Как правильно проводится соединение (пайка) медных труб?

Как правильно проводится соединение (пайка) медных труб?

Коммуникации из меди являются сегодня редким, но исключительно надёжным вариантом для водоснабжения и отопления частного дома. Бытующее мнение о трудностях монтажа медных трубопроводов на деле не подтверждается абсолютно. Самостоятельная пайка медных труб доступна для непрофессионала, если он знает технологию процесса и владеет инструментами. Освойте тонкости соединения медных труб, соберите личный водопровод и вам больше не придётся никогда заниматься коммуникациями.

Виды и особенности медных труб

Медные трубы хороши тем, что они: не подвержены коррозии, имеют срок службы более полувека, достаточно мягкие, чтобы не бояться перемерзания воды в них. Медь — материал идеально гладкий, это предотвращает образование в налёта в трубах, к тому же материал обладает бактерицидными свойствами.

Обратите внимание! Состав медного трубного материала для домашних коммуникаций должен быть на 99% чистой медью. Сплавы с «добавками» образуют плохо растворимые окислы на поверхности, что препятствует качественной пайке.

Различают две разновидности медных труб, в зависимости от способа их изготовления:

Эти трубы могут иметь одинаковый состав, но резко отличаются по физическим свойствам.

Отожжённые трубы – это эластичный трубный материал. О степени гибкости можно судить по тому, что продают их в бухтах, намотанными подобно шлангу. Гибкость отожжённых труб является большим плюсом при монтаже. Из них можно формировать разные конфигурации не используя дополнительные детали. Это даёт материальную экономию на фитингах и расходных материалах. Уменьшает трудозатраты, используется меньшее число соединений.

И хотя эти трубы считаются менее крепкими, чем неотожженные, их запаса прочности вполне хватает для коммуникаций в индивидуальных домах.

Неотожженные трубы не подвергают дополнительной обработке – они остаются жёсткими. Приобрести такой материал можно прямыми прогонами, как привычные стальные. Разводка неотожженных коммуникаций проводится с помощью фитингов.

Эти трубы дешевле, но необходимость установки фитингов при монтаже поворотов, обходов сводит на нет данное преимущество. Их прочность требуется в промышленных трубопроводах, которые эксплуатируют при повышенной механической и температурной нагрузке.

Способы соединения труб из меди

Монтаж медных коммуникаций можно осуществлять при помощи пайки или с использованием специальных обжимных фитингов. Привычные сварочные работы не используют, поскольку материал мягкий, легко деформируется. Собрать всю коммуникацию на обжимных фитингах можно, но долговечность её будет под большим вопросом.

Пайку медных труб проводят двумя способами:

  • при низкой температуре – 250-300 градусов;
  • при высокой температуре – более 450 градусов.

Разная температура пайки предполагает использование разного припоя. Высокотемпературная пайка справляется с расплавлением твёрдых припоев, содержащих медь или серебро. Обязательна эта технология к использованию при починке или монтаже холодильного оборудования, в промышленных трубопроводах. К монтажу бытовых коммуникаций жёстких требований по использованию методов соединения меди нет.

Обратите внимание! Низкотемпературная пайка запрещена к использованию в монтаже газового оборудования или проведении газовых коммуникаций.

Низкотемпературная пайка позволяет использовать только мягкие сплавы в качестве припоя. Это не влияет на качество и долговечность соединения, если коммуникации эксплуатируют при температуре теплоносителя не выше 130 градусов и без давления.

Пайка труб из меди – технология процесса

Прежде чем приступать к пайке медных труб, необходимо приготовить фитинги, инструменты, расходные материалы. Вторым этапом будет подготовка деталей к соединению. После этого начинают сам процесс пайки.

Инструменты и материалы

Для подготовки трубы и проведения пайки соединения могут понадобиться:

  • Труборез – для нарезания необходимых фрагментов трубных материалов. Для качественного соединения медных деталей использование профессионального трубореза крайне важно – он позволяет отрезать материал без его деформации.
  • Газовая горелка с узконаправленным пламенем – то, при помощи чего осуществляется нагрев места соединения, непосредственно пайка. Принципиально важно чтобы горелка была оснащена функцией автоподжига. Лучше купить недорогую горелку с пьезозажигалкой, чем брендовую модель без этой системы.
  • Если монтаж будет проводиться в помещении, где запрещено использование открытого пламени, то приобретите электрический паяльник для пайки медных труб. Его можно использовать при любом виде пайки.
  • Труборасширитель (экспандер), если вы собираетесь обойтись без фитингов. Этот инструмент позволяет расширить диаметр трубы для соединения в раструб. Кроме этого расширитель используют для поднятия и загиба наружу кромки просверлённого отверстия. Такой приём применяют при необходимости сделать отвод на патрубок меньшего диаметра.
  • Трубогиб или иное приспособление для безопасного изменения конфигурации трубы. Актуально для отожжённых материалов.
  • Железный ёршик для шлифовки внутренней части трубы (отрезанного фрагмента) от заусениц.
  • Наждачную бумагу для зачистки внешней стороны соединения от заусенец
  • Для разметки будущих коммуникаций дополнительно будут нужны: маркер, линейка, уровень.

Пайка предполагает использование припоя и флюса – расходных материалов. Полный список необходимого выглядит так:

  • припой, в зависимости от выбранного метода;
  • флюс для обезжиривания и подготовки места соединения к качественному монтажу;

Припой для меди представляет собой сплав олова с небольшим количеством более благородных , твёрдых металлов.

