Как правильно паять медные трубы – материалы и инструменты, правила выполнения работ

Использование труб из меди и ее сплавов давно уже не выглядит чем-то необычным при обустройстве современных отопительных систем: таким образом все чаще оснащаются магистрали по транспортировке воды и газа, современные системы кондиционирование воздуха и холодильные установки различного типа. Проводя монтажные работы, важно знать, как правильно паять медные трубы.

Как соединяют медные трубы

При формировании неразъемных соединений из изделий данного типа в основном используется пайка. Этот давно известный метод стыковки медных изделий реализуется за счет насыщение контактной зоны специальным расплавленным сцепляющим раствором – припоем.

Изучая то, как спаять медные трубы, важно помнить, что для надежного сварочного контакта температура плавления припоя должна лишь немногим уступать аналогичном параметру соединяемых трубок. Проводя самостоятельную пайку медного трубопровода, важно соблюдать особенную аккуратность. Лучше всего перед этим хорошо изучить технологию, как сваривать медные трубы.

Достоинства сварного метода соединения медных труб

Медные сварные соединения имеют множество положительных отзывов относительно своей надежности, что делает их еще популярнее.

Среди наиболее значительных положительных качеств медной пайки можно выделить следующее:

• Сварные медные изделия получаются очень прочными и долговечными.
• Медь относится к наиболее простым в обработке и доступным материалам.
• Сварочный контакт имеет очень значительный простор при выборе наиболее подходящих условий – т.н. «регулировка режима сварки».
• Обустраивая соединение методом пайки, нет необходимости в наличии стандартных переходников и фитингов. Таким образом достигается заметная экономия финансов при организации системы отопления.

Какая бывает пайка, и какой инструмент необходим

Проводя специальные операции по свариванию труб разного сечения, в основном применяют такие температурные режимы:

• Высокотемпературный. Предусматривает термический прогрев участка плавления до +900 градусов. Обычно таким образом паяют заготовки, находящиеся под постоянными нагрузками.
• Низкотемпературный. Этот режим особенно подходит для бытового применения. Рабочая температура по линии контакта обычно не превышает в этом случае +450 градусов.

Чтобы процесс соединение трубок методом пайки происходил максимально комфортно, для этого понадобится наличие следующего инструмента:

1. Специального захвата-трубореза, для получения ровного среза трубы по месту ее будущей стыковки.
2. Оборудования для снятия фасок и удаления заусенец.
3. Особенного расширительного приспособления, с помощью которого проводится подготовка места стыковки нужной глубины. Этот показатель обычно соотносим с диаметром стыкуемых труб.
4. Сварочного аппарата или газовой горелки. Они и служат инструментом для пайки труб из меди.
5. Термического фена, который быстро разогревает стыковочные участки до +650 градусов. Применяется в тех случаях, когда работа проводится легкоплавким припоем. Данный сварочно-разогревающий аппарат дает возможность достигать простого соблюдения требуемого температурного режима по месту пайки, с возможностью поддержки его в требуемых пределах. Как правило, в комплектацию приспособления входят сменные насадки, дающие возможность направлять горячий воздух строго на нужный участок трубопровода.

Перед тем, как варить медные трубы, важно узнать, какие именно рабочие материалы следует применить в качестве рабочих припоев. Характеристики тугоплавкости позволяют разделить их на твердую и мягкую категорию. Читайте также: «Как выполняется соединение медных труб с пайкой и без неё».

Припои для пайки в домашних условиях

Такое название используется для обозначения припоев с высоким уровнем тугоплавкости. Внешне они имеют вид длинных стержней с произвольным профилем, что очень удобно в том случае, когда металл разогревают непосредственно в области пайки до температуры +900 градусов.

Такой режим позволяет получить паяный контакт высокой степени качества и надежности. Область применения данных паяльных материалов – ремонтно-восстановительные работы на особо ответственных магистралях. Таким же образом ремонтируются промышленные кондиционеры и специальное холодильное оборудование. Читайте также: «Как выполняется пайка медной трубы и что для этого нужно».

