Как паять медь в домашних условиях

Пайка меди в домашних условиях

Мягкие металлы довольно сложно поддаются термической обработке. Пайка меди, латуни и бронзы в домашних условиях чаще всего выполняется твердым припоем, хотя иногда используются специальные пасты.

Теория

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.

Инструменты для пайки

Перед началом работы нужно подготовить специальные инструменты и приспособления для пайки медных соединений. Вам понадобится:

  1. Газовая или кислородная горелка для пайки меди (с азотом, ацетатом и т. д.);
  2. Припой (для капиллярной пайки согласно ГОСТ Р 52955-2008);
  3. Щетка (жесткая, но не металлическая) и абразивная бумага для зачистки медных соединений;
  4. Фитинги или другие соединяемые элементы;
  5. Паяльный флюс.

Нужно отметить, что если работа производится на трубных соединениях, то еще может понадобиться фаскосниматель, расширитель, специальное устройство для резки. Все эти приспособления можно найти у профессионального сантехника, чтобы не покупать их.

Фото — горелка

Горелки для меди бывают: профессиональными (для работы с твердыми припоями), для разогрева труб и пайки мягкими пастами, полупрофессиональными или комбинированными. Также есть специальные фены, которыми производится мягкая пайка. Они позволяют быстро разогреть место стыка температурой до 650 градусов.

  1. Твердые. Они представлены стержнями определенного диаметра, который подбирается исходя из определенного зазора при соединении. Используется при соединении меди с железом в системах водоснабжения, подвода газа и системах кондиционирования. Этот припой может быть с фосфором или серебром; Фото — твердый припой
  2. Мягкие могут быть как в виде пасты, так и тонкой проволоки до 3 мм диаметром. Они производятся со свинцом, оловом. Также иногда процесс осуществляется ортофосфорной кислотой.

Также для соединения медных сплавов обязательно нужно использовать флюс. Он выполняет несколько полезных функций: способствует лучшему растеканию припоя по металлу, защищает место обработки от кислородной пленки, очищает шов от окиси. Флюсы бывают с бурой (для различных высокотемпературных припоев), применяется для среднеплавких соединений золота, меди, бронзы, чугуна, нержавейки. Внешне они выглядят как паста, наносятся специальной кистью.

Фото — флюс-паста

Щетки и абразивные листы (наждачная бумага) нужны для того, чтобы после окончания работ удалять с места шва остатки припоя. Фитинги подбираются исхода из потребных соединений (они могут быть разветвляющими, угловыми, изогнутыми и т. д.).

Фото — паяльник

Сварка

Рассмотрим, как осуществляется трубная пайка меди и своими руками:

  1. Любая технология подразумевает подготовку трубы. Вам понадобится обрезать коммуникацию до нужного размера и обработать концы фаскоснимателем. Это нужно для того, чтобы следующий элемент при соединении не повредился и получилось максимально жесткое сцепление деталей;
  2. На край трубы из меди наносится флюс для пайки, его же намазывают на фитинг или другую трубу. После нужно аккуратно вставить коммуникации друг в друга. Если распайка производится самофлюсующимся припоем или электродом, то флюс можно не использовать;
  3. В стык вставляется выбранный припой. Нужно отметить, что если используется паста, то её нужно наносить после флюса. Под воздействием определенной температуры вещество начнет плавиться, заполняя собой свободное пространство в трубе. Очень важный момент: на припой нельзя воздействовать прямым огнем, он должен расплавиться только от тепла разогретой трубы; Фото — пайка с припоем
  4. Если используется лужение, то флюс и припой наносятся очень тонким слоем, иначе в противном случае, на месте пайки образуется некрасивый объемный шов. Если осуществляется ремонт замков или радиодеталей (usb, контактов), то это может нарушить процесс работы элемента;
  5. После окончания нагрева инструмент убирается. В этот момент трубу нельзя двигать – соединение еще слишком пластичное, при повороте металлических отводов можно повредить крепление. Остывают медные трубы естественным путем;
  6. Остается только удалить остатки припоя или флюса щеткой, абразивной бумагой или кистью. Место стыка не рекомендуется переохлаждать первые сутки, когда процесс застывания металла не завершен. Фото — после зачистки

Купить все необходимые инструменты, которыми производится пайка бронзы или меди, можно в любом электрическом магазине, цена зависит от категории. Горелки стоят от 3 долларов до нескольких десятков, стоимость припоя начинается от 5 у. е., флюса – от 3.

Как в домашних условиях провести пайку меди?

Изделия из меди встречаются в разных отраслях. Из этого цветного металла изготавливаются трубы, радиодетали, трубы отопления. Чтобы починить механизм, в котором присутствуют детали из этого металла, нужно знать, как осуществляется пайка меди. Для этого применяется разные технологические процессы и инструменты.

Пайка меди

Какие инструменты и материалы нужны

На промышленном производстве применяются различные технологии соединения медных деталей. Однако это процедуру можно выполнить в домашних условиях. Для этого нужно заранее подготовить инструменты и оборудование:

  • флюс;
  • набор кистей, металлическая щётка;
  • припой;
  • ручной или автоматический аппарат для разрезания труб;
  • паяльник, газовая горелка.

Мощность оборудования подбирается в зависимости от температуры плавления расходных материалов.

