединении трубопроводов требуется расширять один из концов магистрали (для обеспечения плотной и надежной посадки), то потребуется расширитель, представляющий собой клещи со специальной втулкой, рассчитанной на несколько диаметров трубы.

Для нагрева припоя и элементов из цветных металлов применяется газовая горелка с форсункой, формирующей узкий направленный факел пламени. Оборудование оснащается баллоном, который заправлен чистым бутаном или пропано-бутановой смесью. Допускается выполнение работы при помощи электрического паяльника, инструмент применяется в зонах, где использование открытого пламени запрещено. Также мастеру понадобится комплект чертежных инструментов, позволяющих разметить заготовки.

Материалы для соединения меди

Весь технологический процесс пайки медных трубок газовой горелкой можно осуществить с помощью флюса и припоя для меди, а также как с применением фитингов, так и без них.

Флюс и паяльная паста

Флюс для пайки медных труб имеет огромное значение для образования качественного соединительного шва. Он может быть низкотемпературным с активностью до 450 ℃, и высокотемпературным — более 450 ℃.

Применение флюса необходимо в случае:

• качественной очистки поверхности соединяемых труб от окислов;
• защиты места соединения от кислорода, который содержится в воздухе;
• повышения сцепления припоя с поверхностью металла;
• улучшения процесса растекания припоя.

На сегодняшнее время существуют следующие разновидности флюсов:

• активированные;
• кислотные;
• некислотные;
• антикоррозийные.

Паяльная паста представляет собой густую массу, состоящую из флюса, маленьких частиц припоя и добавок специального действия. Такой состав часто применяется на промышленных предприятиях при пайке радиотехнических деталей на печатных платах. Форма в виде пасты очень удобна для нанесения на мелкие детали.

Виды припоев

Соединение меди и её сплавов можно производить как низкотемпературной, так и высокотемпературной пайкой. Имеется множество мягких и твёрдых материалов, которые способны обеспечить идеальное крепление деталей из металла.

Применение припоев с низкой температурой плавления позволяет спаять детали в условиях, мало влияющих на прочность меди, но при этом соединительный шов имеет худшие механические параметры. Припои для высокотемпературного соединения увеличивают прочность места стыковки металлов, но требует определённых навыков, чтобы исключить пережог меди.

Существует большое количество бессвинцовых припоев, которые способны обеспечить довольно высокое качество стыковочных работ. В основном это сплавы олова (95—97%) с медью, сурьмой, висмутом, серебром, селеном. Лучшими свойствами обладают серебросодержащие припои. Широкое применение получили и трёхкомпонентные виды, в состав которых входит олово, медь и серебро. Использование оловянно-свинцовых припоев ограничено из-за вредности свинца.

Высокотемпературную пайку осуществляют твёрдыми припоями медно-фосфорного состава. Такие составы при соединении двух медных деталей не требуют применения флюсов. Очень благоприятно влияет на качество стыковки одинаковый коэффициент термического расширения меди.

Изготавливают твёрдые припои в виде профильных стержней, а мягкие — в виде проволоки диаметром 2—3 мм.

Соединительные фитинги

При отсутствии специального инструмента для качественной резки и расширения места соединения, применяются технологические медные переходники (фитинги), которые имеют строго регламентированный диаметр раструба.

При всём разнообразии видов таких деталей чаще используются три основных формы: углы — способствуют изменению направления трубопровода на 90 градусов, тройники — обеспечивают ответвление от трубы и муфты — служат для соединения двух труб.

Фитинги имеют довольно высокую стоимость, поэтому многие специалисты стараются обойтись без них, обрабатывая место стыковки специальными приспособлениями.

Существуют специальные фитинги с готовым припоем, который в виде валика размещён по краям детали. Запаять трубы таким фитингом очень просто нужно только соединить поверхности и нагреть их до температуры плавления припоя.

Пайка меди газовой горелкой – припой.

Для пайки меди можно использовать медно фосфорный припой. Температура плавления медно фосфорного припоя невысока. Припой медно-фосфорный обладает такой особенностью, что для его работы не нужен дополнительный флюс, так как в его составе имеется фосфор, который и выполняет все необходимые функции. Припой очень твердый, откусить кусочек для пайки практически невозможно. Я бокорезами отламываю кусочки от прутка. Процесс не простой – кусочки разлетаются в разные стороны.

Перед пайкой медь лучше всего отбелить в “лимонке”. Обычную лимонную кислоту разведите в теплой воде и киньте туда заготовки из меди.

Медь можно паять и серебряным припоем в тех местах где не видно место спайки. Так же существуют и специальные медные, серебряные пасты для пайки.

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.

Нюансы самостоятельной пайки меди: что требуется знать

Для того чтобы качественно выполнить пайку, требуется разобрать различные варианты её производства, как при помощи паяльника, так и посредством газовой горелки для пайки медных труб и иных элементов. Попутно рассмотрим различные припои, от тугоплавких до мягких.

ФОТО: vseinstrumenti.ru Горелка для пайки в разобранном состоянии

Использование газовой горелки для пайки меди и иных металлов

Горелка используется при необходимости пайки более габаритных элементов. Это может быть, к примеру, медная посуда, чайник или провода большого сечения. В этом случае в качестве флюса удобнее будет использовать буру. Припой здесь также понадобится высокопрочный, поэтому оптимальным будет применение ПМФ 7 (припой медно-фосфорный). Его температура плавления выше, чем у олова, но горелка легко справится с этой проблемой.

Пайка медных проводов: пошаговая инструкция

Попробуем разобраться, как паять медные провода, на основании фото примеров.

Подробнее с мастер-классом можно ознакомиться в этом видео.

Любой флюс, как и припой для пайки медных проводов можно купить в магазинах хозяйственных товаров. Сегодня на прилавках можно найти различные составы и сплавы, предназначенные для подобных целей.

Различия в работе с мягкими и твёрдыми припоями

Для мелких работ по дому лучше всего использовать мягкие проволочные припои. С ними можно работать даже при помощи маломощных паяльников. А вот твёрдые сплавы требуют более «жёсткого» подхода. Для работы с ними используют молоточные паяльники или горелки.

ФОТО: тд-рубин.рф Твёрдые припои могут продаваться вот такими прутками

Основные ошибки

Качественное соединение деталей из меди выполняется только при наличии опыта. Новички нередко допускают следующие ошибки:

• Соединяются элементы с поверхностными дефектами, нередко возникающими при раскрое. Пайку нельзя выполнять поверх изъянов, так как не удастся получить прочный шов.
• Полностью не удаляются все загрязнения с места, где выполняется стык. Подготовка соединяемого участка включает очистку и избавление от жира.
• Детали недостаточно нагреваются, поэтому припой плохо соединяется с трубопроводами элементами. Целостность созданного шва легко нарушается даже при незначительном воздействии.
• Создается соединение недостаточной ширины. Его величина должна быть 7-50 мм, если стыкуются трубы, у которых диаметр составляет 6-108 мм.
• Поверхности элементов не полностью покрываются флюсом. Это не позволяет удалить с деталей все окислы. Поэтому создается не качественный шов.
• Сегменты перегреваются при соединении. Происходит выгорание флюса и образование окалины.
• Шов проверяется раньше времени. Операцию необходимо выполнять только после его остывания, иначе произойдет деформация соединения, что отрицательно скажется на прочности стыка.

Мастера хорошо знают все возможные ошибки. Многие из специалистов даже столкнулись с ними на практике в начале своей карьеры. Чтобы уменьшить вероятность ошибочных действий, рекомендуется первую пайку медных труб выполнять под наблюдением профессионала.