Как припаять медь к нержавейке

Пайка нержавейки с медью

Автор: Игорь

Дата: 25.06.2016

  • Статья
  • Фото
  • Видео

Соединение двух различных металлов, куда относится и пайка нержавейки с медью, всегда является достаточно сложной процедурой. С учетом того, что нержавеющая сталь имеет довольно сложное поредение при температурной обработке, а также плохо взаимодействует с остальными металлами, то для качественного результата спаивания нужно подбирать четко выверенную технологию. Если с медью, как правило, проблем не возникает, то с нержавеющей сталью это бывает нередко.

Пайка нержавейки с медью

Сам процесс регулируется ГОСТ 17349-79, но здесь есть одна очень важная особенность. Ведь у каждого металла свои особенности соединения при данном процессе, так что для них требуется использовать различный припой и флюс, подобранный под их параметры. Но при соединении различных металлов требуется брать какие-либо средние или узкоспециализированные материалы.

Такой вид пайки применяется как в домашних условиях, так и в промышленных, для создания герметичных емкостей, припаивания медных трубок и прочих вещей. Данный процесс встречается не так часто, как остальные виды пайки, но при необходимости следует знать все особенности такого метода.

Можно ли спаять нержавейку с медью?

Пайка меди с нержавейкой хоть и является достаточно сложным процессом, но и это все же возможно. Дело в том, что соединение нержавейки с нержавейкой и меди с медью происходит намного чаще, так как итоговое качество соединение выходит значительно лучше. Но в различных ситуациях, когда требуется сделать такое соединение, то приходится уступать качеством. Специально для подобных случаев выпускают особые припои, которые позволяют сделать надежное соединение, отвечающее эксплуатационным требованиям. Если для других типов пайки использование флюса далеко не всегда обязательно, то здесь требуется провести полный спектр процедур, включая лужение, а также использовать все дополнительные материалы.

Преимущества

  • Данный метод позволяет решать сложные технологические операции;
  • Это один из немногих способов достичь подобного соединения;
  • Сама процедура происходит достаточно быстро и не требует дополнительных инструментов, так как для этого достаточно обыкновенной горелки;
  • Современные разработки припоев обеспечивают относительно высокую совместимость металлов при спаивании;
  • Процесс доступен как для домашнего проведения, так и для промышленных потребностей.

Недостатки

  • Качество пайки уступает другим методам по надежности;
  • Трудно подобрать правильный припой;
  • Флюс быстро окисляется, так что действия приходится проводить, не затягивая начало температурной обработки;
  • Зачастую используются легкоплавные припои, что делает процесс обработки более сложным, так как нужно четко отрегулировать температуру и следить, чтобы ничего не растеклось.

Способы

Существует несколько способов, как сделать соединение такого рода и зависят они больше не от того какой используется припой для пайки нержавейки с медью, а от инструмента обработки. Таким образом, в качестве основных выделяются два – пайка паяльником и горелкой.

В первом случае, при использовании паяльника, данный инструмент используется для относительно небольших деталей. Им удобней соединять небольшие вещи, так как нет риска перепалить их слишком большой температурой. В то же время сам паяльник уступает по мощности горелке и не может работать с твердоплавными материалами. Также им неудобно обрабатывать большие поверхности, так как в данном случае процесс будет слишком длительным и флюс может окислиться уже к тому времени.

Горелка является более часто используемым способом. Ею может проводиться пайка нержавейки с медью латунью и другими припоями. Здесь можно легко обрабатывать большие поверхности, делать герметические соединения. Сам процесс происходит намного быстрее, чем с паяльником, а также появляется возможность подогреть заготовки до нужной температуры. Скорость проведения процедур не позволяет флюсу окисляться.

Пайка меди с нержавейкой горелкой

Выбор припоя

От правильного подбора припоя зависит итоговый результат работы, так как он обеспечивает заполнение места соединения, которое должно быть полностью покрыто материалом, что должен быть хорошо схвачен на поверхности. Одним из самых простых вариантов является пайка нержавейки латунью. Ведь это очень распространенный припой, который используется также и для пайки нержавейки с нержавейкой. В некоторых случаях его можно использовать без флюса.

Он уступает другим по своим свойствам, но является более распространенным и доступным, так что он подходит преимущественно для простых соединений, на которых не лежит большая ответственность.»

Также проходит пайка нержавейки медно-фосфорным припоем, который улучшает качества соединения с медью. Это более дорогостоящий материал, но для ответственных соединений подходит лучше.

Оловянно-серебряный припой, такой как Castolin 157, является отличным способом пайки, но стоимость материала является более высокой, чем у остальных.

В самых простых случаях может использоваться радиотехнический припой, но по технологии производства лучше выбирать специализированные расходные материалы.

Технология пайки нержавейки с медью

Пайка нержавеющей стали латунью, или другими припоями, начинается с подготовки поверхности.