Виды расходных материалов

Флюс необходим для защиты места соединения деталей от образования оксидной плёнки. Дополнительно к этому флюс помогает припою растекаться по месту будущего шва. В качестве припоя, чаще всего, используется олово, поскольку он имеет низкую температуру плавления.

Хорошим соединительным материалом для пайки является серебро, но оно имеет высокую стоимость. Из-за этого мастера разбавляются его с оловом, небольшим количеством меди. Среди используемых припоев выделяют два вида материалов: мягкие и твердые составы.

Мягкие

Такие расходные материалы используются для соединения водопроводов. При этом диаметр труб, которые нужно соединить может достигать 10 см. Пайка меди мягким припоем применяется в тех случаях, когда соединённые детали не будут нагреваться выше 130 градусов по Цельсию. К мягким расходным материалам относятся:

  • сплавы свинца и олова;
  • соединения с малым процентным содержанием олова;
  • специальные составы.

По мнению покупателей, самым популярным считается сплав олова и меди. Он отлично подходит для соединения медных изделий. Кроме того, он экономично расходуется.

Твердые

Пайка меди твердыми составами возможна, если необходимо сделать прочный шов, который будет выдерживать воздействия факторов окружающей среды. К ним относятся:

  • сплав меди и цинка;
  • однородная медь;
  • соединение меди и фосфора.

Существует два типа твердых составов: тугоплавкие и легкоплавкие. Чтобы сделать крепкое соединение, рекомендуется использовать многокомпонентный состав.

Виды пайки

Пайку меди в домашних условиях можно проводить по разным технологиям. Для каждого из способа проведения работ необходимы разные расходные материалы и инструмент. Существует несколько технологий пайки медных изделий. О каждой из них стоит поговорить подробнее.

Твердым припоем

Пайка меди твердым припоем — популярный способ соединения деталей. Чтобы осуществить процедуру, потребуется электропаяльник или газовая горелка. При проведении работ нужно учитывать определённые особенности:

  1. При этом виде пайки использование припоя обязательно. Даже если нужно паять медную проволоку.
  2. В качестве расходного материала желательно использовать олово или никель.

В первую очередь расплавляется расходный материал. После этого он наносится на место соединения. Выжидается время до полного остывания припоя.

Пайка меди твердым припоем

В печах

Печи используют на больших предприятиях и заводах. Они позволяют добиться равномерного разогрева соединяемых деталей. Благодаря этому сокращается количество некачественных швов. Применение припоя обязательно.

Флюсовая

При использовании флюса для соединения медных деталей образуются излишки расходного материала, от которых возникает коррозия. Из-за этого шов быстро приходит в негодность. Надёжность соединения зависит от качества припоя.

Вакуумная

Процедура вакуумной пайки проводится не только при соединении медных деталей, но и при обработке изделий из других металлов. Для проведения рабочего процесса используются промышленные печи и специальные контейнеры. В ходе работы используются мягкие типы расходных материалов.

Низкотемпературная

В первую очередь медленно разогревается припой. Быстро увеличивать температуру паяльника нельзя. Нужно дождаться пока низкотемпературный припой расплавится и в этот момент убрать паяльник. Состав должен самостоятельно заполнить пустоты между деталями и скрепить их.

Низкотемпературная пайка меди

Высокотемпературная

Если нужно получить соединение устойчивое к воздействию высоких температур, применяется пайка высокотемпературного типа. Чтобы скрепить между собой отдельные детали, они разогреваются до 700 градусов по Цельсию. При этом применяется не обычный паяльник, а газопламенный нагреватель.

Ошибки при пайке своими руками

Существует ряд популярных ошибок, из-за которых человек не может сделать качественный шов:

  1. Плохая подготовка соединяемых поверхностей. На них должна отсутствовать грязь, мусор, пыль, ржавчина, краска.
  2. Мастера часто не проверяют изделия на наличие дефектов.
  3. Перегрев обрабатываемых поверхностей. Флюс сгорает и появляются окалины, оксидная плёнка.
  4. Слабый разогрев соединяемых поверхностей. Низкая температура не позволяет полноценно расплавить припой, соединить детали между собой.

Пайку нужно проводить аккуратно. В первые разы лучше потренироваться на ненужных деталях. Со временем получится определять оптимальную температуру для спаивания металлов, сплавов.

Техника безопасности

При проведении пайки нельзя не забывать про технику безопасности:

  1. Надевать защитные перчатки.
  2. Трогать скреплённые детали можно только после их остывания.
  3. Помещение, в котором проводятся работы, должно хорошо проветриваться.

При работе с твердыми припоями и кислотами для травления металла нужно надевать защитные очки, респиратор. Они защитят слизистую оболочку глаз и дыхательные пути от токсичных испарений. Перед началом работы необходимо проверять работоспособность используемого оборудования. Для удерживания скрепляемых деталей используются тиски или струбцины.

Читайте также  Медные сплавы основные виды

Пайка меди осуществляется по разным технологиям. Одни проводятся в домашних условиях, другие подходят только для производства. Зная характеристики материала и используя рекомендованное оборудование можно добиться надёжного соединения деталей. Чтобы защитить свой организм, нужно соблюдать технику безопасности.

Пайка меди

В домашних условиях предпочтительнее использовать спаивание медных изделий, этот вариант, наиболее простой и быстрый, в сравнении с варкой. К тому же не понадобится специальное оборудование, которым будет осуществляться скрепление. При соблюдении всех правил и условий технологического процесса, можно получить прочное и надежное соединение элементов, увеличивая стойкость к различным нагрузкам.