Обратите внимание! Температура плавления припоя должна быть существенно ниже таковой для основной трубы и фитингов.

Флюс – это химически агрессивное соединение, которое очищает «зону деятельности» паяльника от окислов, следов жира. Купить его можно в удобной упаковке, где кисточка вделана в крышку. Производители предлагают пастообразный и жидкий флюс.

При выборе флюса руководствуйтесь тем соображением, что использовать его следует крайне аккуратно, в минимальных количествах. Излишки флюса удаляйте как можно более полно – оставшееся в зоне соединения агрессивное вещество, способно быстро привести в негодность соединение.

Подготовка

Подготовительный этап включает в себя:

  • нарезание трубных сегментов согласно проекту;
  • зачистку внешней и внутренней стороны среза от неровностей, заусенец, возможного налёта;
  • расширение внутреннего диаметра принимающего отрезка;
  • обработка флюсом контактирующих объектов.

Обратите внимание! Качественное проведение подготовки определяет крепость будущего трубопровода.

Пайка

Соединение медных деталей происходит всегда внахлёст. Рекомендуемая глубина раструба должна быть не менее 5 мм. Идеальная должна один в один совпадать с диаметром соединяемых частей.

Уникальность пайки медных труб заключается в том, что он основан на капиллярном эффекте, который возникает в узких щелях. Говоря простым языком, расплавленный припой автоматически втягивается в зазор между стенками и равномерно распределяется по всему объёму.

Обратите внимание! Капиллярный эффект работает только если зазор составляет от 2 до 4 мм.

  • Части соединения вставляют одно в другое.
  • Включают горелку на полминуты и подносят припой. Горелку держат одной рукой, припой – другой.
  • Припой растекается и автоматически (благодаря капиллярному эффекту) заполняет собой объем между стенками. Пайка завершена.
  • Изделие оставляют остывать при комнатной температуре.

Обратите внимание! Запрещено ускорять процесс остывания холодной водой или обдувом. Это снижает прочность соединения.

Возможные ошибки

Несмотря на простоту процесса пайки, новички совершают промахи, ведущие к резкой потере качества соединений.

Избегайте следующих моментов:

  • Детали небрежно зачищены и обезжирены. Попадание грязи и посторонних частиц в припой существенно снижает качество работы.
  • Недостаточный нахлест деталей. При малом нахлесте площадь соединения будет мала для безупречного «удержания» сегментов.
  • Недостаточное или избыточное нанесение флюса. Флюс должен покрывать детали равномерным, но тонким слоем – так, чтобы его излишки не появлялись наружу.
  • Перегрев. При перегреве флюс обгорает, образуя окалину и налёт оксида на поверхности трубы или фитинга. Горелку следует держать только до первого потемнения флюса.
  • Недостаточный нагрев. Флюс расплавится, но не образует нужной сцепки.
  • Несоблюдение техники безопасности. Проведение работ без защитной одежды приводит к травмированию.

Пайка медных труб своими руками при помощи газовой горелки

Ещё пять тысяч лет назад чеканщики из Египта открыли новый вид соединения металлов методом пайки. Суть метода заключается в создании соединения различных металлов путём заполнения швов припоем, который представляет собой расплавленный материал с температурой плавления меньшей, чем у соединяемых частей изделия. В отличие от стали, медные детали целесообразнее соединять методом пайки, чем сваркой. Это особенно важно, если приходится работать с тонкостенными медными трубами, которые находят широкое применение в отопительных, водопроводных, газовых и холодильных системах. С такой работой может справиться даже новичок.

Особенности труб из меди

Химический состав, который используется при производстве медных труб, на 99% состоит из меди, но допускаются незначительные примеси олова, железа, сурьмы, свинца.

Трубы из меди бывают твёрдыми (не отожжёнными) и мягкими (отожжёнными). Во время изготовления при механической обработке медный материал теряет свою природную пластичность.

Это свойство можно возвратить путём отжига металла, то есть, нагрева его до 600—700 градусов с последующим охлаждением в естественных условиях. В результате таких действий медная труба получает некоторые технологические преимущества перед твёрдой медью. Конечно, мягкая труба проигрывает в прочности, но зато намного превосходит в пластичности, что увеличивает значение её удлинения при разрыве на 40—60%. Это означает, что мягкую трубу можно легко изгибать, не опасаясь её разрыва. Благодаря пластической деформации меди, такие трубы могут исключить разрыв водопровода при случайном его замораживании.

Медные трубы обладают такими достоинствами:

  • долговечность эксплуатации;
  • прочность;
  • способность легко подвергаться обработке;
  • не боятся ультрафиолетового излучения;
  • выдерживают максимально высокие температуры;
  • безаварийно работают под высоким давлением;
  • обладают бактерицидными свойствами;
  • не поддаются коррозии;
  • имеют высокую теплопроводность и гладкую поверхность.

Конечно, более высокую стоимость меди, в сравнении с другими современными материалами можно отнести к её недостаткам, но технология пайки позволяет сэкономить на фитингах.

Методы пайки медных деталей

Неразъёмное соединение труб на промышленных объектах, как и пайка меди в домашних условиях, осуществляется двумя методами:

  1. Высокотемпературный способ — применяется на трубопроводах, эксплуатируемых при высоких температурах и с большой нагрузкой. Расплавление припоя этим методом происходит при температуре 600—900℃.
  2. Низкотемпературный метод — используется для систем бытового назначения. При использовании мягкого припоя нагревание места пайки достигает 450℃, а для твёрдого припоя — более 450℃.

