Высокотемпературный припой для пайки

Соединение меди, представляет собой сложный технологический процесс, который позволяет выполнять неразъемное соединение.

Развитие загородного домостроения привело к тому, что в инженерных сетях все используют трубы, выполненные из цветных металлов и их сплавов. Для того, что бы трубопроводная система работала бесперебойно, а главное безопасно необходимо обеспечить качественное соединение между элементами трубопроводной арматуры. Такие соединения выполняют с применением пайки.

Какой припой выбрать

Пайку труб из меди могут выполнять с помощью двух видов — мягкого или твердого. Температура первого расплава составляет 425 °C, рабочая температура второго составляет от 460 до 560 °С. Для осуществления пайки применяют газовую горелку.

Тип сплава применяют исходя из соотношения меди и других веществ, которые входят в его состав. Если, в состав средства для пайки деталей входит серебро, то такой сплав называют серебряным. Кстати, чем его больше, тем меньше температура его плавления. Кроме этого, наличие большого объема этого металла обеспечивает высокую смачиваемость и обтекание место пайки.

Другой тип смеси работы с медным материалом, который широко применяют для пайки меди это медно-фосфорный. Но, температура его плавления много выше, а такой параметр как смачиваемость, также уступает серебряным смесям.

Пайка медных труб горелкой

Их применяют при производстве холодильной техники, которая применяется и в пищевой промышленности.

Выполняя пайку меди медно-фосфорным припоем, и его аналогами использование флюса не требуется. Для пайки медных деталей с латунными флюс необходим. При их использовании образуется капиллярный зазор с размером от 0,025 до 0,15 мм. Аналогичный зазор при использовании таких припоев составляет от 0 до 0,15 мм

Медно фосфорные

Соединение деталей из меди может производиться медно-фосфорным припоем в состав, которого входит серебро. Его доля может достигать 15%. Такой сплав применяют для работы с холодильным оборудованием.

Рабочая температура медно-фосфорных припоев не очень высока. Вещества этого класса обладают достаточной текучестью. Кстати, при работе, с использованием этого припоя нет необходимости в применении каких-либо флюсов. Это связано с тем в его состав входит фосфор. Именно фосфор защищает зону обработки стыка от воздействия атмосферы.

Припой медно-фосфорный Castolin

Швы, образующиеся в ходе работы, отличаются прочностью. Именно это и определило его использование для работы с холодильным оборудованием, содержащие в своем составе детали из меди. Все дело в том, что при его работе постоянно существует вибрация, в таких условиях прочность шва не будет лишней.

При соединении медных компонентов трубопроводной арматуры необходимо выполнять охлаждение элементов узла, которые обладают слабой стойкостью к перегреву. В процессе работы рабочую зону можно обдувать сухим азотом. Для этого требуется эксплуатация специального оборудования. Защита сухим азотом позволяет защитить шов от окалины.

Припои этого типа недопустимы для работы со сталью. Дело в наличии фосфора, который способствует образованию пленки.

Трехкомпонентный состав, в который входит 2% серебра носит марку 102. Сфера применения этого припоя монтаж, обслуживание холодильных комплексов, которые не подвержены вибрации.

Припой медно-фосфорный Ag 2%

Марка 105 содержит 5% благородного металла. Он пластичен и у него медленное растекание. Вследствие этого у него имеется возможность заполнять зазоры определенного размера. Эта марка способна выдерживать незначительные нагрузки вибрационного или ударного характера.

Марка 115, содержит в своем составе 15% серебра. Из-за этого он обладает высокой пластичностью. Шов, полученный с его помощью способен выдерживать умеренные вибрационные или ударные нагрузки, возникающие во время работы холодильных установок.

Серебряные припои

Серебро – этот благородный металл, в чистом виде обладает хорошей пластичностью. Температура плавления довольно высока (962 °С). Это делает нецелесообразным применение чистого серебра в качестве сырья для стыковки деталей нецелесообразно.

Но если в серебро внести некоторые вещества, таких, как – железо, висмут и пр., то такую композицию можно использовать для создания неразъемных стыков.

Серебряные материалы хорошо плавятся того, когда его объем уменьшается. Это снижение приводит к снижению затрат на энергию и время на выполнение сборки заготовок из меди.

Серебряный припой для пайки меди, Ag 20%

Серебряные материалы хорошо обволакивают соединяемые детали, и это способствует получению швов необходимого качества. Швы, полученные с применением этих средств не подвержены окислению, и хорошо переносят различного рода механические и вибрационные нагрузки.