Для того чтобы спаивание в домашних условиях не вызвало затруднений, в первую очередь нужно позаботиться об основных инструментах, которые будут задействованы в этом процессе:

  • труборез;
  • фаскосниматель;
  • труборасширитель;
  • ершик стальной;
  • щетка стальная;
  • припой;
  • горелка или фен.

Для трубчатого устройства применяют метод, когда элемент погружается в состав соли и припоя. Соль выполняет функции источника тепла, и заменяет функции флюса. Поэтому дополнительный флюс не понадобится.

Кроме этого способа, есть еще несколько вариантов пайки, которые заслуживают внимания.


Пайка меди

Пайка твердым припоем

Самым распространенным способом пайки в домашних условиях является пайка меди твердым припоем. Это объясняется свойствами меди, которая легко плавится при невысоких температурах. В качестве инструмента вполне подойдет паяльник или газовая горелка.
Пайка меди немного похожа на процесс сварки, но все же имеет небольшие отличия:

  • При пайке деталей используется дополнительное вещество-припой, который и соединяет эти элементы. Это возможно, благодаря свойствам припоя, который имеет низкую температуру плавления.
  • Самый распространенный материал для спаивания деталей используют никель и олово. Это доступные и простые компоненты, которые используются в большинстве случаев. Что касается промышленного использования, то для этих целей применяют другие виды припоя, но для домашнего использования они достаточно дорогие, а, следовательно, нерентабельные.
  • Чтобы паять медные изделия, необходимо сначала расплавить припой, до того состояния, пока он не достигнет нужной консистенции, чтобы нанести его на место спаивания элементов. После этого, следует подождать до полного остывания соединения.

Если все нюансы процесса выполнены в точности, то такое соединение получится прочным и долговечным.

Пайка в печах

Пайка меди в печах осуществляется в производственных условиях. Этот процесс обеспечивает равномерное прогревание деталей, полностью, исключая ее деформацию. В качестве сплава применяется олово или сплав из олова и свинца, в качестве флюса выступает состав из канифоли и спирта, или состав их хлористого аммония или цинка.

При применении припоя с основой из серебра, используют флюсы, в основу которых входят соединения из фтора, калия и бора. Эти флюсы наилучшим образом очищают скрепляемые поверхности от оксидной пленки, это позволит сплаву отлично распределиться по всей поверхности.

Флюсовая пайка

Эта процедура имеет один большой минус, это выполнение герметичного скрепления. Излишки флюса создают дополнительные очаги, которые подвергаются коррозии, вследствие этого пайку выполняют в нейтральных условиях или в условиях восстановительной среды газа. Чтобы паять в азоте, необходимая температура должна достигать 750–800 градусов.

Вакуумная пайка

Вакуумная печь для пайки меди

Вакуумную пайку используют для многих металлов, медь не считается исключением. Пайка меди проводится в специализированных печах, или контейнерах, которые потом помещают в печь. Несмотря на сложное оборудование, этот вариант считается наиболее эффективным по всем критериям. Скрепление медных изделий производится мягким припоем, или чистым оловом. Можно использовать другие виды, к примеру, серебряные сплавы, с применением флюса канифольно-спиртового раствора.

Для того чтобы использовать кадмиевый припой, необходимо подготовить специальный инструмент, и запастись необходимыми знаниями в этой области, потому как технологичность у данного материала намного ниже, чем у оловянно-свинцовых тинолей.

Низкотемпературная пайка

Если во время пайки припой не плавится, не стоит спешить, необходимо подождать нагрева паяльника. После того как сплав начинает течь, источник нагрева убирают, позволяя составу самостоятельно заполнить зазоры между элементами. Для избежания излишков, не рекомендуют добавлять сплав, кроме излишков, может быть попадание материала внутрь детали.

Если паять медь, применяя обычные прутья припоя, то его объем должен равняться диаметру соединяемой поверхности. Чтобы примерно рассчитать нужное количество материала, можно прут согнуть буквой Г, и приложить к трубе.

При данной технологии, прочность меди не изменяется, а вот механические критерии уменьшаются.

Высокотемпературная пайка

Данная технология подходит для тех поверхностей, которые будут использоваться с высокими температурами. Так как для осуществления этого процесса необходимая температура должна составлять 700 градусов, используют газопламенный вариант нагрева.

Готовность к спаиванию определяют при помощи прута сплава, который при окончании процесса расплавляется.

Чтобы увеличить качественные характеристики соединения, необходимо предварительно подогреть прут припоя. Преимуществом этого метода соединения является высокие показатели прочности швов, а также их стойкость в процессе эксплуатации, под воздействием высоких температур. Но есть и недостаток, который заключается в неизбежном отжиге меди. Стоит учесть, что при работе этим методом, необходимо иметь достаточную квалификацию и опыт, так как новичок может случайно перегреть медь, тем самым вызвав ее разрыв.

Технология пайки труб

Чтобы паять трубы из меди, необходимо подготовить труборез. После того как нужный кусок трубы отрезан, наружный срез обрабатывается щеткой, для удаления заусениц и шероховатости. Используя труборасширитель, второй отрез трубы расширяют до нужного размера, чтобы одна часть трубы входила в другую.