Инструменты и приспособления

Конечно, для пайки медных труб своими руками в стандартном исполнении можно использовать многие элементы, которые несложно обнаружить в собственных домашних запасах. В крайнем случае придётся приобрести специальные приспособления для выполнения технологического процесса пайки. Итак, чтобы произвести качественный монтаж медных изделий может понадобиться:

  1. Ручной труборез, который позволит получить строго перпендикулярный разрез трубы.
  2. Приспособление для снятия фаски — служит для удаления различных заусенцев и закругления места разреза.
  3. Расширитель труб поможет во многих ситуациях обойтись без применения фитингов. Для пайки нужно увеличить диаметр одного конца трубы, чтобы туда вставить другую заготовку.
  4. Щётки и ёршики помогут очистить от окиси место пайки труб.
  5. Для повышения безопасности работ на сопло горелки нужно установить рефлектор (отражатель) огня, который поможет защитить горючие материалы, расположенные вблизи места работы. Это предотвратит потери тепла и обеспечит равномерный прогрев трубы.
  6. Газовая горелка является основным инструментом для пайки медных труб. Существует несколько разновидностей горелок- от высокопроизводительных моделей до бытовых устройств.

По мощности горелки подразделяют:

  1. Для разогрева труб и пайки мягким припоем.
  2. Для проведения работы твёрдым или мягким припоем (полупрофессиональные).
  3. Для осуществления пайки твёрдым припоем (профессиональные).
  4. Термофеном можно разогреть легкоплавкий припой. Такой инструмент способен давать струю горячего воздуха до 650℃.

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.

Будет полезно:  Как изготовить станок для прокатки металлической профильной трубы своими руками

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.

Технология пайки медных труб

Весь технологический процесс соединения деталей из медного материала условно можно разделить на подготовительные операции и непосредственно сам этап создания крепкого стыка.

Основные операции соединения при помощи горелки:

  1. Резку трубы удобнее всего производить с помощью трубореза. Для этого инструмент устанавливается на обрабатываемую деталь таким образом, чтобы режущий ролик совпадал с линией разреза. Далее зажимается винт и поворотом вокруг оси трубы производится разрез. После каждых двух оборотов вращением винта резак поджимается к трубе. Можно отрезать металл и обычной ручной ножовкой по металлу, но при этом очень сложно добиться перпендикулярности среза.
  2. После резки нужно снять наружную и внутреннюю кромки. Наружная фаска удаляется для облегчения сборки, а внутренняя может оказывать сопротивление потоку воды или газа. Существуют специальные приспособления для проведения такого рода операций. Иногда они встраиваются непосредственно в труборез, а иногда выступают в роли отдельного приспособления.
  3. Следующим шагом будет зачистка сопрягаемых частей детали от окислов. Внешнюю поверхность легко очистить мелкой абразивной бумагой либо специальным устройством с отверстием, обрамлённым стальной щёточкой. Для очистки внутренней кромки применяются ёршики, сетка или наждачная бумага, навёрнутая на любой штырь соответствующего диаметра. После очистки поверхности до блеска нужно удалить остатки абразива, которые существенно снижают качество пайки.
  4. После очистки необходимо нанести на поверхность флюс. Пастообразный состав наносится с помощью кисточки на наружную часть вставляемой трубы. После этого сразу производится соединение деталей, чтобы избежать попадания мусора.
  5. Во время сборки сопрягаемые детали нужно повернуть друг относительно друга, чтобы осуществить полное распределение флюса по поверхности. Затем удаляются хлопчатобумажной ветошью излишки флюса, а детали закрепляются в удобном для пайки положении.
  6. Прежде чем приступить к нагреву труб, необходимо удалить все пластмассовые и резиновые детали, которые могут пострадать во время пайки. Пламя горелки должно быть нормальным — без недостатка или избытка кислорода. Сбалансированное пламя обладает ярко-синим цветом. Излишний кислород в пламени окисляет поверхность металла, на что указывает окисный чёрный налёт. Прогревать место соединения необходимо равномерно, перемещая пламя с разных сторон изделия. Когда припой начинает плавиться, значит температура пайки достигла оптимального значения. После полного заполнения соединительных швов расплавленным припоем нужно отнести пламя горелки от стыка и дать возможность остыть месту пайки естественным путём.

После полного остывания места стыковки металлов необходимо удалить остатки флюса ветошью, смоченной раствором спирта.

Недопустимые ошибки

Причиной некачественного соединения двух деталей чаще всего становится спешка, поэтому нужно не забывать контролировать кромки изделия на отсутствие посторонних мелких предметов, которые могут образоваться после резки.

При нанесении флюса важно стараться не пропустить ни одного малейшего участка поверхности, ведь любой дефект может стать причиной плохого контакта.

Если какой-нибудь участок поверхности будет слабо прогрет, это приведёт к слабому сплавлению двух металлов. Перегрев может привести к сгоранию флюса и образованию окалины или окиси на месте пайки, что влияет на её надёжность.

Техника безопасности

Так как паяльные работы ведутся с использованием высокого нагрева, необходимо строго все операции выполнять в защитных перчатках.