  • Материал нужно очистить от всего лишнего и снять все налеты, очистить от жира и возможной ржавчины;
  • Затем подготовить флюс, подвергнуть лужению места соединения заготовок и сам припой;
  • После того, как флюс будет нанесен на места соединения, следует приставить в нужное место заготовку и выложить припой;

Не следует затягивать этот процесс, так как флюс имеет свойство окисляться.»

  • Затем следует постепенно подогревать все горелкой, пока припой не начнет плавиться;
  • Нужно следить, чтобы он равномерно растекся по поверхности соединения;
  • Дать остыть естественным способом.

Контроль качества

Качество пайки контролируется по ГОСТ 19249-73. Существует несколько основных профессиональных методов, которые включают:

  • Радиоскопический метод;
  • Радиационный контроль;
  • Технический осмотр.

Техника безопасности

При работе с горелкой следует следить за соединением баллона с газом и его местом положения, так как он представляет собой наибольшую опасность. Также нужно аккуратно обращаться с горячими предметами, которые могли не остыть после пайки. Не стоит контактировать с флюсом непосредственно, а лучше использовать защитные перчатки.

Как и чем паять нержавейку в домашних условиях: советы, видео, фото

Пайка нержавейки является достаточно трудоемкой процедурой, однако не вызовет особых проблем, если знать все особенности ее выполнения. Со значительно меньшим количеством трудозатрат можно паять нержавеющие стальные сплавы, которые содержат не более 25% хрома и никеля. Более того, пайка нержавейки с таким химическим составом позволяет получать надежные соединения изделий из разнородных металлов, исключая сплавы с магнием и алюминием.

Отремонтированная методом пайки велосипедная рама

Пайка нержавеющей стали, содержащей в своем составе значительное количество никеля, может вызывать определенную сложность. Это связано с тем, что в таких сплавах при нагреве до температуры 500–700° появляются карбидные соединения. Интенсивность формирования таких соединений зависит от продолжительности нагрева, поэтому пайку следует выполнять максимально оперативно.

Чтобы минимизировать риск образования карбидных соединений в структуре нержавейки при пайке, в состав сплава добавляют титан, а после формирования соединения изделие подвергают термической обработке. Следует очень аккуратно подходить к пайке наклепанных нержавеющих сталей, поверхность которых под воздействием нагретого припоя может покрываться трещинами. Чтобы избежать таких последствий, необходимо исключить нагрузку соединяемых деталей в процессе пайки. Кроме того, можно выполнить предварительный отжиг соединяемых изделий.

Для отжига используйте газовую горелку

На выбор припоя, при помощи которого можно паять нержавейку, оказывает влияние как химический состав сплава, так и условия технологического процесса. Так, если данный процесс осуществляется при повышенной влажности окружающей среды, то следует использовать серебряные сплавы, в состав которых входит незначительное количество никеля. Пайка в условиях печи, а также в относительной сухой атмосфере выполняется с использованием хромоникелевых и серебряно-марганцевых припоев.

Наиболее распространенным типом флюса, который применяется при пайке нержавейки, является бура, наносимая на место будущего соединения в виде пасты или порошка. Расплавление буры на поверхности соединяемых деталей способствует равномерному и наиболее аккуратному нагреву участка будущего шва до требуемой температуры – 850°. Только после того как требуемая температура нагрева достигнута, что можно определить по изменению цвета места будущего соединения до светло-красного, в стык между деталями вводится припой.

Флюс наносится равномерным слоем по всей поверхности, которую необходимо предварительно очистить

После окончания пайки на месте соединения присутствуют остатки флюса, которые удаляются путем промывки водой или пескоструйной обработки. Для выполнения такой процедуры нельзя использовать азотную или соляную кислоты, которые, хотя и эффективно очищают оставшийся на поверхности деталей флюс, оказывают негативное влияние как на основной металл, так и на использованный припой.

Как выполнить пайку в домашних условиях

С такими задачами, как соединение деталей из нержавейки при помощи пайки и пайка нержавейки с медью, нередко сталкиваются и в домашних условиях. Изделия, изготовленные из нержавеющей стали, активно используются в быту уже на протяжении многих лет, поэтому, когда они по каким-либо причинам приходят в негодность, у любого домашнего мастера возникает естественное желание отремонтировать их самостоятельно. Следует сразу сказать, что спаять детали из нержавейки не так уж и сложно, главное – строго придерживаться технологии, а также запастись соответствующими инструментами и расходными материалами.

Освойте технику пайки на простых соединениях, а затем пробуйте работать с более ответственными деталями

Перед тем как приступать к пайке нержавейки, очень желательно не только изучить теоретический материал по данному вопросу, но и более подробно познакомиться с правилами его выполнения при помощи обучающих видео.