Пайка медных труб

На трубу с меньшим диаметром наносят флюс, и скрепляются два элемента тр. Место соединения равномерно прогревается, для этого можно использовать или горелку или фен. В это место наносят припой, после его расплавления, поверхность полностью закроется им. В качестве сплава можно воспользоваться мягким припоем, он отлично справится с этой работой.

Видео: Пайка медных труб

Как паять медь – секреты мастерства для домашних умельцев

Отопительные системы, а также водопроводные разводки обычно производятся из медных труб. Стоимость меди достаточно велика, однако по причине высоких прочностных и эксплуатационных характеристик именно медь чаще всего используется для подобных целей. Среди прочих достоинств обязательно следует выделить антибактериальные и антикоррозийные свойства, а также замечательную теплопроводность. Таким образом, медь нашла очень широкое применение. Поэтому следует научиться правильно паять трубы из меди, если вдруг такая необходимость возникнет.

Подготовка к пайке – что необходимо знать об этом процессе?

На данный момент паять медь можно двумя основными способами, которые отличаются друг от друга температурой нагрева. Высокотемпературный способ предусматривает повышение температуры до 900 градусов Цельсия, такой метод отлично зарекомендовал себя в трубопроводах, где давление на стенки максимальное. Чтобы припаять медные трубы при помощи высокотемпературного способа, потребуются специальные материалы, в том числе твердоплавкий флюс и твердый припой. Обычный припой здесь не подойдет, поскольку лишь у твердого аналога температура плавления достигает необходимых значений.

Пайка меди

Низкотемпературный метод пайки существенно проще, поскольку металл разогревается лишь до 500 градусов, хотя обычно вполне хватает и 380 градусов Цельсия. В домашних условиях именно таким методом обычно привариваются различные медные элементы. Для работы нам потребуется стандартный флюс, который плавится при указанных температурах, а также прут или проволока диаметром до 3 мм. Если же говорить о припое, то он должен быть мягким – отлично подойдет 97 процентный сплав олова с металлами, к примеру, с сурьмой, серебром или селеном.

Чтобы спаянные детали прочно и крепко были скреплены между собой, требуется подобрать соответствующий флюс. Флюс представляет собой специальное вещество, напоминающее пасту по своей консистенции, содержащее в своем составе хлорид цинка. Это вещество наносится достаточно толстым слоем на поверхность трубы или любой другой медной детали. Функции флюса достаточно разнообразны, среди самых важных можно выделить следующее:

  • Позволяет припою равномерно растекаться по месту спайки;
  • Своеобразный индикатор, который дает возможность определить нужный момент для поднесения припоя и начала процесса спаивания меди;
  • Существенно улучшает сцепление меди и припоя;
  • Практически полностью удаляет кислород, что предотвращает окисление металлических изделий.

Пайка представляет собой достаточно опасный процесс, поскольку приходится иметь дело с очень высокими температурами, даже при низкотемпературном спаивании. Поэтому требуется быть очень аккуратным, параллельно соблюдая все правила техники безопасности. Следует учитывать все нюансы в работе, ведь раскаленный металл точно так же опасен для здоровья человека, как и сама горелка. Кроме этого медь является отличным проводником тепла, что способствует нагреванию огромной площади трубы, а не только непосредственно спаиваемого участка.

В случае необходимости приваривания медных элементов, не встроенных в трубопроводную систему, требуется предварительно подготовиться к этому процессу. Для таких случаев предусмотрены специальные невозгораемые опоры, на которых медные элементы могут находиться в течение времени, нужного для их полного остывания.

Приспособления и материалы

Для выполнения задуманной нами задачи, потребуется небольшой список подручных средств и инструментов. Большинство из них должны быть в доме у любого домашнего умельца, остальные же можно приобрести в строительных магазинах или одолжить у знакомых. Вот список материалов:

  1. Припой.
  2. Паяльный флюс.
  3. Специальный экспандер, предназначенный для расширения труб.
  4. Фаскосниматель.
  5. Болгарка с тонким диском, ножовка по металлу или труборез.
  6. Паяльник для меди – для этих целей отлично подойдет пропановая горелка.
  7. Бумажные салфетки.
  8. Резиновые перчатки и защитные очки.

Перед началом пайки необходимо отрезать определенный участок медной трубы, для чего мы воспользуемся труборезами. Выбирать этот механизм следует исходя из диаметра труб, а также их расположения. Ведь в труднодоступных местах работать с крупным инструментом будет крайне неудобно. Болгарки и ножовки также могут подойти для этих целей, однако такого качественного среза, как при работе с труборезом не получится.

Следующий этап заключается в удалении на месте среза заусениц и шероховатостей. Заусеницы будут мешать качественному припаиванию, к тому же их отсутствие положительно сказывается на работе трубопровода. Дело в том, что оставшиеся после обрезания заусеницы создают завихрения водяного потока. Если же подобных явлений не возникает, то система трубопроводов не испытывает дополнительных нагрузок и работает без отклонений. Зачистка осуществляется обычной наждачной бумагой средней или высокой степени абразивности. Добиться идеальной гладкости вряд ли получится, но сделать так, чтобы срезанная поверхность не царапалась, под силу абсолютно любому человеку.

Материалы для пайки меди

После ручной шлифовки можно наносить флюс на наружную часть поверхности трубы.