Наличие опасных химических испарений может привести к поражению органов дыхания, поэтому работы нужно проводить в хорошо вентилируемом помещении и в защитной маске.

Пайка труб из медного материала не представляет особой сложности. Более подробно расскажет о пайке медных проводов видеоурок, который можно посмотреть на многих сайтах интернета.

Огонь, припой и медные трубы: пайка своими руками

Несмотря на бюджетную стоимость, простоту монтажа и практичность современные изделия из полимера уступают медным трубам в надёжности, долговечности, эстетике внешнего вида. С мягкой и пластичной медью могут работать даже не профессионалы. Для этого не требуется особенных навыков и длительной практики.

О том, как паять медные трубы своими руками и что для этих целей потребуется: инструменты, флюс, припой и т. д., читайте в данной статье строительного журнала samastroyka.ru

Преимущества медных труб

Несмотря на дороговизну трубы из меди не перестают быть популярными. Благодаря своим техническим характеристикам медные трубы по-прежнему стоят на первом месте среди аналогов.

Основные преимущества медных изделий:

  • Они обладают бактерицидными свойствами и сделаны из экологически чистого материала;
  • Не боятся солнечных лучей и устойчивы к воздействию многих химических соединений;
  • Им не страшны высокое давление в системе и высокие температуры теплоносителя;
  • Медь — материал пластичный, что сказывается на лёгкости монтажа;
  • Срок службы труб из меди практически не ограничен.

Притом, что плюсов у медных труб много, не следует забывать об одном большом минусе — их стоимости.

Поэтому прежде, чем приступать к самостоятельной работе с медью, в частности, к пайке, не мешает узнать особенности процесса и познакомиться с необходимыми инструментами и подручными средствами.

Материалы и оборудование для пайки медных труб

Существует два способа состыковки труб из меди: высокотемпературная сварка и низкотемпературная пайка с применением фитингов. Для самостоятельного проведения работ необходимо обзавестись следующими инструментами и материалами:

  • трубами нужного диаметра;
  • фитингами;
  • припоем и флюсом для пайки медных труб;
  • трубогибом;
  • труборезом;
  • фаскоснимателем;
  • горелкой для пайки изделий из меди;
  • строительным феном;
  • развальцовщиком или эспандером.

Такой набор инструментов для монтажа медных труб с материалами, обеспечит возможность самостоятельно провести работы по пайке трубопровода из меди .

Монтаж начинают с подготовки труб .

Подготовительные работы

Прежде всего, следует с помощью трубореза нарезать трубы на отрезки необходимой длины и подготовить соединения для каждого узла.

Даже самый недорогой ручной труборез обеспечит качественный ровный срез, перпендикулярный оси. Использование ножовки по металлу в данном случае не рекомендуется, без навыков срез обязательно будет требовать дополнительной сложной обработки.

После разрезания труб, край срезов требуется обязательно обработать фаскоснимателем, во избежание неприятностей в виде возможных неровностей. После обработки срезов приступают к монтажу, в данном случае выборе способа пайки.

Пайка медных труб своими руками: как паять медные трубы?

Существует два вида пайки медных труб:

С применением первого способа, как правило, монтируют бытовые коммуникации. Для этого способа подходит мягкий припой, это может быть медная (с примесью фосфора) проволока сечением 2 мм, олово или свинец с присадками, мягкий припой с серебром.

Провести пайку самостоятельно, имея небольшие навыки, не составит большого труда. Мягкий припой имеет более низкую температуру плавления, чем температура плавления меди, поэтому, не забывая о мерах предосторожности, можно смело приниматься за работу.

Прежде всего, следует подготовить флюс, поскольку он очищает металл от окислов и защищает место спайки от доступа кислорода. Флюсом обрабатывают конец трубы и соединительную деталь, в данном случае фитинг.

Важно помнить, что обработка флюсом производится до начала пайки, тогда как обработка пастой для пайки медных труб производится и до, и после паяния.

Далее труба соединяется с фитингом, а место соединения нагревают газовой горелкой или паяльником. В процессе нагрева припой плавится и в жидком состоянии проникает во все свободные полости соединения. Следует равномерно распределить припой по месту соединения и отложить трубу с фитингом до остывания.

Пайка твёрдым припоем производится в той же последовательности, но с более высокой температурой нагрева припоя.

Припои для пайки меди

Строительный рынок предлагает несколько вариантов припоя для пайки медных труб. Бытует мнение, что мягкие припои, состоящие из олова с разного рода добавками, не могут обеспечить надёжность паяных швов. Несмотря на то, что это не совсем так, можно подстраховаться и выбрать припой с дополнением серебра.

Для высокотемпературной пайки предназначен твёрдый медно-фосфорный припой, который обеспечивает большую надёжность пайки. Высокотемпературную пайку используют при состыковке труб магистральных трубопроводов, где допустимы перепады давления.

Газовые горелки для пайки

Приступая к самостоятельному монтажу трубопровода, необходимо правильно выбрать инструменты и оборудование для пайки медных труб, обратив особое внимание на горелку.

Горелка может быть:

  • Пропановая (применяется, чаще всего, в больших объёмах работ).
  • Со смесью МАРР (газовая смесь «Метилацетилен-Пропадиен-Пропан»).
  • Ацетиленовая.
  • Кислородная.

Газовые горелки могут быть оснащены съёмными одноразовыми баллонами, либо шланговым соединением со стационарным баллоном.

