Пайка бронзовых труб: 3 метода монтажа

Правила паяния медных деталей

Паяльник используют лишь для соединения мелких деталей, а сам процесс паяния производится при температуре +350 ℃. Крупные же заготовки, ввиду их повышенной теплопроводности, нужно паять только горелками.

Что касается ванн и печей, то здесь две позиции, отличающиеся друг от друга наполнителем. Это может быть припой или соль. Необходимо отметить, что соли выполняют две функции: нагревательного элемента, как источника температуры, и флюса.

То есть, в технологиях, где используются соляные печи или ванны, флюсы не применяются.

В принципе, в независимости от металла заготовок, сам процесс соединения одинаков для всех материалов. И делится он на шесть этапов:

1. 
   очистка заготовок меди механическим способом для удаления оксидной пленки;

   Читайте также:  Универсал-2 Станок токарный настольный схемы, описание, характеристики
2. обезжиривание;
3. внесение флюса в зону пайки;
4. нагрев зоны.
5. внесение припоя;
6. зачистка стыка от флюса и припойного материала.

Также проводится пайка бронзы. Основное отличие – это необходимая марка припоя и флюса. Поскольку бронзы представляют собой сплав меди, олова и некоторых других элементов, то выбор припоя не составляет труда.

К бронзам также относят сплавы меди и кадмия, меди и бериллия, сплавы со свинцом, алюминием. Необходимо обращать внимание на состав бронзы, в зависимости от которого меняются свойства материала.

Разновидности соединений

Низкотемпературное спаивание деталей

Эта технология пайки бронзовых труб употребляется для монтажа инженерных сетей отопления, водопровода и других подобных систем, где температура транспортируемой жидкости не превышает + 130 градусов Цельсия. Пламя из газовой горелки в этом случае нагревает изделие не выше + 450 градусов Цельсия, а размер детали образовывает 6-108 мм (читайте кроме этого статью ‘Фитинги для полипропиленовых труб: виды и их техническое описание’).

В качестве припоя при низкотемпературной пайке используются разные мягкие металлы: свинец, олово и без того потом. Как раз из этого данный способ взял наименование «мягкая пайка». Ширина шва, в зависимости от размеров фитингов, может составлять 7-50 мм.

Разглядываемое соединение весьма распространено при монтаже разных сантехнических систем.

Это обусловлено следующими факторами:

• при низкотемпературной пайке не происходит отжига меди (что воздействует на прочность трубопровода),
• процесс проведения работы менее трудоемок и более надёжен,
• используется лишь для изготовления водотранспортных систем,
• не имеет возможности употребляться для соединения газовых трубопроводов.

Высокотемпературное спаивание деталей

В этом случае пайка бронзовых трубок производится при температуре пламени, превышающей + 450 градусов Цельсия.

Наряду с этим употребляется припой на базе следующих металлов:

• меди,
• серебра,
• других сплавов, более жёстких, чем олово.

Применение данной технологии дает возможность приобрести неразъемное соединение, владеющее повышенной прочностью и выдерживающее намного более большую температуру транспортируемой среды.

Другое наименование соединения «жёсткая пайка».

Пайка бронзовых труб жёстким припоем употребляется в следующих случаях:

• соединение деталей размером больше 28 мм,
• стыковка деталей, предназначенных для транспортировки жидкости, чья температура превышает 130 градусов Цельсия,
• изготовление систем отопления (данный метод соединения разрешает сделать отвод от уже существующей инженерной сети без ухудшения характеристик последней).
• применение как раз жёсткой пайки предусматривает инструкция по монтажу систем газопровода.

Обратите внимание! На протяжении высокотемпературной пайки происходит отжиг меди, в следствии чего труба теряет свою прочность. Для минимизации этого явления нужно, дабы остывание шва происходило естественным методом, а нагрев на протяжении пайки был как возможно меньшим.

Холодное соединение деталей

Существует кроме этого соединение бронзовых труб без пайки. Для этого употребляются особые обжимные муфты, конструкция которых сходна с подобными изделиями, применяемыми при работе с полимерными деталями.

Снаружи муфта для холодного соединения похожа на фитинг для пайки. Но, первый дополнительно снабжен резиновыми уплотнителями из особых полимеров.

Помимо этого, существует и разъемное соединение бронзовых трубопроводов. Для этого употребляется цанговый фитинг.

