Горелка для пайки стали

Пайка, как технология создания неразъёмных соединений металлических изделий имеет древнюю историю. И сегодня, несмотря на лидирующую позицию сварочных процессов, пайка стали, алюминия, меди, и многих других металлов и сплавов продолжает успешно применяться в различных отраслях техники.

Процесс пайки разных по составу металлических сплавов имеет свои особенности. Это связано с различной температурой плавления и химическим составом сплавов. К некоторым маркам стали пайка не применяется.

Сущность паяльной технологии

Пайкой называют соединение металлических деталей с помощью припоя, являющегося более легкоплавким металлом, который, будучи расплавленным, смачивает соединяемые поверхности.

Таким образом, процесс паяния связан с нагреванием и протекает при температуре, превышающей точку плавления припоя, но не достигающей температуры плавления соединяемого металла.

В процессе пайки соединяемые детали основного металла не изменяют форму, поскольку сами не подвергаются плавлению.

Прочность создаваемого соединения определяется механическими свойствами, которыми обладает припой для пайки. Когда стальные детали припаивают друг к другу, соединение всегда уступает по прочности основному материалу.

Главным препятствием для создания паяных соединений является окисел, образующийся на поверхности любого металла. Слой окисла не позволяет расплавленному припою равномерно смочить поверхность детали, поэтому металл должен предварительно зачищаться.

Для защиты поверхностей от окисления в процессе спаивания, применяются специальные вещества – флюсы. Для соединения разных материалов используются различные флюсы. Например, для того, чтобы спаять нержавейку, применяют буру. Флюсами для стали могут служить канифоль, паяльная кислота.

Основным процессом, сопровождающим создание паяного соединения, является нагрев заготовок. В зависимости от массы спаиваемых деталей и вида применяемого припоя, нагрев может осуществляться следующими способами:

• паяльником;
• газовой горелкой;
• высокочастотным индуктором;
• в специальных печах.

Например, проволоку небольшого диаметра можно легко прогреть обычным паяльником, при пайке стальных труб понадобится газовая горелка, а массивную заготовку придётся помещать в печь.

Низколегированной

Низколегированная углеродистая сталь относится к сплавам железа, наиболее легко подвергаемым процессу пайки.

Это объясняется тем, что на поверхности сталей данного типа образуется сравнительно непрочная плёнка окислов, легко устраняемая применением обычных флюсов.

Процесс пайки чёрных металлов может проходить при относительно низкой температуре, не превышающей 450 ℃ в случае применения мягких и легкоплавких свинцово-оловянных припоев.

Для получения паяного соединения, обладающего большей твёрдостью и механической прочностью, следует применять более твёрдые тугоплавкие припои, например на основе меди. Такая пайка осуществляется при температуре до 750 ℃.

Конструктивной

Этот вид сталей характеризуется наличием хрома, применяемого в качестве легирующей добавки. Благодаря хрому сталь приобретает необходимые механические характеристики.

Однако наличие этого легирующего компонента существенно затрудняет процесс пайки, так как на поверхности конструкционных сталей образуется довольно прочная и с трудом разрушаемая плёнка окисла.

Припаять сталь с добавкой хрома можно, применяя активный флюс, содержащий кислоты. Кроме этого, для получения качественного результата, используются специальные приспособления, создающие защитную атмосферу в зоне осуществления пайки.

Кроме этого, стальную поверхность, подготовленную для пайки, покрывают слоем порошка, содержащего металлические компоненты. Этот защитный слой предотвращает окисление стальной поверхности и выгорание легирующих элементов в процессе нагревания.

Паяное соединение легированных сталей производится с применением твёрдых припоев, содержащих медь, серебро или никель.

Инструментальной

Инструментальная сталь отличается очень высокой твёрдостью. Однако виды инструментальной стали, не имеющие в своём составе вольфрама, изменяют свои механические свойства при нагревании до 200 ℃ и более, значительно теряя при этом прочность.

Такие виды стали не подлежат пайке. Для устранения этого недостатка инструментальные стали, подлежащие нагреву в процессе эксплуатации, производятся с вольфрамовыми добавками. Такая сталь может подвергаться нагреву до 600 ℃, не утрачивая при этом ценных механических свойств.

Спаять инструментальную сталь можно припоем на основе никеля или ферросплавов. Нагревание заготовок обычно производят индукционным способом. При этом применяются флюсы, содержащие бор и фтор.

Последовательность операций

Процесс пайки стальных деталей начинается с тщательной очистки заготовок от грязи, ржавчины и следов масел. Для этого пользуются шлифовальной шкуркой, напильником, стальной щёткой. Ржавые детали можно обработать преобразователем ржавчины на основе ортофосфорной кислоты. Жировые загрязнения удаляются растворителем или щелочным раствором.