Для монтажа небольшого трубопровода достаточно модели со съёмной газовой ёмкостью.

Приступая к процессу пайки медных труб с помощью газовой горелки, не следует забывать о правилах пожарной безопасности.

Вот и всё, что нужно знать об особенностях пайки изделий из меди. Имея необходимое оборудование и материалы для пайки медных труб, можно самостоятельно смонтировать домашний трубопровод, который будет служить долгие годы

Будет полезно:  Срок службы и возможности полипропиленовых труб

Пайка медных труб своими руками при помощи газовой горелки

Ещё пять тысяч лет назад чеканщики из Египта открыли новый вид соединения металлов методом пайки. Суть метода заключается в создании соединения различных металлов путём заполнения швов припоем, который представляет собой расплавленный материал с температурой плавления меньшей, чем у соединяемых частей изделия. В отличие от стали, медные детали целесообразнее соединять методом пайки, чем сваркой. Это особенно важно, если приходится работать с тонкостенными медными трубами, которые находят широкое применение в отопительных, водопроводных, газовых и холодильных системах. С такой работой может справиться даже новичок.

Особенности труб из меди

Химический состав, который используется при производстве медных труб, на 99% состоит из меди, но допускаются незначительные примеси олова, железа, сурьмы, свинца.

Трубы из меди бывают твёрдыми (не отожжёнными) и мягкими (отожжёнными). Во время изготовления при механической обработке медный материал теряет свою природную пластичность.

Это свойство можно возвратить путём отжига металла, то есть, нагрева его до 600—700 градусов с последующим охлаждением в естественных условиях. В результате таких действий медная труба получает некоторые технологические преимущества перед твёрдой медью. Конечно, мягкая труба проигрывает в прочности, но зато намного превосходит в пластичности, что увеличивает значение её удлинения при разрыве на 40—60%. Это означает, что мягкую трубу можно легко изгибать, не опасаясь её разрыва. Благодаря пластической деформации меди, такие трубы могут исключить разрыв водопровода при случайном его замораживании.

Медные трубы обладают такими достоинствами:

  • долговечность эксплуатации;
  • прочность;
  • способность легко подвергаться обработке;
  • не боятся ультрафиолетового излучения;
  • выдерживают максимально высокие температуры;
  • безаварийно работают под высоким давлением;
  • обладают бактерицидными свойствами;
  • не поддаются коррозии;
  • имеют высокую теплопроводность и гладкую поверхность.

Конечно, более высокую стоимость меди, в сравнении с другими современными материалами можно отнести к её недостаткам, но технология пайки позволяет сэкономить на фитингах.

Методы пайки медных деталей

Неразъёмное соединение труб на промышленных объектах, как и пайка меди в домашних условиях, осуществляется двумя методами:

  1. Высокотемпературный способ — применяется на трубопроводах, эксплуатируемых при высоких температурах и с большой нагрузкой. Расплавление припоя этим методом происходит при температуре 600—900℃.
  2. Низкотемпературный метод — используется для систем бытового назначения. При использовании мягкого припоя нагревание места пайки достигает 450℃, а для твёрдого припоя — более 450℃.

Инструменты и приспособления

Конечно, для пайки медных труб своими руками в стандартном исполнении можно использовать многие элементы, которые несложно обнаружить в собственных домашних запасах. В крайнем случае придётся приобрести специальные приспособления для выполнения технологического процесса пайки. Итак, чтобы произвести качественный монтаж медных изделий может понадобиться:

  1. Ручной труборез, который позволит получить строго перпендикулярный разрез трубы.
  2. Приспособление для снятия фаски — служит для удаления различных заусенцев и закругления места разреза.
  3. Расширитель труб поможет во многих ситуациях обойтись без применения фитингов. Для пайки нужно увеличить диаметр одного конца трубы, чтобы туда вставить другую заготовку.
  4. Щётки и ёршики помогут очистить от окиси место пайки труб.
  5. Для повышения безопасности работ на сопло горелки нужно установить рефлектор (отражатель) огня, который поможет защитить горючие материалы, расположенные вблизи места работы. Это предотвратит потери тепла и обеспечит равномерный прогрев трубы.
  6. Газовая горелка является основным инструментом для пайки медных труб. Существует несколько разновидностей горелок- от высокопроизводительных моделей до бытовых устройств.

По мощности горелки подразделяют:

  1. Для разогрева труб и пайки мягким припоем.
  2. Для проведения работы твёрдым или мягким припоем (полупрофессиональные).
  3. Для осуществления пайки твёрдым припоем (профессиональные).
  4. Термофеном можно разогреть легкоплавкий припой. Такой инструмент способен давать струю горячего воздуха до 650℃.

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.

Технология пайки медных труб

Весь технологический процесс соединения деталей из медного материала условно можно разделить на подготовительные операции и непосредственно сам этап создания крепкого стыка.