Они делятся на два вида:

• для стыковки жёстких и средних по твердости деталей,
• для соединения мягких и полутвердых изделий.

Подбор припоя и флюса

Когда проводится пайка медных сплавов при низкотемпературном режиме, применяются оловянно-свинцовые припои и свинцово-серебряные.

В зону пайки добавляется или канифоль, растворенная спиртом, или хлористый цинк. Это флюсы. К сожалению, оловянные и свинцовые добавки – это высокая хрупкость соединения, которая образуется за счет так называемых интерметаллидов. При низких температурных режимах пайки в них образуются трещины.

Поэтому для соединения меди используются припойные материалы, в которых олова содержится не более 15%. Свинцовая составляющая увеличивает ударную вязкость стыка.

А если в материале содержится серебро, то соединение меди становится хладо- и теплостойким. Но необходимо учитывать и тот факт, что серебро снижает прочность соединения.

При диффузионной пайке припой для меди – это несколько металлов: олово, свинец, индий и галлий. Если проводится низкотемпературный процесс, то нельзя гарантировать высокую прочность соединения. Она не выше 70 МПа.

Капиллярная пайка также может быть проведена этими припоями. Но с одним условием – зазор между заготовками не должен превышать 0,5 мм, а температура пайки не больше +900 ℃.

Для пайки оловянной бронзы применяют серебряные, оловянно-свинцовые и медно-цинковые припои. При высоком содержании олова в сплаве медно-цинковый материала нежелателен. В процессе пайки бронзу следует разогревать постепенно, и тщательно флюсовать металл.

Несколько полезных советов

Схемы регуляторов температуры жала паяльника.

Теперь читателю нужно дать несколько полезных советов, которые ему обязательно помогут в процессе пайки бронзы.

1. Используйте только качественные газовые горелки, так как этот инструмент весьма опасен в эксплуатации. Заранее нужно убедиться в том, что он действительно исправен. В противном случае могут возникать некоторые проблемы в работе. В последние годы вместо горелок многие используют строительные фены. Этот вариант считается более безопасным. Если у человека имеется подобный инструмент, то именно его и нужно пускать в ход. Это не только сделает работу более безопасной, но и позволит без проблем регулировать температурный режим, что немаловажно в данном процессе.
2. В работе нужно использовать исключительно правильные пропорции. Если необходимо приготовить больше флюса или припоя, то в обязательном порядке соблюдение пропорциональных соотношений, в противном случае можно на выходе получить не совсем качественное соединение, которое будет разрушено в кратчайший срок.
3. Равномерное распределение смеси на соединяемых элементах. В процессе подготовки к пайке в обязательном порядке следите за тем, чтобы припой равномерно ложился на соединяемые детали. Это очень важно, чтобы получить равномерную нагрузку на все участки.

Если не соблюдать этих нюансов в процессе проведения работы, то можно поплатиться скорой поломкой деталей и выходом из строя всего механизма.

Некоторые виды припоев

Кадмиевые припои при пайке меди и стали требуют к себе определенных навыков работы с ними. Потому что технологичность этих материалов ниже, чем у предыдущих.

Необходимо отметить, что такое соединение является термостойким (до +350 ℃), но не хладостойким. К тому же стык из кадмиевого сплава будет не очень прочным.

Цинковые припойные материалы редко используются для пайки меди, потому что сам металл быстро растворяется в материале припоя. Это ослабевает стык, отсюда и низкая прочность на разрыв – до 15 МПа.

Цинковые припои, легированные серебром или той же медью, также обладают низкой текучестью. Легированные кадмием или оловом эти материалы хоть и обладают неплохой текучестью, но прочность самого соединения сильно падает.

Медно-фосфористые марки с добавлением серебра – неплохой вариант для пайки. Соединение выдерживает высокие нагрузки, до 300 МПа, и температуру до +800 ℃. Но металл припоя, соединенный с медью, не пластичен. А значит, это небольшая прочность на изгиб.

Серебряные припойные материалы хорошо себя зарекомендовали при высокотемпературных режимах пайки меди. Правда, свои качества они проявляют, если пайка поводится ацетиленом или в специальных печах, где применяются коррозийно-активные флюсы.

Припои с высоким содержанием серебра используются в процессе соединения медных заготовок в вакууме или при нагреве аргоном. Если процесс проводится под давлением, то для соединения используют или фольгу (серебряную), или покрытие серебром.