Сплав, содержащий этот благородный материал, применяют для работы со многими сплавами меди. Все эти сплавы различаются по соотношению компонентов, наличию легирующих добавок.

Содержание серебра

Состав всех применяемых для стыковки деталей серебряных сплавов регламентирует ГОСТ. Маркировка этих материалов начинается с буквенного сочетания ПСр. А ним следуют числа, которые показывают процентный объем серебра в сплаве.

Практическое применение серебряных припоев

Сплавы, которые содержать большое количество серебра, (50-72%) обладают низким удельным сопротивлением. Их применяют для создания стыков с большой электрической проводимостью.

Средства для соединения деталей, содержащие этот благородный металл в небольших количествах 40-62%, применяют для создания швов, которые не будут подвергаться сильному нагреву.

Припои для меди с низким содержанием серебра (10-15%) нашли свое применение в машиностроительной отрасли.

Особенности серебряных тинолей

Сплавы с содержанием серебра отличаются невысокой температурой плавления и хорошим смачиванием. Этот материал в расплавленном состоянии заполняет все пустоты и поры. При этом швы получаются высокого качества. Средства для стыковки медных труб нашли свое применение при производстве и обслуживаниихолодильных машин.

Пайка твердым тинолем

Твердые средства для пайки используют для капиллярной стыковки и соединения трубопроводной арматуры, которая используется для подачи воды.

Пример пайки припоем серебро 1%

При пайке медных труб используют специальную пасту, газ, вспомогательные инструменты и технологическое оснащение.

При соединении медных деталей твердым припоем необходимо соблюдать все необходимые меры безопасности.

Как паять трубы

Для соединения труб, выполненных из меди и ее сплавов, необходимо использовать определенные материалы и инструменты.

Так, для выполнения работ, потребуется:

• устройство для резки труб из меди;
• газовую горелку;
• состав для пайки медных труб;
• флюс.

Процесс пайки выглядит следующим образом:

• Зачищают обрабатываемый участок.
• Вручную устанавливают фитинг, для этой операции может потребоваться специальный инструмент.
• Используя газовый нагревательный инструмент осуществить нагрев обрабатываемое место до того момента пока не произойдет изменение цвета поверхности.
• На разогретое место укладывают состав для пайки медных труб.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Медные трубы – это детали для глобальных или локальных коммуникационных систем, транспортирующих газ, воду, продукты нефтепереработки, охлаждающие жидкости и прочие важные ресурсы. Для объединения отдельных фрагментов в единую сеть используется припой для пайки меди. Подбирают его в зависимости от условий, в которых проходит эксплуатация системы.

Правильно оформленное соединение обеспечивает герметичность всего комплекса и предотвращает утечку подающегося состава в окружающую среду. А их неправильное соединение в будущем может вылиться в массу проблем.

Давайте попробуем разобраться в видах припоя и в том, какому из них лучше отдать предпочтение в конкретной ситуации.

Что такое припой?

Припой – это чистый металл или термопластичный сплав из нескольких компонентов. Предназначается для соединения медных деталей в общую целостную сеть.

Технология стыковки двух фрагментов, проведенная по такому принципу, называется пайкой.

Среди основных достоинств методики стоит выделить:

• соединение без деформации;
• сохранение первоначальной формы обрабатываемых деталей;
• отсутствие всякого внутреннего напряжения;
• отличная прочность и высокий уровень герметичности созданного шва;
• устойчивость скрепленной области к разным температурным режимам, включая интенсивное прогревание;
• простое разъединение шовных участков в случае возникновения потребности изменить формат системы.

Проводят пайку специальным оборудованием – паяльником, газовой горелкой или паяльной лампой. Непосредственно перед работой зону тщательно зачищают от поверхностных дефектов и технических масел, и только потом приступают работе.

Процесс соединения трубных фрагментов осуществляется легко и быстро, но требует обязательного соблюдения правил элементарной безопасности. Во избежание проблем и получения травм, на руки нужно надеть плотные рабочие перчатки, лицо и глаза закрыть специальными очками или маской, а одежду защитить плотным фартуком. Это убережет мастера от потенциально возможных несчастных случаев.

Классификация припоев для медных труб

Припои для качественной и надежной пайки медных труб изготовляются из разных компонентов. Друг от друга изделия отличаются по форме и химическому составу.