После очистки и обезжиривания, на поверхность деталей наносится слой флюса. Если в качестве припоя служит олово, детали предварительно лудят. Лужение представляет собой равномерное смачивание поверхности расплавленным оловом.

После этого, детали собирают и надёжно фиксируют в том положении, в котором они должны находиться после соединения.

Далее, детали нагреваются подходящим способом. Нагрев производится до температуры, несколько превышающей температуру плавления применяемого припоя, который должен быть помещён в область соединения.

При расплавлении он затекает в зазор между деталями, образуя соединение. После остывания и кристаллизации припоя, шов зачищают, следы флюса удаляют.

Разновидности горелок, предназначенных для выполнения пайки меди

Чаще всего, пайка меди применяется при прокладке трубопроводов, когда необходимо получить надежное соединение всех составляющих деталей. При стыковке медных труб пользуются несколькими методами.

Наиболее популярным и надежным считается пайка. Главным инструментом в этом случае считается паяльник. Практически всегда его функции берет на себя газовая горелка для пайки меди особой конструкции, созданная специально для проведения пайки медных деталей.

Разновидности горелок

Все горелки делятся на несколько групп. Профессиональные, способные выполнять работу с особо твердыми припоями. Эти системы могут выполнять пайку мягкой пастой и разогревать детали.

Кроме, перечисленных выше устройств, существуют также фены, для проведения мягкой пайки. С их помощью место стыка, можно быстро разогреть до температуры 650 градусов.

Горелки классифицируются также и по другим параметрам. К примеру, чтобы обрабатывать большие объемы, необходимо мощные установки, оборудованные газовыми баллонами, закрепленными стационарно. Когда проводится небольшая пайка меди, достаточно иметь бытовой агрегат и одноразовый баллон.

На отдельной позиции находятся ацетилено-кислородные системы. Они немного отличаются от обычных устройств, которыми можно паять медь. Но их также часто используют в промышленности и бытовых условиях.

Каждая горелка отличается своей мощностью, которая рассчитывается с учетом температуры плавления и используемого припоя при выполнении пайки медных деталей.

К примеру, чтобы пользоваться твердыми припоями, работают с профессиональным оборудованием. Если работы будут проводиться мягкими и одновременно твердыми припоями, вполне достаточно иметь полупрофессиональное устройство.

Каждый вид пайки пользуется определенными газовыми смесями, имеющими разный состав. Бытовые устройства, отличаются небольшим весом и компактным исполнением. Они работают на газе, смешанным с воздухом. Такие системы больше всего подходят для пайки деталей небольших размеров и диаметров.

В случае использования газа, смешанного с кислородом, выполняется пайка самых разных металлов, независимо от их габаритов. Такую пайку применяют на профессиональных устройствах, на которых крепление баллонов имеет стационарный характер.

Чтобы паять медные трубы, сегодня на строительном рынке реализуются хорошо зарекомендовавшие себя российские устройства:

Большой популярностью пользуются иностранные устройства:

Ассортимент паяльного оборудования меди достаточно большой. Профессиональные системы высшего класса, это всегда гарантия надежности работы паяльной аппаратуры.

Ручные горелки для пайки медных деталей

Такие компактные аппараты, дают возможность проводить работы на маленькой кухне или в другом небольшом помещении.

Ручные системы всегда оснащаются одноразовым баллоном, заполненным газовой смесью. Это может быть:

Ручка держатель оборудована вентилем, с помощью которого выполняется настройка длины факела. Такой горелкой можно нагреть детали, чтобы провести пайку с использованием любого припоя. У подобного оборудования имеется несколько преимуществ:

• Многофункциональность. Можно регулировать силу пламени, устанавливать скорость нагрева, при помощи смены сопел. Обычно в комплект входит более пяти различных размеров;
• Безопасность. Горелка оборудована обратным клапаном, блокирующим подачу газа, независимо от направления;
• Автономность. Для ручного прибора не нужно иметь источник питания. При выполнении всех требований технологического процесса, получается качественный паяльный шов;
• Горелка оборудована отражателем пламени. Это дополнительное приспособление сводит к минимуму потери тепла. Прогрев заготовки происходит равномерно, все окружающие предметы защищены от контактирования с открытым пламенем. Такой отражатель, позволяет выполнять пайку меди в самых труднодоступных местах.

Самые популярные горелки и их изготовители

Отечественные ручные горелки выпускаются фирмой «Донмета», аппаратура которой завевала большую популярность на российском рынке. Фирма выпускает очень много самого разного ручного оборудования, которое способно работать на любых газовых смесях, по вполне доступной стоимости.