Специалисты рекомендуют использовать флюс серого цвета. Особенность такого препарата заключается в том, что нагревание способствуют изменению цвета флюса с серого на оловянный. В таком случае определить степень нагревания металла становится несколько проще. Тот же белый флюс моментально становится прозрачным, соответственно, подобрать правильный момент для поднесения припоя существенно сложнее.

Техникой безопасности предусмотрены надежные и качественные резиновые перчатки, которые будут оберегать руки мастера от многочисленных заноз и заусениц, образующихся при обрезании металлических изделий. К тому же некоторые умельцы для шлифования пользуются дрелью с вращающимися насадками-ёршиками. Обычные тряпочные или матерчатые перчатки с легкостью зажёвываются при работе с такими насадками.

Читайте также  Модуль упругости меди

Есть некоторые особенности спаивания, о которых обязательно требуется упомянуть. К примеру, флюс можно наносить кисточками, которые не оставляют после себя волосков или ворсинок. Любой мусор, остающийся на поверхности медной трубы, ухудшает ее герметичность после спаивания, что в конечном итоге может привести к протеканию воды.

Что же делать, если щетинки от кисточки все же остались на трубе? Есть два способа устранения возможного дефекта:

  • Требуется тщательно очистить поверхность повторно, обработать ее ортофосфорной кислотой, после чего разогреть флюс паяльником и последним слоем нанести олово;
  • С использованием горелки. Для этого тонким слоем повторно наносим флюс на медь, после чего накладываем слой припоя, нагреваем до максимальных температур и расплавляем.

В любом случае, после нанесения флюса необходимо вставить медную трубу в раструб. Независимо от толщины флюса, обязательно появятся излишки. Однако вытирать их не придется, поскольку при спаивании срабатывает так называемый капиллярный эффект и припой вместе с флюсом затягивается внутрь. Нагревательный аппарат подносим к месту соединения, чтобы вся влага, оставшаяся на трубах, окончательно испарилась. После этого повторно нагреваем аппарат, на этот раз в течение достаточно продолжительного времени, чтобы медь успела нагреться, а флюс расплавиться до оловянного цвета.

В момент наивысшей температуры, то есть когда флюс приобрел нужный нам цвет, необходимо положить припой, после чего происходит непосредственно процесс спаивания. Требуется быть очень аккуратным, поскольку расплавленный металл может стекать по трубе и нанести ожог на коже или капнуть вниз. Правильно рассчитанное количество припоя позволит избежать появления излишков расплава.

Газовая горелка или паяльник – осо​бенности работы с каждым инструментом

Умелые мастера одинаково качественно приваривают медные элементы и газовой горелкой, и электрическим паяльником. В первом случае необходимо чуть больше мастерства и умения, поскольку работать с инструментом на первых порах бывает сложно. Особенно это касается труднодоступных мест, к примеру, пайка медного радиатора при ремонте автомобиля. В таких случаях используют мощные электропаяльники.

Необходимый материал для паяния медью

Сам же принцип работы всегда одинаков. Разве что паяльник выполняет работу значительно быстрее, поскольку скорость разогрева у него выше. Кроме этого, высокотемпературный метод спаивания может быть реализован исключительно при помощи паяльника, так как газовая горелка разогреть металлические изделия, в том числе и медь, не способна.

Так что устранить самостоятельно трещины или выполнить пайку медных труб в домашних условиях не составит труда. Это под силу абсолютно каждому.

Особенности пайки меди

Особенности пайки меди нужно знать всем, решившим организовать домашнюю мастерскую. Зная, чем и как спаять медь с нержавейкой в домашних условиях, легко избежать множества ошибок. Не менее важно выяснить, как паять медь паяльником с латунью и другими материалами.

Общая информация

Прежде чем приступать к пайке меди, необходимо внимательно изучить ее методику. Попытки сразу использовать паяльник или другое оборудование точно ни к чему хорошему не приведут. Ответственные специалисты обязательно изучают тематические ГОСТы:

  • 17325-79 (базовые определения и термины);
  • 17349-79 (ключевые способы и методы);
  • 19249-73 (виды соединений, получаемых пайкой);
  • 859-78 (основные марки меди);
  • 19250-73 (типы паяльных флюсов);
  • 7219-83 (технические параметры бытовых паяльников).

Пайка меди проводится двумя ключевыми способами. При высокотемпературной методике производится нагрев до 900 градусов. Подобный подход дает очень хорошие результаты на трубах высокого давления. Разумеется, тут нельзя обойтись без специальных материалов — рядовой припой не справится с такой задачей. А в идеале под каждое конкретное задание должен подбираться свой тип припоя.

С инженерной точки зрения пайка представляет весьма сложный физико-химический процесс, при котором достигается неразборное соединение. Часть детали под воздействием нагретого вещества будет плавиться, при этом происходят такие частные процессы, как:

  • смачивание;
  • растекание;
  • насыщение зазора;
  • кристаллизация.

То, насколько прочным окажется стык, зависит от появляющихся химических связей между соприкасающимися слоями, а также между отдельными частицами. Преимущества пайки таковы:

  • возможность связывать произвольное сочетание металлов;
  • возможность начинать работу независимо от того, до какой температуры сначала прогреты изделия;
  • возможность связать металлические и неметаллические вещества;
  • доступность соединений для последующей распайки;
  • сравнительно точная выдержка геометрии и габаритов изделия;
  • минимизация внутренних напряжений и риска коробления;
  • механическая крепость;
  • довольно высокая производительность (особенно при капиллярной пайке).