Тип и параметры соединительных элементов определяются областью последующей эксплуатации трубной системы из медных деталей.

Различия по температуре плавления

По уровню температурной обработки припои разделяются на три типа:

• низкотемпературные;
• среднетемпературные;
• высокотемпературные.

Низкотемпературные варианты плавятся в диапазоне от 150 до 450 °C. Не меняют изначальные физические параметры деталей. В области соединения создают аккуратный, но не слишком прочный шов. Предназначаются для применения в отопительных и водопроводных сетях, не подвергающихся серьезным нагрузкам.

Обеспечивают герметичность и целостность труб диаметром до 10 см, установленных в коммуникационных системах, транспортирующих теплоноситель температурой до 130 °С.

Среднетемпературные и высокотемпературные материалы размягчаются при показателях в диапазоне от 450 до 1100/1850 °C. Гарантируют максимально прочное, крепкое соединение, не чувствительное к внешнему воздействию.

Область, соединенная среднетемпературным или высокотемпературным припоем, проявляет устойчивость к механическим повреждениям и спокойно переносит активные термонагрузки.

Разделение по химическому составу

По химическому составу современные, практичные припои распределяются на мягкие легкоплавкие и твердые тугоплавкие.

В первую категорию входят следующие позиции:

• свинцовые – содержат только свинец в чистом виде и расплавляются при температуре от 180 до 230 °C;
• оловянные – состоят из олова и плавятся при 220 °C, создают прочный и пластичный шов;
• свинцово-оловянные – могут содержать от 15 до 90% олова. Температура расплавления таких элементов составляет 183-280 °C;
• оловянно-медные – на 97% состоят из высококачественного олова и на 3% из меди. Относятся к самым популярным и продаются по разумной цене. Образуют прочное соединение с хорошей устойчивостью к коррозии;
• медные с серебром – на 95% состоят из меди и на 5% из серебра. Отличаются высокими прочностными характеристиками и обеспечивают надежное сцепление между фрагментами.

Применяются мягкие легкоплавкие компоненты для объединения в единый комплекс труб диаметром от 6 до 108 мм. В стыковой области образуют аккуратный шов шириной от 7 до 50 мм.

Свинец считается вредным для здоровья человека элементом. Использование свинцовосодержащих припоев категорически запрещается в сетях, подающих воду в многоквартирные или частные дома, на предприятия или в общественные учреждения. На другие типы коммуникаций этот запрет не распространяется.

Для высокотемпературной обработки подходят твердые тугоплавкие материалы:

• медь в сочетании с серебром и цинком – содержит меди 30%, серебра — 44% и цинка — 26%. Область сцепления отличается хорошей прочностью, сохраняет пластичность, эффективно противостоит коррозии и демонстрирует повышенную теплопроводность;
• медь с фосфором – сплав из 94% меди и 6% фосфора. В процессе пайки не нуждается в применении флюса. Делает крепкое и надежное соединение, но частично теряет эластичность при низких температурах окружающей среды;
• серебро – во время пайки требует обязательного использования флюса. Создает крепкий, надежный шов с хорошей пластичностью и высокой коррозийной устойчивостью. Стоит значительно дороже аналогов из простых металлов и широкого распространения не имеет. Применяется там, где есть экономическая целесообразность и предъявляются повышенные требования к качеству трубного соединения.

При помощи тугоплавких припоев монтируют комплексы из труб диаметром от 12 до 159 мм, включая газовые коммуникационные сети, отопительные трассы и водопроводные магистрали диаметром от 28 мм.

Использование классических медно-фосфорных или любых других элементов допускается при создании соединений внахлест. Такой вариант сцепления обеспечивает максимальную прочность конструкции и увеличивает период работы трубопровода.

Мягкие припои для удобства пользования обычно изготовляются в форме катушек. Твердые элементы поставляются в виде проволок разной длины.

Флюс – особенности и назначение

Флюс – это специфический технический материал для пайки медных труб. Оберегает поверхность деталей от окисления и шлаков. Препятствует контакту спаянного шва с кислородом. Повышает общее качество соединения и придает ему хорошую прочность и оптимальную пластичность.

Флюсы для пайки медных труб выпускаются в разных консистенциях.

Среди самых востребованных и популярных:

Вещество в форме пасты для пайки медных труб стоит дороже остальных материалов, но полностью оправдывает свою высокую цену. Подходит для использования сразу после покупки и не требует от мастера что-то добавлять в состав для улучшения рабочих качеств.