Чтобы паять изделия из нержавейки, вам потребуются следующие инструменты и расходные материалы:

  • паяльник, работающий от электричества, мощность которого составляет не менее 100 Вт;
  • специальная паяльная кислота, которая будет использована в качестве флюса;
  • напильник или наждачная бумага;
  • припой, специально предназначенный для соединения стальных деталей, основу которого составляют олово и свинец;
  • трос, изготовленный из стали;
  • металлическая трубка.
Читайте также  Очистка меди в домашних условиях

Материалы и инструменты для пайки

Подбирая паяльник для работы с нержавейкой, следует остановить свой выбор именно на инструменте с мощностью 100 Вт. Использование более мощного устройства для выполнения таких работ просто нецелесообразно.

Сам процесс пайки деталей из нержавейки выполняется по следующему алгоритму.

  1. В первую очередь необходимо тщательно зачистить место будущего соединения, для чего используется наждачная бумага или напильник.
  2. После подготовки поверхностей соединяемых деталей на них необходимо нанести флюс, в качестве которого, как уже говорилось выше, используется паяльная кислота. Основная задача флюса состоит в том, чтобы обеспечить качественное лужение соединяемых деталей.
  3. После того как поверхности соединяемых деталей обработаны флюсом, необходимо выполнить их лужение, которое заключается в нанесении на них тонкого слоя припоя, состоящего из олова и свинца. Если выполнить лужение с первого раза не удалось, то необходимо повторить такую процедуру, предварительно разогрев соединяемые детали.
  4. Даже после нагрева изделий и их повторной обработки флюсом лужение может не увенчаться успехом – припой будет просто скатываться с поверхности деталей, а не ложиться на них тонкой пленкой. В таком случае необходимо воспользоваться кисточкой с металлическими жилами, которую несложно изготовить из трубки и стального троса. Перед использованием такой щетки на поверхность деталей также необходимо нанести флюс (паяльную кислоту) и только затем, нагревая место будущего соединения паяльником, зачищать его при помощи металлической кисточки. Такая несложная методика позволяет эффективно очистить поверхность нержавейки от окисной пленки, которая, как правило, и является основным препятствием для осуществления качественного лужения.
  5. После того как на соединяемые изделия удалось нанести тонкий слой олова, можно начинать их паять. Выполняется такая процедура при помощи паяльника и припоя, которым заполняют стык между деталями.

Типы припоев

Изделия из нержавеющих сталей можно паять как мягкими припоями, изготовленными на основе олова и свинца, так и твердыми типами присадочного материала, в состав которого входят более тугоплавкие металлы.

Мягкий припой за счет того, что его основу составляет олово, является легкоплавким материалом, отличающимся высокой пластичностью и жидкотекучестью в расплавленном состоянии. Что особенно важно при выполнении пайки изделий из нержавейки, он обладает хорошей раскислительной способностью.

Свойства мягких припоев

Более надежные соединения как в производственных, так и в домашних условиях позволяет получить пайка, выполняемая с использованием твердых припоев. Металлы, из которых их изготавливают, плавятся при более высокой температуре, чем олово, что и позволяет получать с их помощью надежные и долговечные соединения. Очень часто материалы данного типа производят на основе технического серебра, которого в их составе может содержаться до 30%.

Основные марки серебряных припоев

Одним из популярных типов твердого припоя является материал марки HTS-528, который успешно используется для пайки не только нержавейки, но и меди, латуни, бронзы, никеля и других металлов. Удобно, что он выпускается в виде прутка, поверхность которого уже покрыта слоем флюса. Работая с таким припоем в производственных условиях или дома, следует иметь в виду, что температура его плавления составляет 760°.

Припой HTS-528, представляет собой пруток, покрытый флюсом красного цвета. Помимо нержавейки подходит для чугуна и цветных металлов

Приготовление флюса

При пайке нержавейки следует очень внимательно отнестись к вопросу выбора готового флюса или рецептуре его самостоятельного изготовления. Классический состав флюса, который можно приготовить и дома, включает следующие компоненты:

  • буру (70%);
  • борную кислоту (20%);
  • фтористый кальций (10%).

Для пайки изделий, отличающихся небольшими размерами, можно приготовить флюс, который будет состоять только из буры и борной кислоты, смешанных в одинаковой пропорции. Смешав компоненты флюса в сухом виде, его необходимо развести водой и уже полученным раствором обрабатывать место будущего соединения.

Полезные советы

Чтобы выполнить пайку нержавейки качественно, следует воспользоваться рекомендациями опытных специалистов.