Медь паять легче, чем многие другие металлы. Ее поверхность очищается от грязи без всяких проблем. Реакция разогретой на воздухе меди с кислородом и другими контактными веществами практически отсутствует. Потому можно отказаться от различных флюсов сложного состава. Трубопроводы паяют в основном по «капиллярной» методике, что усложняет отбор труб по геометрическим показателям, однако позволяет добиваться исключительно высоких результатов.

Важные особенности имеет пайка медных шин. Нахлест в этом случае должен быть равен сечению обрабатываемых деталей как минимум. В идеале нужно делать на 50% больше, потому что приходится еще готовить отверстия под болты и стягивать изделия. Можно и ряд мелких крепежей в два ряда вкрутить — тогда прочность дополнительно возрастет. Лужение производится отдельно для каждой части, чтобы припой гарантированно затек в щель.

Инструменты и материалы

В промышленной практике используются разнообразные методы соединения деталей из меди. В домашних условиях можно воспользоваться обычным электрическим паяльником. Кроме него потребуются еще такие принадлежности и оборудование:

  • флюс;
  • твердый припой;
  • щетка из металла;
  • комплект кисточек;
  • устройство для разрезания труб (ручного или автоматизированного типа);
  • горелка на природном газе.

Мощность используемой техники определяется тем, насколько высока температура плавки расходников. Роль флюса состоит в том, чтобы предотвращать формирование оксидных пленок на соединяемых участках. Еще одна его функция — усиленное распределение припоя по будущему шву. В качестве припоя полезнее всего пользоваться оловом. Оно плавится при сравнительно низкой температуре, что делает работу удобнее. Иногда пользуются серебряным составом, но несмотря на свою привлекательность, он стоит дорого.

В чистом виде серебро не применяют, его перемешивают с оловом и/или с медью. Мягким припоем пользуются только в тех случаях, когда надо соединять водопроводные трубы. При этом действуют два важных ограничения: на диаметр канала — до 10 см, и на температуру прогрева частей — до 130 градусов. В разряд мягких припоев входят:

  • свинцово-оловянные сплавы (это наилучший вариант);
  • композиции с небольшим вхождением олова;
  • композиции специального состава.

Твердые припои используют, чтобы получить максимально крепкий и стабильный шов. В эту группу входят медно-цинковый сплав, сочетание меди с фосфором и сама чистая медь. Для наибольшей стабильности соединения целесообразно применять многокомпонентные смеси. Если нужно паять медные проводящие жилы, то придется пользоваться графитовым электродом. В таком варианте можно вовсе отказаться от припоя и флюса.

В ряде случаев для пайки меди применяется бура. Она делится на 2 ключевых типа — А и Б. Что немаловажно, оба вещества химически недостаточно устойчивы. Хранить их больше 6 месяцев не рекомендуется. Для пайки бура типа Б подходит несколько лучше.

В промышленных условиях и даже в некоторых продвинутых мастерских широко применяется пайка лазером. Подобный подход часто применяют ювелиры, потому что для них важна точность и возможность работать даже на очень ограниченных участках. По той же самой причине лазерное оборудование ценят и радиомонтажники. Нагрев строго заданной области позволяет исключить негативные изменения в смежных частях изделия. Никаких посторонних звуков не будет, как не будет и загрязнений на обрабатываемых участках.

Для работы с медными трубами широко применяют еще и пруток. Стоит учесть, что он позволяет также оценивать изменение температуры трубчатых изделий. Они достаточно прогреты, если пруток начинает плавиться сразу при касании. Чтобы процесс шел лучше, пруток иногда дополнительно нагревают горелкой. Важно: хороший результат достигается только при достаточной чистоте поверхности.

Как паять?

Рассмотрим, как правильно производить пайку, используя различные варианты.

Трубы

При создании трубопровода можно спаять его части между собой даже в домашних условиях. Предварительная очистка проводится легко, и не требует агрессивных компонентов. Высокотемпературная пайка проходит при температуре от 450 градусов. Припоем в такой ситуации выступает серебро или сама медь. Капиллярная высокотемпературная пайка подразумевает обычно использование составов BAg или BcuP.

Рекомендован отжиг металла для его предварительного размягчения. Предотвратить чрезмерную потерю прочностных свойств помогает естественное охлаждение подготовленных швов. Усиленный обдув, тем более погружение в холодную воду, противопоказаны. Твердая пайка применяется для труб сечением 1,2-15,9 см, высокотемпературная — для газопроводов. В сантехнической практике сильный нагрев важен, если проводится монолитная состыковка деталей диаметром более 2,8 см, либо если предстоит обеспечить циркуляцию жидкости, прогретой более чем до 120 градусов.

К высокотемпературной обработке прибегают и при формировании отопительных контуров. Без труда можно будет создать отвод от уже подготовленной системы без демонтажных работ. Низкотемпературная обработка позволяет получать швы шириной от 0,7 до 5 см. Из-за малой прочности такое соединение непригодно для стыковки газовых труб. Зато отсутствие отжига позволяет сохранить прочность на достойном уровне, да и сама процедура безопаснее, таким способом можно получить швы от 0,6 до 10,8 см.