Чаще всего речь идет об использовании самофлюсующихся медно-фосфорных составах, в состав которых входят добавки типа Cu94 P6 и Cu92 P6 Ag2. Добавку серебра или фосфора (6%) практически невозможно заметить, однако она способствует быстрому понижению рабочей температуры плавления до отметки +750 градусов. При этом показатель фактического расширения используемого материала практически идентичен аналогичным параметрам меди. За счет этого соединение получается прочным и надежным. Читайте также: «Какой припой для пайки медных труб лучше использовать, виды и особенности материалов».

Что касается т.н. «мягких» припоев, то с их помощью проводится низкотемпературная обработка медных изделий в домашних условиях. Чаще всего они выглядят, как очень тонкие проволочки, изготовленные на основании олова, свинца, цинка и их сплавов. Такая форма припоя очень удобна при решении вопроса, как спаять медные трубки в домашних условиях.

Как правильно паять, используя флюс

Чтобы самостоятельно паять медные трубки, важно максимально упростить этот процесс. Специально для этого практикуется применение специальных пастообразных или жидких веществ, называемых флюсами.

Для того, чтобы проводимая операция с медью была успешной, важно правильно подобрать наиболее подходящий для этих целей флюс. Как и в случае с припоями, данный тип материалов бывает низкотемпературным, с максимальной степенью нагрева (+450 градусов), и высокотемпературным. Читайте также: «Как паять медные трубы – инструменты, материалы, правила пайки».

При помощи данных химических реактивов могут достигаться следующие цели:

• Перед тем, как сварить медную трубку, с зоны пайки удаляются вредные окислы и другие препятствующие качественному соединению вещества.
• Рабочая зона получает дополнительную защиту от кислородного воздействия, которым обычно богата окружающая среда. Этим самым используемые для пайки вещества сохраняются от вступления в ненужные в данном случае химические реакции.
• Флюсы очень удобны для формирования наиболее подходящих условий, позволяющих припою максимально равномерно распределяться по всей области стыковки. Как результат, медное соединение получает необходимую стойкость к термическому и вибрационному воздействию, что предохраняет его от появления пропусков и протечек.
• Степень адгезии медной трубы и припоя, благодаря содержащимся в составе флюсов компонентам, достигает необходимого уровня качества. Особенно это важно в том случае, если магистраль переживает воздействия на разрыв.

Соблюдение нужной температуры во время работы позволяет разогретому припою равномерно покрывать все части соединяемых заготовок, что обеспечивает соединению нужную степень надежности. Когда зона пайки остынет, ее очищают от всех излишков припоя.

Особенности сварки медных труб и нюансы осуществления технологических процессов за счет особенностей материалов

Существует немало способов получения неразъемного соединения медных труб: газовая сварка, электродуговая сварка, пайка. Каждый из способов обладает своими плюсами и минусами, выбор будет зависеть от места проведения сварки, вида изделий, способа соединения, степени оснащённости и подготовки к сварке.

Правила подготовки медных труб

Свариваемость меди зависит от наличия примесей в металле. Чистая медь обладает наилучшей свариваемостью. Расплавленная медь очень хорошо окисляется, а при охлаждении образуются пузырьки газов из воздуха. Эти пузырьки создают большое внутреннее давление, что приводит к образованию трещин. В связи с этим необходимо тщательно следить, чтобы на свариваемых торцах не было влаги, а также обеспечивать хорошую защиту расплавленного металла в процессе сварки.

Подготовка к сварке будет аналогичной для различных способов. Перед началом сварочных работ следует подготовить кромки свариваемых труб:

Сборка труб осуществляется с помощью центраторов – приспособлений, позволяющих прочно зафиксировать концы труб в одной оси. При отсутствии центратора или невозможности его использования трубы можно расположить на сварочном приспособлении и закрепить их струбцинами. При сборке необходимо соблюсти небольшой зазор между свариваемыми кромками. При отсутствии зазора есть вероятность несплавления кромок внутри трубы, при большом зазоре расплавленный металл сварочной ванны будет вытекать вовнутрь трубы.

Газовая сварка

При применении газовой сварки следует учитывать высокую теплопроводность меди. Пламя сварочной горелки должно иметь повышенную мощность.