  • Мощность паяльника, который должен эффективно прогревать соединяемый металл, находится в интервале 60–100 Вт, но лучше остановить свой выбор именно на стоваттном устройстве. Для пайки габаритных деталей, например труб из нержавейки, потребуется не электрический паяльник, а газовая горелка.
  • Выбирая электрический паяльник, лучше остановить свой выбор на моделях, оснащенных наконечниками, которые не обгорают.
  • Наиболее экономичным и универсальным типом припоя, позволяющим получать качественные соединения изделий из нержавейки, являются оловянно-свинцовые прутки. В том случае, если паять предстоит посуду, которая будет контактировать с пищевыми продуктами или жидкостями, в качестве припоя лучше использовать чистое олово, которое не содержит в своем составе вредных примесей.
  • Помещение, в котором выполняются работы по пайке, должно хорошо проветриваться.
  • Выполняя пайку, следует обязательно использовать индивидуальные средства защиты, чтобы не навредить своему здоровью.

Что еще следует знать о пайке нержавеющей стали

В тех случаях, когда к паяным соединениям изделий из нержавейки предъявляются особые требования, могут использоваться специальные марки припоев, к числу которых относятся материалы, изготовленные на основе никеля и фосфора, а также никеля, хрома и марганца. Припои второй группы используют, в частности, в тех случаях, когда пайка выполняется в среде защитного газа, состоящего из смеси аргона с трехфтористым бором. При выполнении пайки по такой технологии в качестве припоя может использоваться и чистая медь, которая хорошо смачивает металл и формирует надежное соединение.

При использовании медного припоя место пайки будет отличатся от нержавейки характерным желтым цветом

Припои, изготовленные на основе никеля, позволяют получать соединения, отличающиеся высокой прочностью. Между тем есть у таких материалов и недостатки, к которым следует отнести невысокую пластичность. Именно поэтому такой присадочный материал не используют для соединения элементов конструкций из нержавейки, которые будут подвергаться ударным и вибрационным нагрузкам в процессе своей эксплуатации. Кроме того, паяный шов из такого материала очень критично относится к низким температурам. Пайку припоями никелевой группы, которые плавятся при температуре, превышающей 1000°, можно выполнять в среде сухого водорода, аргона и в вакууме.

Таким образом, пайка изделий из нержавейки (габаритных труб, эксплуатируемых под давлением, посуды, предметов мебели или интерьера) имеет свои нюансы, которые обязательно следует учитывать при выборе как режимов пайки, так и расходных материалов. Существует множество справочников, руководствуясь которыми, можно оптимально подобрать все необходимые материалы и получить качественное, надежное и красивое паяное соединение.

Чем паять нержавейку

Иногда пайка нержавеющей стали предпочтительнее сварки. Пайку применяют для тонкостенных изделий, на которые нет сильной нагрузки, и в тех случаях, когда не хотят получить коробление от нагрева.

При этом надо учитывать, что некоторые виды нержавейки требуют к себе определенного подхода с учетом их состава и технологии изготовления. К примеру, наклепанные нержавеющие сплавы при высокой температуре растрескиваются, поэтому их пайку проводят без нагрузок, предварительно проведя отжиг металла. Есть и другие тонкости.

Особенности сплавов

Нержавейку не паяют с алюминиевыми и магниевыми сплавами. С другими металлами процесс проходит отлично, при этом само место соединение отличается повышенной прочностью.

Некоторые сплавы нержавейки, особенно это касается тех, в состав которых входит больше 25% никеля, при температуре +500-700 ℃ начинают выделять карбиды. Эти химические соединения снижают коррозионную стойкость металла.

И чем длительнее процесс пайки при таком температурном режиме, тем интенсивнее карбиды выделяются. Поэтому время пайки надо сокращать. Пайку в домашних условиях проводят паяльником или газовой горелкой, причем паяльник применяют чаще.

Выбор припоя

Существует два фактора, влияющие на выбор припоя для нержавейки:

  • условия, при которых производится процесс соединения;
  • состав нержавейки.

Если приходится работать в обычных условиях (в любом помещении), то пайку лучше проводить серебряным припоем, в который входит небольшое количество никеля.

При печном проведении спаиваемого процесса, то есть, при полном отсутствии влажности, используются медные, серебряно-марганцовые или хромоникелевые припои.

Надо отметить, что твердые припои на основе серебра – лучший вариант для пайки деталей из нержавейки.

Ведь серебро так же не поддается коррозии, имеет такой же светлый цвет, как и нержавеющая сталь. Но необходимо отметить, что в чистом виде серебро в припоях не используют.

В сплав добавляют цинк или медь. Чем больше в процентном соотношении серебра, тем выше качество сплава. Правда, такой материал придется использовать при более высоких температурах. Оловянные припои используют редко, когда не требуется высокой прочности.

Таблица 1. Состав и свойства серебряных припоев

Выбор флюса

Что касается флюса для пайки нержавейки, то оптимальный вариант здесь – бура. Она может быть использована в виде пасты или порошка. Порошок буры насыпают в зону пайки двух заготовок и нагревают до температуры +850 ℃. Это так называемая температура светло-красного каления.

Как только флюс расплавился, в зону вносят припой. Если следовать стандартам, то для работы с серебряными припоями берут флюсы № 209 или 284 согласно ГОСТ, а для припоев с содержанием меди и никеля – №200 или 201.