Нарезка труб по размеру производится обычно ручным труборезом. Ровный отрез получают, удерживая заготовку строго под углом 90 градусов к приспособлению. В соединяемых деталях не должно быть никаких заусенцев и задиров, способных помешать проходу жидкости. Перед нанесением флюса детали придется обезжирить. Излишки флюса недопустимы, как только его ровный слой нанесен, можно соединять части трубопровода и припаивать их друг к другу.

С алюминием

Но необходимо знать не только, как паять правильно медные трубопроводы или проволоку. Критически важно знать особенности пайки с алюминием — эта процедура тоже встречается достаточно часто. Она весьма трудна, и велика опасность производственного брака. Только очень аккуратное выполнение работы позволяет избежать массы проблем. Типовые флюсы как для алюминия, так и для меди, тут не подойдут.

Справиться с работой как следует сможет только подготовленный специалист. Для этого понадобятся обязательно специализированные расходники. В ряде случаев вообще нужно применять стальные муфты (другие переходники малоэффективны). Идеальный, по мнению экспертов припой (Castolin192FBK), представляет собой пруток с флюсовой низкотемпературной сердцевиной. Малая текучесть позволяет закрывать даже большие отверстия и тому подобные изъяны.

Читайте также  Медь и бронза отличия

Иногда применяют поверхностную пайку. Тогда требуется максимально нарастить величину контактной площадки между деталями и припоем. На алюминиевой стороне заготовки формируют воронковидный раструб, куда вводится трубка либо проволочка из меди. По краю воронки льют припой, насыщая весь раструб: чем больше глубина воронки, тем лучше.

С нержавеющей сталью

Свои особенности имеет и соединение меди с нержавейкой. В этом случае применимы положения ГОСТа 17349-79. Рассчитывать на простоту процедуры не приходится, и критически важно использовать специализированные припои. Отказаться от использования флюса невозможно. Обязательно придется проводить все положенные этапы обработки по полной программе, применять все вспомогательные материалы.

Особенно важен используемый инструмент. Мелкие детали можно соединить даже простым электрическим паяльником. Чаще, однако, используют горелки. Они позволяют работать быстрее, упреждая окисление флюса. Но надо будет внимательно смотреть, чтобы поверхность не была перегрета.

В качестве припоя можно воспользоваться латунью. Если нужны ответственные соединения, целесообразно применять более дорогой вариант — комбинацию олова с серебром. Некоторые люди применяют радиотехнический припой, но тогда результат не гарантирован. Остывать припой должен естественным образом. Важно: в процессе работы придется обеспечивать интенсивную вентиляцию.

С железом

Спаять медь и листовое железо не так-то просто. Нагрев простой горелкой на пропане уже недостаточен. В качестве флюса подходит только бура. Идеальным припоем окажется латунь. Все прочие варианты не позволяют рассчитывать даже на приемлемый результат.

Рекомендации

На поверхностях перед пайкой не должно оставаться даже маленьких пылинок или пятен краски. Нежелательно прогревать изделия с избытком — чтобы они не успевали остывать, надо всего лишь работать энергичнее. Если нет достаточного опыта, рекомендуется заранее потренироваться на заведомо ненужных деталях. Необходимо учиться определять достигнутую температуру на глаз.

Стоит учитывать, что пайка меди — довольно опасное дело. Вести ее надо непременно в защитных перчатках, а перед тем как прикоснуться к обработанной детали, следует убедиться, что она остыла. В идеале надо работать или на открытом воздухе, или при хорошей вентиляции. Паять металлы твердыми и кислотными припоями можно исключительно при использовании респиратора и изолирующих очков.

Всю используемую аппаратуру проверяют заранее. Зафиксировать соединяемые детали помогут тиски либо струбцины. Чтобы припой тек в требуемую сторону, соответствующий участок требуется разогревать. Работать нужно только в одежде из материалов, не подверженных воспламенению. До добавления к расплаву металлов и солей требуется прогревать их, полностью удаляя воду.

Нарушение этого правила грозит резким выбросом разогретого вещества или возникновением его брызг. Гигроскопические флюсы перемешивают только инструментами с заранее прогретой поверхностью (по той же причине). Подверженные испарению или выгоранию компоненты закладывают в самую последнюю очередь. Когда они введены, надо усилить наблюдение, чтобы не перегрелся сплав. Изложницы и формы для припоев надо содержать в чистоте и еще дополнительно прогревать перед разливкой припоя (флюса).

Каждый инструмент должен применяться только строго по своему назначению. Наносить флюсы на положенные места требуется кисточкой либо лопаточкой из фарфора. Чтобы порошкообразный флюс был безопаснее, меньше распылялся, его перемешивают с подходящими растворителями и переводят в пастообразную форму. Рабочие столы и другие используемые поверхности желательно накрывать материалами, которые легко моются. При постоянной пайке меди разумно каждое рабочее место оснащать индивидуальной вытяжкой.

В следующем видео рассказывается о пайке медной трубы.