К примеру, горелка ГЗУ, выполняет работу при подаче смеси кислорода и пропана. В набор входит несколько видов насадок, имеющих разные габариты. Различные модели способны паять детали, используя все виды припоя, с минимальным расходом газа.

Если рассматривать зарубежные горелки, работающие на пропане, то самым дешевым аппаратом будет китайская горелка типа «KOVICA KS-1005 KIT» использующая цанговый одноразовый баллон. Минимальная стоимость горелки начинается с 1500 рублей.

Самый известный аппарат «РОФЛЭЙМ ПЬЕЗО», предназначенный для выполнения низкотемпературной пайки, стоит намного дороже. За него придется заплатить более 3200 рублей.

Горелка марки Virax, работающая на пропане и оборудованная пьезоподжигом, продается по цене, превышающей 4200 р.

В Европе очень популярна горелка Castolin. Это устройство может отлично работать со смесью бутана и пропана или использовать МАРР газ. Классическая модель оценивается в 1600 р. Ее модификация, оборудованная регулятором давления, клавишей фиксации пламени, всевозможными сменными соплами, будет стоить 2300 р.

Горелка, большой мощности, марки «СУПЕР ФАЙЕР 3» снабжена пьезоподжигом, имеет предохранительный клапан и самую разную комплектацию. Ее минимальная стоимость начинается с 7000 рублей. Этой горелкой можно паять трубы, диаметром более 35 мм. Работы ведутся мягким припоем. Трубы, диаметром менее 28 мм, можно запаять только твердым припоем.

Оборудование, выпускаемое итальянскими предприятиями типа Kemper, способно выполнять работу с баллонами одноразового типа. В набор входят сменные жала и специальные насадки. Минимальная стоимость 1500 рублей.

Также оцениваются и горелки, сделанные в США типа Bernzomatic. Немного больше стоят газовые паяльные горелки тайваньского производства. Ярким представителем является «DAYREX-22». Данная горелка имеет максимальную температуру нагрева 1300 градусов. Она имеет в комплекте несколько дополнительных деталей:

Большой популярностью пользуется немецкая горелка REMS. Эти модели оснащены самоподжигом, имеют турбонаддув и способны работать с различными видами газовой смеси.

На пропане работает горелка Rems Blitz. Она выполняет мягкую пайку деталей, с получением качественного шва, диаметр которых менее 35 миллиметров. Температура нагрева точечного пламени, достигает 1950ºC.

Ацетиленовое оборудование марки Rems Macho функционирует на ацетилене. Она может выполнять мягкую или жесткую пайку деталей, диаметр которых менее 64 мм. Максимальный нагрев пламени равен 2500ºC. Эта горелка отличается высоким качеством, считается очень экономичной. Однако ее стоимость достаточно высока. Для приобретения придется заплатить более 10000 рублей.

В тех случаях, когда использование газовой горелки для пайки меди невозможно, пользуются строительным феном. Он направляет горячий воздух, нагретый до температуры, вполне достаточной, чтобы начал плавиться припой.

Профессиональные газовые горелки

Безусловно, такое оборудование дает самые надежные соединения, когда паяются трубы больших размеров. Такие системы легко транспортировать, так как они установлены на передвижную тележку.

Монтаж водопровода в городской квартире можно сделать также ручным инструментом. Однако соединения, где необходимо получить высокую прочность и надежность, например, газовые трубы, должны паяться только с применением профессионального оборудования. Но бывают и исключения. В кондиционере установлены медные трубы, имеющие небольшой диаметр, поэтому их паяют ручной горелкой, медным припоем, с примесью серебра.

Чтобы паять медные трубы, установленные в холодильных установках, применяют оборудование, работающее на пропане и кислороде. Эта установка состоит из нескольких деталей:

Стоимость профессионального оборудования намного превышает цену ручного инструмента. К примеру, система «АЛЛГАЗ 2000 PS» оценивается в 21000 рублей.

Каждая горелка имеет свое конкретное предназначение. Поэтому выбирать ее нужно в соответствии с технологическими требованиями и создавшейся необходимостью.

Пайкой называется процесс соединения металлов посредством введенного между ними расплавленного связующего материала — припоя. Последний заполняет зазор между соединяемыми деталями и, застывая, прочно соединяется с ними, образуя неразъемное соединение.

При пайке припой нагревают до температуры, превышающей температуру его плавления, но не достигающей точки плавления металла соединяемых деталей. Становясь жидким, припой смачивает поверхности и заполняет все зазоры за счет действия капиллярных сил. Происходит растворение основного материала в припое и их взаимная диффузия. Застывая, припой прочно сцепляется с паяемыми деталями.

При пайке должно выполняться следующее температурное условие: Т₁

«>