Сварка медных труб своими руками

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

Как соединяют медные трубы

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

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

Достоинства сварного метода соединения медных труб

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

Среди наиболее значительных положительных качеств медной пайки можно выделить следующее:

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

Какая бывает пайка, и какой инструмент необходим

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

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

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

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

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

Припои для пайки в домашних условиях

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

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

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

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

Как правильно паять, используя флюс

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

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

При помощи данных химических реактивов могут достигаться следующие цели:

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

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

Медные трубопроводы не утратили актуальность даже после появления дешевых полимерных труб, а разнообразие соединительных фитингов и достаточно недорогих инструментов позволяет провести все работы самостоятельно. Благодаря этому сварка медных труб стала доступна даже неопытным новичкам.

Что нужно для состыковки медных труб

Современный строительный рынок предлагает такое изобилие материалов и оборудования для проведения сварочных работ, что монтаж водопровода или отопительного контура из меди своими руками перестал быть чем-то невообразимо сложным.

Самым надежным, как у профессионалов, так и у «доморощенных» мастеров считается соединение элементов трубопровода методом сварки. Качественные стыковочные узлы обеспечат всему контуру продолжительную «жизнь», а достичь этого путем одних только фитингов зачастую невозможно. Именно поэтому специалисты предпочитают проводить сварочные работы, используя следующие материалы:

• Твердый или мягкий припой, в зависимости от способа соединения и вида труб.
• Специальные соединительные детали для сварки.
• Жидкий или пастообразный флюс, без которого не проводятся монтажные работы, так как его задача – очистить концы труб от налета и обеспечить припою лучшее распространение по месту соединения.
• Труборез поможет ровно и быстро разрезать элементы трубопровода на отрезки соответствующей длины.
• Фаскосниматель зачистит срез от заусенец.
• Развальцовщик нужен для расширения отверстия труб, если нет фитингов соответствующего диаметра.
• Самый важный инструмент – это горелка, задача которой разогреть фитинг и трубу до нужной температуры.

Если в наличии есть перечисленные материалы и инструменты, то можно смело приступать к сварке медных труб своими руками.

Типы сварочных горелок

Выбор оборудования напрямую зависит от объема предстоящих работ и диаметра труб. Чтобы знать, как сварить медные трубы, нужно понимать особенность этого металла. Например, проводить работы с применением твердого припоя можно с горелкой, способной разогреть его до температуры 430°С — 450°С, тогда как для мягкого она не должна превышать 425°С. Среди большого ассортимента, представленного на рынке, можно выделить следующее оборудование для сварки медных труб:

• Если объем работ достаточно большой, то можно приобрести ацетилено – кислородный аппарат, дающий равномерное распространение тепла по месту стыка. Этот вид сварочного оборудования требует навыков работы с ним, так как кислородно-ацетиленовая смесь при высоком давлении взрывоопасна. Как правило, применяется для работ с твердым припоем.
• Бытовые газовые горелки больше подходят для сварщика самоучки и могут отличаться составом газа в их баллоне:
• Для сварки небольших элементов подходит аппарат с баллоном из смеси газа с воздухом. Емкость может быть как стационарная, так и съемная.
• Смеси с кислородом в горелках применимы при монтаже труб любого диаметра и толщины стенок. Они относятся к категории профессионального оборудования и, как правило, имеют стационарные емкости.
• Небольшие ручные инструменты помогут сделать ремонт медных труб и обойдутся владельцу недорого. Они снабжены одноразовым баллоном с пропаном или бутаном, могут работать с любым видом припоя. Обычно, подобный инструмент продается со сменными соплами, что позволяет регулировать мощность пламени.

Лучшим оборудованием для домашнего мастера являются ручные горелки, так как для работы с ними не требуются особые знания и умения. Они оснащены отражателями пламени и специальным клапаном для блокировки подачи газа, что обеспечивает дополнительную защиту неопытному новичку.

• Индукционная сварка медных труб осуществляется индуктором, подключенным к генератору и, как правило, используется профессиональными сварщиками при монтаже промышленных магистралей.

Сварка медных труб (видео отображает это) своими руками вполне по плечу неопытному мастеру, если им правильно выбран инструмент для этого. Чем проще агрегат, тем легче с ним работать. Автономная ручная горелка в этом случае – самый оптимальный выбор.

Техника соединения

Когда подобраны все материалы и есть нужное оборудование, можно начинать сварочные работы. Их последовательность следующая:

• Вначале подготавливаются трубы, для чего их разрезают труборезом и зачищают срезы фаскоснимателем. В том случае, если проводится отопительный контур или система горячего водоснабжения, нагрев теплоносителя в которых не превышает +110°С, можно фитинги не применять. Достаточно расширить концы одних труб развальцовщиком или эспандером до диаметра других, с которыми они стыкуются.
• Элементы трубопровода соединяются фитингами или вставляются друг в друга с зазором от 0.025 мм до 0.123 мм.
• Включив газовую горелку, равномерно разогреть место стыка.

При нагреве узлов соединения припой не используется, пока трубы не достигнут нужного уровня накала, но нужно следить, чтобы металл не стал плавиться. Проверить степень разогрева можно при помощи того же припоя: если он начинает «таять» при контакте с медью, значит она готова к сварке.