Пайка меди

Сварка меди – не самое оправданное технологическое решение. Обладающий специфическими характеристиками металл при нагреве склонен к образованию соединения с кислородом и водородом, которое принято называть закисью меди. Насыщение зоны сварного шва водородом приводит к появлению значительного количества трещин и снижению качества соединения. С учётом вышесказанного, нет ничего удивительного в том, что капризный материал часто удобнее соединять пайкой. Этот процесс не требует наличия сложного оборудования и пайка меди своими руками в домашних условиях возможна так же, как и на производстве. Главное, выбрать правильный инструмент, приобрести подходящие материалы и накопить опыт.

Зависит от задачи

Выбор используемых инструментов и материалов, прежде всего, зависит от выполняемых работ.

  • Одно дело, если речь идёт о пайке проводов или электронных схем. Энергии на их прогрев тратиться немного, а зона соединения ограничена. Тут вполне можно обойтись электрическим паяльником, обычным оловянно-свинцовым припоем и канифолью в качестве флюса.
  • Иные проблемы приходится решать, соединяя между собой детали значительной толщины и массы. Они поглощают значительное количество тепла и, за счёт высокой теплопроводности, быстро остывают, отдавая тепло в атмосферу. Решить проблему помогают газовые горелки или паяльные лампы, а также флюсы, обладающие более высокой эффективностью, чем традиционная канифоль.

Прежде чем приступать к подбору оборудования и материалов, следует определиться с характером предстоящей задачи и её объёмом.

Классический пример

Рассмотрим вариант, который можно считать классическим. Эластичную, обладающую высокой коррозионной стойкостью и даже бактерицидными свойствами, медь хорошо подходит для изготовления труб. Такие трубы – это оптимальный выбор для оборудования водопроводов, применения в пищевой промышленности, а также в различных гидравлических системах. Сделать новые или восстановить повреждённые детали можно с помощью пайки.

Выбор инструмента

Если речь идёт об изделиях значительного размера, отложим электрический паяльник, температура которого достигает максимум 500 градусов Цельсия, в сторону, и приступим к выбору газовой горелки, поскольку паяльные лампы менее удобны для работы. Тут следует учитывать следующие критерии:

  • Температура пламени. Если для домашней мастерской можно ограничиться покупкой устройства, в котором этот параметр достигает 1000 – 1500 градусов, то профессионалу нужно, чтобы температура доходила до 2000 градусов. Это позволит работать с деталями большого размера и использовать тугоплавкие припои и флюсы.
  • Форма и размер пламени. Для точечных работ важно, чтобы оно имело карандашную форму, и было как можно компактнее. Но для пайки больших объёмов меди используется широкое вихревое пламя. Удобно, когда газовая горелка имеет несколько сменных сопел и систему регулировки, позволяющие производить точную настройку.
  • Удобство. Для домашней надобности подойдут и устройства, устанавливаемые на портативные газовые баллоны. Но в производстве лучше применять горелки, присоединяемые к большим газовым баллонам с помощью шланга. Они удобнее в использовании и рассчитаны на долговременную эксплуатацию.

В комплекте с горелкой должен поставляться кронштейн для закрепления сменных жал и сам комплект жал различного размера и сечения. Некоторые пытаются изготовить горелку своими руками. Но это требует специальных знаний и точных расчетов. Гораздо проще купить уже готовый инструмент.

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.

Флюс решает многое

Лучшими флюсами для пайки меди следует считать активные составы, вроде ЗИЛ-2 или Ф-38Н. Хорошо подходят ортофосфорная кислота или паяльный жир. Даже с учётом высокой коррозионной стойкости металла места соединения после окончания работ необходимо как следует промыть. От выбора флюса для пайки зависит и надёжность соединения с нержавеющими сталями или алюминиевыми сплавами.

Чёткие действия

В процессе пайки следует обязательно соблюдать чёткую последовательность операций.

  • Поверхность металла зачищается от грязи и окислов, после чего обезжиривается. Для этого в ход идут металлические щётки, различные абразивы и растворители. Как вариант – спирт.
  • Детали тщательно фиксируются. Если идёт речь о пайке труб, рекомендуется зафиксировать их с помощью специальных струбцин. Это важно не только при выполнении соединения встык, но и в том случае, когда трубы вставляются одна в другую.
  • Металл как следует прогревается. Только после этого, если есть необходимость, на его поверхность наносится флюс. Проще всего это сделать с помощью кисточки.
  • Распределить по поверхности труб заранее измельчённый припой невозможно. Поэтому наносить его следует постепенно, наращивая массу и равномерно распределяя состав по поверхности детали. Следует следить за тем, чтобы материал не приставал к жалу, своевременно производя очистку инструмента. Следует следить за тем, чтобы не оставалось пропусков, а шов получился герметичным.

Соединённые таким образом трубы или другие детали из меди будут способны выдерживать значительные нагрузки и прослужат долго.

Зачем нужна паяльная паста

Что до применения пасты для пайки, то такой материал характеризуется низкой температурой плавления. Применяется он, как правило, в радиоэлектронике. Получившиеся соединения не могут похвастаться высокой прочностью, но обладают хорошей электропроводностью. Поскольку в составе пасты есть уже и флюс и припой, с её помощью можно быстро выполнить большое количество паек небольшого размера, используя обычный электрический паяльник.

Главное – терпение

Собираясь освоить пайку меди своими руками, следует запастись терпением. Эта технология требует опыта и мастерства, которые не приходят сразу. Неудавшиеся первые попытки – это вовсе не повод, чтобы расстраиваться. Тренируйтесь, и момент, когда у вас всё получится, обязательно наступит.