Остатки флюса после окончания пайки удаляют водой (холодной или горячей) или делают обдувку песком. Использовать для этого соляную или азотную кислоту не рекомендуется. Это сильнодействующий материал, который разъедает припойный слой и саму нержавейку.

Как правильно паять в домашних условиях

Чтобы правильно припаять между собой две заготовки из нержавейки, надо грамотно подготовиться к процессу. Для этого в качестве флюса лучше использовать ортофосфорную кислоту или хлорид цинка, который обычно называют паяльной кислотой. Паяльник нужен мощностью 100 Вт. Что касается припоя, то в домашних условиях проще паять нержавейку оловом.

Читайте также  Как заварить медную трубку

Первый этап процесса – очистка кромок двух деталей из нержавейки. Для этого используется наждачная бумага или напильник с мелкими насечками. Затем надо провести облуживание подготовленных кромок.

Для этого соединяемые плоскости обрабатывают флюсом, затем паяльником разогревают припой, который наносят на концы двух заготовок. Припой должен остаться на жале паяльника, а уже от него должен быть перенесен на плоскости, которые предстоит залудить.

Если олово не прилипло к нержавейке, то процедуру надо повторить, предварительно нагрев концы соединяемых деталей.

Как только облуживание произошло, можно переходить к пайке с внесением в зону соединения флюса и припоя. По окончанию процесс кислота смывается водой.

Соединение с другими металлами

К соединению двух разных металлов, к примеру, к пайке меди с нержавейкой, надо подходить с позиции изучения их свойств. Металлы имеют разные температуры плавления, поэтому процесс пайки считается одним из сложных.

Соединение меди и нержавейки в домашних условиях включает обработку заготовок, лужение кромок и непосредственно сам процесс пайки.

При этом необходимо отметить, что паять медь и нержавейку можно паяльником или горелкой. Первый инструмент является маломощным, поэтому с твердыми припоями он работать не может.

Паяльник также не используют для пайки больших площадей соприкосновения из-за длительности процесса. К тому же флюс будет окисляться еще до того, как успеет полностью прогреться.

Горелка – наилучший вариант. С ее помощью можно паять не только нержавейку с медью, но и с латунью.

Кстати, при выборе припоя надо обратить внимание именно на прутки из латуни. Это в первую очередь самый распространенный материал для пайки нержавеющей стали, его можно использовать даже в соединении без флюса.

Надо учитывать, что латунь по многим параметрам уступает серебру. Зато она дешевле. Использовать ее надо только для пайки простых неответственных соединений.

Чтобы получить соединения высокой прочности, лучше взять медно-фосфорный припой. Он дороже, но это гарантия высококачественного спаивания. Но лучше всего – серебряные сплавы.

Процесс пайки меди или латуни с нержавейкой ничем от других не отличается. Надо зачистить кромки двух металлов, обезжирить их, провести лужение каждой кромки по отдельности.

Далее на рабочем столе надо уложить две заготовки так, чтобы между ними остался зазор не более 3 мм. Наносят флюс, разогревают, а затем в зону пайки подают припой.

Он должен расплавиться и растечься по границе заготовок. Как только зазор будет полностью заполнен, пайка прекращается. Остывают металлы естественным путем. Остатки флюса смывают водой.

Пищевые припои

В технологии пайки пищевыми припоями нет никаких отличий от стандартных операций. Нельзя использовать материалы и сплавы, в состав которых входит свинец, к примеру, марки ПОС (оловянно-свинцовый). Свинец токсичен, и наблюдается тенденция резкого сокращения его применения в паяльных операциях.

Когда используется ортофосфорная кислота, то надо саму пайку проводить быстрее. Все дело в том, что уже через 10-15 секунд на поверхности соединяемых деталей появится фосфатная пленка.

Она затруднит пайку, придется заново очищать нержавейку, убирая этот слой. Так что оптимально, если флюс наносить прямо перед самой операцией.

Полезные советы

Специалисты, которые не раз имели возможность проводить пайку нержавеющей стали, уверяют, что данный процесс не так сложен. Вот несколько рекомендаций от них в случае использования паяльника:

  • использовать для пайки надо паяльник с необгораемым жалом;
  • мощность инструмента варьируется в диапазоне 60-100 Вт, оптимально 100. Выше использовать не стоит, перегрев заготовок – это перегрев припоя, который начнет закипать. Ниже тоже не желательно, потому что не будут образовываться молекулярные связи между всеми металлами, которые участвую в процессе пайки;
  • после каждой операции жало инструмента рекомендуется очищать. Иногда приходится его затачивать;
  • паять лучше оловянными прутками или оловянно-свинцовыми. Второй вид для стыковки пищевой нержавейки не используются. Чисто оловянный припой придется хорошо разогреть, хотя бы до консистенции размякшего пластилина. Вообще, металл должен быть жидким, именно в таком состоянии он сможет прилипнуть к стали;
  • в качестве флюса используется ортофосфорная кислота. Канифоль, в силу нейтральности, для нержавейки не применяют;

Обязательно надо придерживаться техники безопасности, тем более, если пайка проводится в домашних условиях. Надо применять средства индивидуальной защиты, а так же организовать проветривание помещения или его вентиляцию.