Основные операции соединения при помощи горелки:

  1. Резку трубы удобнее всего производить с помощью трубореза. Для этого инструмент устанавливается на обрабатываемую деталь таким образом, чтобы режущий ролик совпадал с линией разреза. Далее зажимается винт и поворотом вокруг оси трубы производится разрез. После каждых двух оборотов вращением винта резак поджимается к трубе. Можно отрезать металл и обычной ручной ножовкой по металлу, но при этом очень сложно добиться перпендикулярности среза.
  2. После резки нужно снять наружную и внутреннюю кромки. Наружная фаска удаляется для облегчения сборки, а внутренняя может оказывать сопротивление потоку воды или газа. Существуют специальные приспособления для проведения такого рода операций. Иногда они встраиваются непосредственно в труборез, а иногда выступают в роли отдельного приспособления.
  3. Следующим шагом будет зачистка сопрягаемых частей детали от окислов. Внешнюю поверхность легко очистить мелкой абразивной бумагой либо специальным устройством с отверстием, обрамлённым стальной щёточкой. Для очистки внутренней кромки применяются ёршики, сетка или наждачная бумага, навёрнутая на любой штырь соответствующего диаметра. После очистки поверхности до блеска нужно удалить остатки абразива, которые существенно снижают качество пайки.
  4. После очистки необходимо нанести на поверхность флюс. Пастообразный состав наносится с помощью кисточки на наружную часть вставляемой трубы. После этого сразу производится соединение деталей, чтобы избежать попадания мусора.
  5. Во время сборки сопрягаемые детали нужно повернуть друг относительно друга, чтобы осуществить полное распределение флюса по поверхности. Затем удаляются хлопчатобумажной ветошью излишки флюса, а детали закрепляются в удобном для пайки положении.
  6. Прежде чем приступить к нагреву труб, необходимо удалить все пластмассовые и резиновые детали, которые могут пострадать во время пайки. Пламя горелки должно быть нормальным — без недостатка или избытка кислорода. Сбалансированное пламя обладает ярко-синим цветом. Излишний кислород в пламени окисляет поверхность металла, на что указывает окисный чёрный налёт. Прогревать место соединения необходимо равномерно, перемещая пламя с разных сторон изделия. Когда припой начинает плавиться, значит температура пайки достигла оптимального значения. После полного заполнения соединительных швов расплавленным припоем нужно отнести пламя горелки от стыка и дать возможность остыть месту пайки естественным путём.

После полного остывания места стыковки металлов необходимо удалить остатки флюса ветошью, смоченной раствором спирта.

Недопустимые ошибки

Причиной некачественного соединения двух деталей чаще всего становится спешка, поэтому нужно не забывать контролировать кромки изделия на отсутствие посторонних мелких предметов, которые могут образоваться после резки.

При нанесении флюса важно стараться не пропустить ни одного малейшего участка поверхности, ведь любой дефект может стать причиной плохого контакта.

Если какой-нибудь участок поверхности будет слабо прогрет, это приведёт к слабому сплавлению двух металлов. Перегрев может привести к сгоранию флюса и образованию окалины или окиси на месте пайки, что влияет на её надёжность.

Техника безопасности

Так как паяльные работы ведутся с использованием высокого нагрева, необходимо строго все операции выполнять в защитных перчатках.

Наличие опасных химических испарений может привести к поражению органов дыхания, поэтому работы нужно проводить в хорошо вентилируемом помещении и в защитной маске.

Пайка труб из медного материала не представляет особой сложности. Более подробно расскажет о пайке медных проводов видеоурок, который можно посмотреть на многих сайтах интернета.

Как спаять медную трубу самостоятельно

В современной квартире имеется немало трубопроводов из меди. Их можно обнаружить в радиаторах отопления, некоторых участках водопровода, кондиционерах, холодильных установках. При полной или частичной замене трубок или подключении новых фитингов соединения необходимо паять. Как происходит пайка медных труб в домашних условиях?

Виды медных труб

Ассортимент и номенклатура медных труб отечественного производства достаточно обширны. Действуют следующие стандарты:

  1. ГОСТ 617-2006, распространяющийся на тянутые или прессованные медные (и латунные) трубы круглого поперечного сечения. Сортамент рассчитан на общие условия применения. Выбор производится по внешнему диаметру и толщине стенки. Предусмотрен следующий диапазон значений: по диаметру – от 3 до 360 мм, по толщине – от 0,8 до 10 мм. Изделия выпускаются длиной от 1,0 до 6,0 м.
  2. ГОСТ 32598-2013, который относится к медным трубам круглого поперечного сечения, используемым в водных и газовых магистралях. Изделия производятся только холодным волочением, и имеют диапазон внешних диаметров 6…267 мм, при толщине стенки от 0,5 до 3,0 мм. Такие трубы производятся в бухтах или мерных отрезках длиной наибольшей длиной соответственно 15 и 5 м.
  3. ГОСТ Р 52318-2005. Регламентирует технические требования и сортамент медных труб, предназначенных для прокладки газо- и водопроводов. От предыдущего стандарта отличается тем, что рассматривает только бесшовные трубы, которые можно использовать в монтаже систем напольного отопления с использованием воды как теплоносителя. Имеются также незначительные отклонения по химсоставу и качеству производства (в сторону ужесточения допусков и процентного содержания примесей).
  4. ГОСТ 21646-2003. Содержит технические требования к медным и латунным трубам (как цельным, так и сварным), которые устанавливаются в различном теплообменном оборудовании. Внешние диаметры — 6…30 мм, толщина стенки – от 0,5 до 3,0 мм, длина — 1,5…12,0 м. Такие трубы могут поставляться с одно- или двухугловыми гнутыми участками.
Будет полезно:  Класс герметичности воздуховодов для эффективной работы вентиляции

Особенность агрегатов импортного производства (холодильники, кондиционеры) в том, что там устанавливаются трубопроводы, изготовленные из твёрдой или мягкой меди по DIN EN 12735-1 и DIN EN 1057. По своему составу и свойствам они примерно соответствуют ГОСТ 21646-2003 и ГОСТ Р 52318-2005.