Перед сваркой необходим прогрев свариваемых кромок. Во время сварки пламя должно быть нормальным: избыток ацетилена приведёт к образованию пор и трещин, а окислительное пламя приводит к окислению металла шва.

Нагрев сварочной ванны следует производить восстановительной зоной пламени в месте наибольшей температуры. Для уменьшения охлаждения рекомендуется укрывать трубы пористым негорючим материалом около места сварки. Мундштук горелки располагают под углом 80-90 градусов к поверхности шва. В процессе сварки нагретый конец присадочного прутка окунают во флюс и переносят его в сварочную ванну, тем самым обеспечивая защиту расплавленного металла. Сварка ведётся без перерывов в один проход.

Сварка плавящимися и неплавящимися электродами

При применении сварки плавящимся электродом используют электроды со стержнем из меди и обмазкой, обеспечивающей защиту сварочной ванны от воздействия окружающего воздуха. Сварка выполняется постоянным током обратной полярности на максимально возможной короткой дуге. Сварочный ток подбирают в зависимости от толщины стенки трубы и диаметра электрода.

При применении сварки меди в среде защитных газов неплавящимся электродом больше всего подходит импульсная сварка. Это уменьшает риск прожога металла, обеспечивает стабильный процесс сварки и хорошую структуру сварочного шва.

Сварка ведётся постоянным током прямой полярности. Применяется присадочный пруток из чистой меди. В качестве защитного газа используют в основном аргон, но при необходимости в роли защитного газа могут быть гелий, азот или их смеси.

При применении угольного или графитового электрода в качестве присадочного прутка применяют чистую медь. Сварку производят постоянным током прямой полярности, длина дуги должна составлять около 10 мм. В качестве защиты сварочной ванны используют флюс, нанесённый на кромки, а также на присадочный пруток.

При применении автоматической сварки в качестве защиты расплавленного металла шва используют защитные газы или порошковый флюс. Режимы и скорость сварки выбирают исходя из толщины свариваемых стенок. Ток постоянный прямой полярности. Сварочная проволока изготавливается из чистой меди. При сварке толстостенных труб требуется предварительный подогрев.

Пайка медных труб как способ соединения

При применении пайки чаще всего используют специальное соединение труб: один из концов труб имеет больший диаметр, чем основная труба, этим концом он надевается на соединяемую трубу.

Перед пайкой необходимо особенно тщательно отнестись к очистке соединяемых поверхностей, так как при пайке необходимо обеспечить наилучший контакт поверхности с припоем.

После очистки и обезжиривания труб на соединяемые поверхности наносится паяльная кислота, после чего трубы соединяют между собой. Нагрев осуществляют газопламенными горелками. При достижении необходимой температуры подаётся припой, происходит его плавление за счёт пламени газовой горелки и разогретой поверхности. Под действием капиллярных сил жидкий припой равномерно распределяется по соединяемым поверхностям. Чаще всего для пайки медных труб применяют припои на оловянной основе.

При использовании любого из перечисленных способов сварки и пайки высокое качество шва будет обеспечено за счёт строгого выполнения всех требований, предъявляемых к сварке.

Оборудование для сварки

В зависимости от того, о каком виде сварки труб идёт речь, будет зависеть выбор оборудования.

Для газовой сварки понадобятся:

• баллоны со сварочным газом;
• газовая горелка с механизмом подачи сварочной проволоки;
• шланги для подачи сварочного газа;
• кассета со сварочной проволокой;
• сварочный молоток;
• щетка по металлу.

Если говорить о сварке с плавящимися и неплавящимися электродами, то перечень оборудования выглядит следующим образом:

• источник сварочного тока, подобранный в зависимости от условий сварочного процесса и целей эксплуатации изделия;
• сварочные кабели для подачи тока в сварочную зону, а также направления защитного газа (при использовании технологии сварки в защитном газе);
• держатель для электрода;
• приспособление для создания массы;
• баллон с защитным газом (при использовании соответствующей технологии).

Для соединения труб при осуществлении сварки используется центратор.

Дополнительно необходимо защитное оборудование для сварщика, включающее маску с темным стеклом или самозатемняющуюся маску, краги или защитные перчатки, защитную обувь и одежду.