Как видите, предостережений немало. Но учитывая их, можно говорить о высоком качестве конечного результата.

Химико-физические свойства и особенности меди, влияющие на сложность сваривания с нержавеющей сталью

Преимущественные характеристики меди:

Отличительные особенности меди

Медь способна проводить тепло в шесть раз больше по сравнению с обычным железом. Из-за этого сварку необходимо производить с увеличенной тепловой энергией, а в некоторых случаях возможен даже предварительный подогрев основного металла.

В обычных условиях медь инертна, но в процессе нагревания она вступает в реакцию с кислородом, водородом, фосфором и серой. Кислород способен окислять медь при высокой температуре, а выше 900 о С скорость окисления значительно увеличивается. Это происходит из-за того, что в первоначальном составе меди содержится кислород в связанном состоянии. Закись меди образует эвтектику с меньшей температурой плавления (1065 о С). Температура плавления меди 1085 о С. Поэтому кислород, что содержится в ней, ухудшает ее положительные показатели.

Сложности сварки меди с нержавейкой

Наличие водорода и его выход в атмосферу имеет влияние на конечный результат сварки с нержавеющей сталью. Он может вызвать пористость меди и в дальнейшем образовать трещину в сварочном шве. Растворимость водорода зависит от температуры и парциального давления в атмосфере защитных газов. В процессе кристаллизации водород в меди растворяется в два раза быстрее, чем в другом железе.

В процессе сварки есть вероятность появления пористости в околошовной области из-за накапливания там водорода. Поэтому к свариваемому металлу предъявляют жесткие требования по содержанию в нем водорода. Электрошлаковый переплав и вакуумное плавление позволяют понизить содержание водорода в меди.

Сера в меди присутствует до 0,1%, растворяется в жидком виде, но нерастворима в твердой меди. На качество сваривания не имеет существенного влияния.

Из-за перечисленных выше свойств существуют определенные сложности сварки меди с нержавеющей сталью:

  1. Разный химический состав. Водород и кислород, присутствующие в меди, может существенно снизить качество сварочного шва.
  2. Разные коэффициенты теплопроводности (у нержавеющей стали он намного ниже).
  3. Разный температурный режим плавления: нержавейка плавится при 1800 о С, а медь при 1085 о С, активно вступая в реакцию с атмосферными газами.
  4. Коэффициент растворения меди в нержавейке имеет максимум 0,4%.
  5. В процессе формирования сварочного шва между сталью и медью формируется резкая граница из-за перенасыщения вкраплений из стали.
  6. Есть вероятность образования в стали слоя с микротрещинами, которые будут заполнены медью. Для избежания этого необходимо сварочную дугу немного перемещать на медную деталь: таким образом в область шва подается расплав меди.

Надежный и прочный сварной шов можно получить с помощью ручной аргонодуговой сварки. Наплавляя медный металл на нержавейку с использованием флюсов в сфере защитных газов, полученное соединение будет устойчиво к длительным статическим нагрузкам (не теряя своей пластичности). Перед началом сварки необходимо обработать кромки шва 10% раствором каустической соды.

Проще выполнить сваривание нержавейки с чистой медью, чем с дополнительными включениями. Встречается такой состав без примесей реже, поэтому выбор свариваемого способа и основная технология процесса сварки такая же, как и для других цветных металлов.

Основные способы сваривания меди с нержавейкой

Нержавейка и медь достаточно различны по своим составам, самый распространенный способ их сваривания – аргонодуговой. Также возможно применение электродуговой, совсем редко – ультразвуковой сварки.

Ручная аргонодуговая сварка

Данный тип сварки выполняется с повышенной силой сварочного тока, это вызвано высокой способностью меди к теплопроводности. В некоторых случаях допустимо применение стальной подкладки. Суть ручной аргонодуговой сварки – в образовании сварочного шва с помощью расплавления присадочного материала.

Использование газа аргона защищает сварочную ванну от негативного воздействия химических элементов атмосферы, таким образом убирается вероятность появления дефектов и брака в сварочном шве.

Для выполнения сварочных работ берутся неплавящиеся вольфрамовые электроды. Если вместо аргона используется другой газ (азот), то в этом случае необходимо применять графитовые электроды. Аргон на 38% тяжелее кислорода, что позволяет успешно вытеснять его из области сварки.