Типы соединений под пайку

Подразделяются на две группы – торцевые (стыковые) и внахлёст, при помощи переходной арматуры или фитингов. Теоретически стыковые соединения между медными трубами могут быть такими же прочными, как и сама медь, при условии, что припой достаточно прочен. Это связано с тем, что вся нагрузка должна переноситься через область контакта двух небольших поверхностей на концах каждой детали. Однако на практике стыковые соединения для спайки медных труб используются редко, потому что обеспечить одной рукой правильное выравнивание смежных торцов во время пайки в домашних условиях практически невозможно.

Соединительные муфты, с другой стороны, самоустанавливаются в процессе сборки и пайки медных труб. Присадочный металл или флюс в соединении не должен быть таким прочным, как медь, потому что площадь контакта между трубкой и посадочным местом фитинга всегда достаточно большая. В этом случае напряжение в паяном металле низкое, поэтому присадочный металл может быть менее прочным, чем основной металл. Поэтому, когда домашний мастер пользуется заблаговременно приобретёнными медными фитингами с глубокими полостями, можно успешно применять мягкие припои с пределом прочности на разрыв около 35 МПа, а для соединения более прочной медной трубки — с пределом прочности на разрыв около 180 МПа, чего вполне достаточно для большинства видов соединений.

Как запаять медную трубу? Трубное соединение должно быть достаточно прочным, чтобы выдерживать такие факторы, как давление, собственный вес и тепловое расширение. Если вы выбираете оптимальную комбинацию присадочного металла, учитывающую глубину полости, то соединение окажется даже более прочным, чем материал исходной трубы.

Прочность торцевого соединения при пайке медной трубы обычной горелкой зависит от:

  • Длины зоны перекрытия (обычно глубины полости в фитинге);
  • Прочности припоя;
  • Прочности готового спая, после того, как температура в зоне спая снизится до комнатной (или до максимальной температуры горячего теплоносителя, если требуется припаять соединительный элемент системы тёплого пола).

Необходимые инструменты и материалы

Приборы (паяльники)

Как известно, паяльники могут быть газовыми и электрическими . Газовый паяльник обеспечит более высокую скорость нагрева, но это практически всегда сопровождается перегревом металла. Электрический работает медленнее, зато отличается контролируемой температурой нагрева. Вдобавок, отсутствует открытое пламя, что делает электропаяльник более безопасным в обращении, особенно, когда в зоне пайки могут находиться другие материалы, устройства или легковоспламеняемые вещества.

Параметрами выбора являются:

  1. Мощность. Минимальной будет та, что обеспечит нагрев металла в зоне пайки до температуры не ниже 450 0 С. Имеются в продаже и более мощные приборы: например, паяльник Rotenberger Rotherm 2000 гарантирует нагрев до 800…900 0 С (впрочем, он и стоит намного дороже бюджетных моделей отечественного или китайского производства).
  2. Способ питания – от стационарной электросети или аккумуляторный через понижающее устройство. Надёжнее и проще использовать паяльник с прямым подключением.
  3. Масса. При выполнении сложных манипуляций с прибором лучше, чтобы паяльник был как можно легче, особенно, если припаивать медные трубы приходится в не совсем комфортных условиях.
  4. Площадь поперечного сечения контакта. Чем толще стенка трубы, тем мощнее должен быть паяльник.

Поскольку пайка меди может производиться в различных условиях, то целесообразнее иметь паяльник с различным набором сменных наконечников.

Припои и другие расходные материалы

Припой вводится в зазор между трубой и арматурой, площадь которого влияет на два важных аспекта пайки медных труб: прочность соединения и легкость пайки. С точки зрения прочности представляется, что чем больше зона перекрытия, тем лучше. На самом деле, это не так: доказано, что, перекрытие, превышающее в два раза толщину более тонкого элемента, уже не делает соединение более прочным, а только затрудняет создание надежного соединения.

Причины следующие. Во-первых, паяный металл должен равномерно перетекать в зазор между деталями по всей длине и окружности соединения. Одним из препятствий является то, что чем длиннее перекрытие, тем дольше должен течь паяный металл, и тем больше у него возможностей улавливать газы, выделяющиеся при пайке труб. Это вызывает пустоты в стыке. Достаточная подача флюса и достаточно высокий равномерный нагрев соединения способствуют потоку паяного металла в соединение, но по мере увеличения перекрытия и увеличения диаметра обеспечить такой процесс труднее.

Во-вторых, припой начинает плавиться при более низкой температуре, чем температура расплава, называемая температурой солидуса. Чуть выше этой температуры паяльный наполнитель представляет собой смесь твердого вещества плюс жидкость. В таком высоковязком состоянии металл не может легко попасть в плотно прилегающее соединение.

По мере того как припой прогревается, он становится более жидким, достигая температуры ликвидуса. Жидкотекучесть увеличивается, поэтому заполнение зазора происходит значительно быстрее. Поэтому, тем меньше температура ликвидуса и разница её с температурой солидуса, тем оптимальнее припой.

Во время пайки небольшое количество меди растворяется в припое, а небольшое количество легирующих элементов припоя, наоборот, диффундирует в основной металл. Когда это происходит, химический состав припоя изменяется, и это снижает жидкотекучесть.