Припойные материалы, в которых повышенное содержание меди и пониженное серебра, используют редко и в исключительных случаях. Потому что это тугоплавкий сплав, для которого требуется высокая температура нагрева.

Что касается чисто свинцовых припоев, то соединения, им проведенные, недостаточно прочны, но у них высокая пластичность. К примеру, изгибать такие стыки после пайки можно до угла 130°, а на растяжении они могут выдержать до 140 МПа.

Пайка бронзы

Прежде чем что-то говорить о наиболее удобных припоях для пайки бронзы, нужно отметить нескольких видов этого сплава (оловянистые, свинцовые и другие виды бронзы), поэтому для их вида применяются разные припои, о которых и будет рассказано далее.

1. Пайка оловянистых бронз должна осуществляться медно-цинковыми, серебряными или оловянно-свинцовыми припоями. Для этого может быть использовал любой метод пайки: паяльник, газовая горелка, нагрев ТВЧ, контактный нагрев, соляные ванны и т.п. Пайка может осуществляться оловянно-свинцовыми припоями с применением флюсов, сделанных на основе хлористого цинка с добавлением соляной кислоты. Для высокотемпературной пайки бронзы применяются серебряные и медно-цинковые припои.

2. Пайка свинцовых бронз выполняется любыми припоями с флюсом, которые используются для пайки оловянистых бронз. Одновременно с этим, поверхность пайки требуется очень тщательно флюсовать, потому что в этих местах будут формироваться оксиды свинца, препятствующие затеканию припоя в необходимые зазоры.

3. Алюминиевые бронзы имеют куда лучшие механические характеристики, нежели медные сплавы, поэтому они активно применяются в машиностроительной сфере. Такие изделия перед пайкой обязательно обрабатываются в плавиковой или фтористо-водородной кислоте. При работе с оловянно-свинцовыми припоями требуется использовать активные флюсы с высоким содержанием соляной кислоты. Высокотемпературная пайка алюминиевых бронз осуществляться только с использованием флюсов, содержащих кремнефтористый натрий.

4. Пайка марганцевых бронз должна осуществляться с применением ортофосфорной кислоты. Кроме того, в этом случае лучше всего приобрести припой с добавлением никеля, что позволит увеличить прочность и пластичность паяных соединений.

Применение буры

Проводить пайку меди бурой всегда считалось самым простым способом соединения медных труб. По сути, бура – это высокотемпературный флюс в виде пасты.

При нагреве до 700-900 ℃ она начинает плавиться, превращаясь в стекловидную массу. С ее помощью соединяют между собой не только медные заготовки, но и медь с железом, для чего используются припои из меди, серебра, золота или латуни, то есть, среднеплавкие сплавы.

Единственное, на что необходимо обратить внимание, это соли, которые образуются в процессе пайки меди с помощью буры.

Высококачественный флюс на основе буры можно изготовить в домашних условиях, что и делает большинство мастеров.

Для этого они смешивают в одинаковых пропорциях борную кислоту и буры. Добавляют в нее воды, перемешивают и выпаривают. Получается борный флюс. Для увеличения качества в смесь можно добавить хлористые или фтористые соли.

Технология пайки медных трубок практически ничем не отличается от стандартного процесса. Но есть в нем и свои нюансы.

К примеру, буру наносят и поверх трубок, и по внутренним ее поверхностям. Затем два патрубка нагреваются в течение 15 секунд, и только после этого вносят припой в зону нагрева.

Как паять медную проволоку

В домашних условиях часто приходится паять медную бижутерию. При кажущейся простоте процесса, он на самом деле не прост. Во-первых, надфилем надо обработать медную проволоку так, чтобы соединение двух ее частей проходило по большей плоскости. Обязательно надо соединяемые части закрепить относительно друг друга, чтобы в процессе пайки не происходило смешение.

В место стыка добавляется жидкий флюс, после чего проводится нагрев места соединения горелкой. Далее в зону нагрева подается припой. Лучше, если это будут небольшие кусочки, которые устанавливаются встык пинцетом. Можно их уложить до начала нагрева медной проволоки.

Пайка пищевой и непищевой меди – стандартизированный процесс, основанный на двух документах – это ГОСТ 1922249-73 и ГОСТ 16038-80. То есть, нормами и правилами оговорено конкретно, как проводить работу, чем и в каких условиях.