Аргонодуговая технология позволяет добиться содержания железа в сварочном шве до 10%. А если применить холодную сварку, то его содержание будет более 10%. Чтобы увеличить итоговую прочность шва, его дополнительно легируют с помощью цинка.

  • инвертор или другой источник питания, подходящий для аргонодуговой сварки;
  • вольфрамовые электроды;
  • аргон;
  • редуктор;
  • присадочный материал;
  • защитные элементы (сварочная маска, перчатки и т. д.).

Электродуговая технология сваривания

Этот универсальный способ сваривания можно применять и для сварки меди с нержавеющей сталью. Электродуговую сварку необходимо выполнять с помощью источника большого тока с невысоким напряжением. Технология электродугового метода одновременно позволяет произвести плавку металла электрода (или присадочного материала) и соединяемого металла, вследствие этого формируется сварочная ванна.

Между электродом и металлом возникает дуговой разряд. Расплавление происходит за счет локального распределения тепловой энергии дуги, образовывая сварочную ванну и защитный шлак.

  • источник питания;
  • плавящиеся или неплавящиеся электроды;
  • молоток, зубило;
  • металлическая щетка;
  • присадочный материал;
  • защитная одежда (маска, перчатки).
Читайте также  Как паять скрутку медных проводов

Ультразвуковая сварка

Данный вид сварки используется только в промышленных сферах. Сущность данного способа в преобразовании электрических колебаний в механические. Чаще используют для сваривания пластмассы, но возможно использование и для цветных металлов.

  • источник питания;
  • кронштейн для крепления;
  • система преобразования колебаний;
  • привод для увеличения силы давления.

Как паять медь: методы, особенности, совместимость с другими металлами

Любой домашний мастер сталкивался с проблемой соединения медных деталей и элементов. Сюда можно отнести как электромонтажные работы, так и соединение медных труб при организации отопительных контуров. Но как правильно подойти к решению подобного вопроса? В сегодняшней статье речь пойдёт о том, как правильно выполнить пайку медных элементов, возможно ли совмещение этого металла с алюминием или нержавеющей сталью, а также какие дополнительные составы потребуются для выполнения подобных работ.

Как спаять медные элементы: общая информация

Наиболее часто встречающаяся проблема – это необходимость пайки скруток медных проводов. Но, независимо от того, какие металлы придётся спаивать, всегда остаётся необходимость очистки поверхностей от жиров и окисла. Для этого используется канифоль, паста для пайки медных труб или паяльная кислота.

Для того чтобы элементы были спаяны прочно, рекомендуется сначала обработать их по отдельности флюсом, после чего облудить – нанести тонкий слой припоя на их поверхности. После этого их можно соединить и, добавив немного припоя, основательно прогреть. Олово расплавится и максимально прочно соединит элементы.

В некоторых случаях вместо паяльника используется газовая горелка. Она применяется, когда спаиваемые детали слишком крупные. В этих случаях даже самый мощный паяльник не способен их прогреть, а значит, о прочном соединении можно забыть. Горелка же прогревает их более основательно.

Некоторые данные по расходным материалам

В качестве расходных материалов в подобной работе используются:

  • флюс;
  • припой;
  • соединительные фитинги.

Стоит разобраться с этими материалами более подробно.

Использование флюса для пайки меди

Флюсом называют различные вещества или их соединения, способные удалить с металлической поверхности различные загрязнения, жиры и оксидную плёнку. В качестве флюса чаще всего используют канифоль или паяльную кислоту, которую можно изготовить в домашних условиях. Для этого необходима обычная серная кислота и цинк. Цинковые таблетки постепенно добавляются в соляную кислоту, с которой вступают в реакцию. О том, что кислота готова к работе, можно узнать по прекращению реакции, называемой травлением.

ФОТО: vashtehnik.ru Различные варианты флюсов – аммиак слишком едкий и лучше от него отказаться

Иногда может возникнуть ситуация, когда под рукой отсутствует какой-либо флюс. Если поблизости есть сосновые доски или ещё лучше деревья, вполне может выручить обычная смола, которая также способна снять окисел и иные загрязнения.

ФОТО: almaty.satu.kz Наиболее оптимальный флюс – это канифоль

Припой для пайки меди и из чего он состоит

Припой – состав с невысокой температурой плавления, способный максимально уплотнить соединение. Обычно это сплав олова и свинца. Причём чем меньше в составе свинца, тем легче будет проходить процесс пайки. В настоящее время довольно популярны стали припои в форме проволоки, внутри которой уже имеется флюс. При работе с ними не требуется предварительная обработка элементов кислотой или канифолью.

ФОТО: promelec.ru Этот припой сразу изготавливается с флюсом, дополнительной обработки поверхности не требует

Фитинги и их применение при пайке

При необходимости пайки медных труб систем водоснабжения или отопления применяются фитинги. Это вспомогательные элементы, обеспечивающие простоту соединения, ответвления или поворота магистральных труб. Более полно пайка медных труб будет рассмотрена ниже.