• Расплавленный припой должен равномерно распределиться в месте соединения, заполняя собой все свободное между деталями пространство.
• Состыкованные трубы оставляются до полного их остывания. Нельзя передвигать или механически воздействовать на неостывшие элементы, так как это нарушит прочность соединения.

Сварка труб из меди – это достаточно простое дело, если внимательно выполнять все этапы работ и иметь нужные детали и оборудование.

Нужна ли медным трубам изоляция?

Одним из свойств этого металла является его очень высокий уровень теплопроводности, что хорошо, когда они находятся в помещении, а не на улице. Чтобы трубопровод с горячим носителем не «растерял» тепло по пути к дому, нужна изоляция медных труб.

Лучше всего для этой «роли» подходят вспененные полиэтилен и каучук, но исключительно в местах, где их не найдут солнечные лучи. Обладая отличными показателями теплосбережения, они плохо переносят воздействие ультрафиолета.

Теплоизоляцию медных труб можно произвести самостоятельно, так как эти материалы, по сути, являются гибкими трубками до 2 м длины с продольным разрезом и мало весят. Чтобы придать изоляции герметичность, нужно соединить места разреза строительным скотчем или клеем.

Подобная работа позволит отопительному или водному контуру донести горячий носитель до потребителей без потерь тепла.

Подводя итоги, можно сказать, что сварка медных труб – это простая задача, когда под рукой есть все необходимое. Не стоит выбирать дорогое оборудование, требующее навыков работы с ним, если предстоит провести ремонт трубопровода самостоятельно. Профессионалы говорят, что обычная инструкция к ручной газовой горелке – это отличное руководство для начинающего сварщика, которого достаточно, чтобы сделать качественное соединение всех элементов трубопровода.

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

Особенности труб из меди

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

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

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

Медные трубы обладают такими достоинствами:

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

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

Методы пайки медных деталей

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

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

Инструменты и приспособления

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

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

По мощности горелки подразделяют:

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

Материалы для соединения меди

Весь технологический процесс пайки медных трубок газовой горелкой можно осуществить с помощью флюса и припоя для меди, а также как с применением фитингов, так и без них.

Флюс и паяльная паста

Флюс для пайки медных труб имеет огромное значение для образования качественного соединительного шва. Он может быть низкотемпературным с активностью до 450 ℃, и высокотемпературным — более 450 ℃.

Применение флюса необходимо в случае:

• качественной очистки поверхности соединяемых труб от окислов;
• защиты места соединения от кислорода, который содержится в воздухе;
• повышения сцепления припоя с поверхностью металла;
• улучшения процесса растекания припоя.

На сегодняшнее время существуют следующие разновидности флюсов:

• активированные;
• кислотные;
• некислотные;
• антикоррозийные.

Паяльная паста представляет собой густую массу, состоящую из флюса, маленьких частиц припоя и добавок специального действия. Такой состав часто применяется на промышленных предприятиях при пайке радиотехнических деталей на печатных платах. Форма в виде пасты очень удобна для нанесения на мелкие детали.

Виды припоев

Соединение меди и её сплавов можно производить как низкотемпературной, так и высокотемпературной пайкой. Имеется множество мягких и твёрдых материалов, которые способны обеспечить идеальное крепление деталей из металла.

Применение припоев с низкой температурой плавления позволяет спаять детали в условиях, мало влияющих на прочность меди, но при этом соединительный шов имеет худшие механические параметры. Припои для высокотемпературного соединения увеличивают прочность места стыковки металлов, но требует определённых навыков, чтобы исключить пережог меди.

Существует большое количество бессвинцовых припоев, которые способны обеспечить довольно высокое качество стыковочных работ. В основном это сплавы олова (95—97%) с медью, сурьмой, висмутом, серебром, селеном. Лучшими свойствами обладают серебросодержащие припои. Широкое применение получили и трёхкомпонентные виды, в состав которых входит олово, медь и серебро. Использование оловянно-свинцовых припоев ограничено из-за вредности свинца.

Высокотемпературную пайку осуществляют твёрдыми припоями медно-фосфорного состава. Такие составы при соединении двух медных деталей не требуют применения флюсов. Очень благоприятно влияет на качество стыковки одинаковый коэффициент термического расширения меди.

Изготавливают твёрдые припои в виде профильных стержней, а мягкие — в виде проволоки диаметром 2—3 мм.

Соединительные фитинги

При отсутствии специального инструмента для качественной резки и расширения места соединения, применяются технологические медные переходники (фитинги), которые имеют строго регламентированный диаметр раструба.

При всём разнообразии видов таких деталей чаще используются три основных формы: углы — способствуют изменению направления трубопровода на 90 градусов, тройники — обеспечивают ответвление от трубы и муфты — служат для соединения двух труб.

Фитинги имеют довольно высокую стоимость, поэтому многие специалисты стараются обойтись без них, обрабатывая место стыковки специальными приспособлениями.

Существуют специальные фитинги с готовым припоем, который в виде валика размещён по краям детали. Запаять трубы таким фитингом очень просто нужно только соединить поверхности и нагреть их до температуры плавления припоя.

Технология пайки медных труб

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

Основные операции соединения при помощи горелки:

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

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

Недопустимые ошибки

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

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

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

Техника безопасности

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

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

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