К счастью, процесс диффузии является более медленным по сравнению со временем, которое требуется для того, чтобы паяный металл перетёк в правильно нагретое соединение. Чем дольше шов находится при температуре пайки, тем больше состав припоя приближается к составу меди.

Способы пайки

Твёрдая пайка

Твёрдой пайкой медных труб считают такую, при которой температура плавления припоя меньше, чем температура меди. Основные марки припоев содержат (кроме олова и винца) цинк, висмут и кадмий. Они плавятся при температурах не ниже 120…130 0 С. Твёрдая пайка используется для создания соединений, которые в процессе эксплуатации не подвергаются нагрузкам изгиба, а также толчкам и ударам. В качестве флюса используют безводную буру.

Пайка мягкими припоями

Такие припои содержат серебро, и – иногда – фосфор. Польза последнего как следует не доказана. С одной стороны наличие фосфора обеспечивает самофлюсование припоя с медью, с другой – повышается хрупкость. Поэтому рекомендуется фосфорсодержащие припои и/или флюсы использовать для пайки прямых участков трубопроводов, не подвергающихся динамическим нагрузкам.

Отметим, что наличие серебра в флюсе обеспечивает поглощение газов, выделяющихся при пайке медных труб и улучшает, таким образом, жидкотекучесть припоя. Применение таких флюсов при пайке холодильных линий не рекомендуется.

Техника безопасности

Перед пайкой стоит вспомнить о том, что медь обладает высоким коэффициентом теплопроводности, поэтому соединяемые детали следует удерживать не руками, а специально подготовленными клещами. Между губками клещей и трубой устанавливают плоские прокладки из листового фрикционного материала – резины, ретинакса или феродо – которые обеспечат улучшенное фиксирование, воспримут на себя повышенные температуры, и помогут избежать деформации поверхности трубы, особенно тонкостенной.

Процесс пайки медных труб

В домашних условиях он разделяется на ряд этапов.

Нарезка

Трубу отрезают в размер, используя труборез (лучше!) или ножовку.

Если используется ножовка по металлу, следует удалить все внутренние и наружные заусенцы с помощью напильника или другого инструмента.

Если трубка не круглая, следует обеспечить точность сечения, используя оправку.

Зачистка и подготовка торцов

Поверхности швов должны быть чистыми и не содержать масла, смазки или оксидных загрязнений. Очистка производится с помощью проволочной щетки из нержавеющей стали или жесткой наждачной тканью.

Для очистки поверхности от смазки или масла используются подходящие растворители.

Не забудьте удалить мелкие посторонние частицы, например, наждачную пыль, после чего обработанные места необходимо тщательно высушить.

Нанесение флюса

Для равномерного нанесения используют кисть. Недопустимо попадание флюса внутрь трубы, поэтому количество наносимого вещества должно быть минимально необходимым.

Излишки флюса перед пайкой медных труб надо удалить.

Соединение

Обязательные процедуры включают:

  • Подготовку фитинга: он не должен быть со слишком глубокой полостью (излишек лучше отрезать). Рекомендуется, чтобы глубина полости не превышала двух её диаметров;
  • Прогрев соединяемых изделий, для чего чаще используют газовую горелку, хотя можно и паяльник, имеющий соответствующую насадку;
  • Нанесение флюса. При этом (для круглых труб) соединяемые детали вращают относительно друг друга: флюс распределится равномернее, и спаять трубу будет легче;
  • Нанесение в зазор припоя. Разогретый теплом паяльника, он устремится в зазор, и заполнит его (это будет видно по остаткам припоя, вытекающего из полости стыка);
  • Охлаждение места сборки с одновременным контролем качества пайки.

Пайка по капиллярной технологии

Особенностью такого вида пайки является то, что подготовленная медная трубка с нанесенным флюсом вставляется в полость фитинг и нагревается до температуры плавления припоя.

Силы адгезии и когезии заставляют припой стекать в капиллярный зазор. Флюс позволяет припою смачиваться, прилипать и сплавляться с поверхностью меди, а сцепление приводит к тому, что припой затягивается достаточно, чтобы полностью заполнить зазор. Это приводит к прочному водонепроницаемому соединению.

Обработка швов

Некоторые считают эту операцию излишней, но окончательная отделка шва необходима, во-первых, для отделки торца соединённого с трубой фитинга, а во-вторых, для контроля возможных пустот и каверн, которые могли образоваться в соединении, если пайка проводилась при высоких температурах, а контроль за возможным газообразованием отсутствовал.

Ошибки и дефекты

Если все подготовительные работы (последовательность проведения которых была описана ранее) выполнены верно, то паяное соединение будет качественным. Неудачи чаще всего бывают следующими:

  1. Неправильно выбран монтажный зазор.
  2. Разогрев места пайки оказался недостаточным (или – что реже – избыточным).
  3. Проверку качества пайки произвели при неостывшем стыке.
  4. На поверхности имеются следы сгоревшего флюса и/или окислов.

Во всех случаях, кроме последнего, соединение придётся выполнять заново. А, поскольку «разобрать» трубу не получится, то придётся готовить новый фитинг, и заново – торцы трубы. Поэтому лучше не спешить, а (при недостатке практического опыта) предварительно потренироваться на производстве схожих по технологии операций. Тогда пайка медных труб состоится без проблем.

Видео о том как правильно паять медь

Ссылка на основную публикацию