ФОТО: potok-holoda.ru Фитингов для пайки существует огромное множество

Нюансы самостоятельной пайки меди: что требуется знать

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

ФОТО: vseinstrumenti.ru Горелка для пайки в разобранном состоянии

Использование газовой горелки для пайки меди и иных металлов

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

Пайка медных проводов: пошаговая инструкция

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

Подробнее с мастер-классом можно ознакомиться в этом видео.

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

Различия в работе с мягкими и твёрдыми припоями

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

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

Иные варианты пайки: работа с медными трубами и различными металлами

Пайка медных труб требует некоторого опыта подобной работы. Поэтому, если домашний мастер впервые берётся за подобную работу, стоит предварительно потренироваться, чтобы не переделывать несколько раз уже готовую магистраль водоснабжения или отопления. Пайку медных трубок можно производить как твёрдым припоем (при помощи газовой горелки), так и мягкими сплавами. Во втором случае для медных труб уместно использовать молоточный паяльник большой мощности.

ФОТО: m-chel.ru Аккуратная и качественная пайка – залог долговечности соединения

Нюансы пайки медных труб: как всё сделать правильно

В качестве флюса для пайки медных труб лучше всего использовать канифоль. Она наносится ровным слоем на внешние поверхности трубы, после чего на неё насаживается фитинг. С обратной его стороны насаживается вторая часть магистрали. Далее фитинг разогревается при помощи газовой горелки и по швам «укладывается» припой. Под воздействием высокой температуры он плавится, заполняя шов и создавая качественное герметичное соединение.

ФОТО: poliasmet.ru Иногда приходится обходиться без фитингов

Пайка медных труб своими руками не слишком сложна, однако эта работа требует внимательности и аккуратности. Конечно, на словах не всё можно объяснить доходчиво, поэтому предлагаем вниманию Уважаемого читателя видео, как паять медь газовой горелкой, из которого всё станет более понятно.

Разобравшись с вопросом, как спаять медные трубки в домашних условиях, можно переходить к следующей проблеме, а именно к пайке неидентичных металлов (медь с алюминием, железом или нержавеющей сталью).

Как спаять медный провод с алюминиевым

Пайка алюминия с медью – довольно сложный процесс. Нужно отметить, что для алюминия вряд ли подойдёт тот же припой, что и для меди, как и наоборот. Намного проще совместить эти металлы, используя стальную муфту. Хотя на сегодняшний день производитель и предлагает специальные припои и флюсы для подобных целей, стоимость их значительна, что приводит к нерентабельности подобных работ.

ФОТО: kak-eto-sdelat.info Спаивать медь и алюминий достаточно сложно

Вся проблема заключается в конфликтности меди и алюминия. У них разная тугоплавкость, плотность. К тому же алюминий при взаимодействии с медью начинает сильно окисляться. Особенно этот процесс ускоряется при прохождении через соединение электрического тока. Поэтому при необходимости соединения медного и алюминиевого провода лучше всего использовать самозажимные клеммники «WAGO», внутри которых находится контактная паста «Алю Плюс». Именно она снимает окисел с алюминия, предотвращает его последующее появление и способствует нормальному контакту с медными жилами.

Разобравшись, как спаять медь с алюминием, можно переходить к более твёрдым металлам.

ФОТО: mastergrad.com Иногда без подобного соединения не обойтись

Как спаять медь и нержавеющую сталь

При пайке меди с нержавеющей сталью большую роль играет даже не сам материал припоя, а используемый инструмент, хотя и от расходников многое зависит. Наиболее приемлемые материалы в данном случае это:

  • медно-фосфорный припой;
  • оловянно-серебрянный (Castolin 157);
  • радиотехнический.

Некоторые мастера утверждают, что при правильном подходе к работе, подойдёт даже самый обычный припой на основе олова и свинца. Главное – это обязательное использование флюса (бура, паяльная кислота), основательный прогрев и лишь после этого пайка (нанесение припоя).

ФОТО: cusi3.ru Сложная пайка меди и нержавеющей стали

Подобные соединения встречаются редко, а потому специализированные припои для подобных целей имеют довольно высокую стоимость.

Пайка меди с железом – возможно ли это

Подобный вариант возможен, но при соблюдении некоторых условий. К примеру, в качестве нагревателя простая пропановая горелка уже не подойдёт. Необходимо использовать пропан с кислородом. В качестве флюса нужно использовать буру, а вот припоем выступит латунь. Только в этом случае можно надеяться на нормальный результат. Купить припой для пайки меди с железом или нержавейкой несложно. Главное – это понять, будут ли оправданны излишние затраты.

ФОТО: svarkavol.ru Спайка медной и железной трубки также возможна

А сейчас предлагаем посмотреть на то, насколько аккуратно домашние мастера могут выполнять работу по спайке труб магистралей различного назначения.