Паста приобретается для проведения ответственной пайки, требующей максимально четкой и качественной герметизации стыковых областей. Вещество легко ложится на медную поверхность, отлично прилипает к ней и хорошо распределяется по зоне обработки во время нагревания.

Готовый шов аккуратно смотрится и обеспечивает целостность сцепления всех фрагментов системы. Остатки вещества легко удаляются по окончании работы.

Порошковые средства продаются за меньшую цену и хорошо хранятся в специальных емкостях. Максимальную эффективность демонстрируют совместно с усиленными, тугоплавкими припоями. Считаются менее удобными из-за проблематичности равномерного нанесения на область обработки.

Жидкие вещества продаются в закрытых бутылях. Нормально контактируют с мягкими припоями и легко ложатся на медную поверхность, обеспечивая высокую прочность сцепляющего шва. Для обеспечения качественного соединения жидкий флюс и припой всегда используют одновременно, а не по отдельности.

Независимо от консистенции, флюс нужно наносить сразу после зачистки медного фрагмента. Если этот момент проигнорировать, металлическая поверхность опять покроется окислами и равномерно обработать ее не получится.

После обработки флюсом спаивать детали следует немедленно. Это исключит шанс проникновения посторонних частиц на рабочую поверхность.

В процессе соединения деталей нужно проявлять внимание и осторожность. Попадание флюса на кожу провоцирует не только термический, но и химический ожог.

Если это все-таки случилось, нужно немедленно прекратить пайку и смыть вещество с кожи большим количеством мыльной воды.

Требования к качеству флюсов

К флюсам для индивидуального и промышленного использования предъявляются некоторые требования.

Вещество обязательно должно отвечать следующим критериям:

• меньшие, чем у припоя показатели плотности структуры и вязкости (для корректного замещения);
• способность к равномерному распределению по рабочей поверхности;
• растворение оксидной пленки;
• предупреждение повторного окисления медных элементов;
• устойчивость к агрессивным высоким температурам;
• возможность проводить пайку как на горизонтальных, так и на вертикальных участках коммуникационной системы;
• создание аккуратного, эстетичного шва.

При применении флюсов хорошего качества, пыль и грязь, образовавшиеся в результате пайки, убираются легко и быстро, не оставляя на трубном элементе никаких следов портящих внешний вид. Соединение получается надежным и в течение многих лет сохраняет структурную целостность.

Популярные разновидности материала

На рынке флюсы для пайки медных труб представлены в самом широком ассортименте.

Наибольшей популярностью пользуются следующие вещества:

• с высокой антикоррозийной способностью;
• с благородными материалами в составе;
• на основе канифоли.

Антикоррозийный флюс состоит из нескольких сложных элементов, растворителей и фосфора. В процессе разогрева они растворяются в жидкости, вступают в реакцию и образуют органические компоненты.

Предохраняют шовную область от окисления и преждевременной коррозии. Способствуют оттоку излишков влаги из зоны спаивания.

Во втором виде флюсов главным действующим компонентом выступает салициловая кислота. В процессе использования она растворяется в составе из этанола, золотосодержащих веществ и промышленного вазелина.

Создает безупречно ровный, аккуратный и эстетичный соединительный шов, не требующий дополнительной сложной обработки. Не портит материал трубы, прилегающей к зоне обработки

Классический активный флюс содержит канифоль и некоторое количество натриевой соли. Вещество имеет выраженные защитные характеристики и эффективно оберегает трубопровод от проявлений коррозии. Канифоль покрывает шов тонкой и прочной защитной пленкой, а натриевая соль угнетает окислительные процессы.

Продается такой флюс за разумные деньги и обеспечивает прочное, надежное соединение. Однако, готовый шов остается сильно заметным и сразу бросается в глаза на внешних частях медного трубопровода.

Независимо от типа и базового состава, наносить флюс нужно максимально равномерно, не допуская даже миллиметрового пропуска. Если на какой-либо части металла этого покрытия не будет, труба со временем начнет ржаветь и ее потребуется менять.

Как правильно выбрать припой?

Верно подобранный припой поможет без особых усилий организовать коммуникационную систему любой сложности. Если речь идет о работе в домашних условиях, стоит воспользоваться материалом, расплавляющимся при низких температурах.

Применение высокотемпературных твердоплавких элементов в быту проблематично, так как требует разогрева рабочего сплава до 600-900 градусов. Добиться этого без специального оборудования достаточно сложно.

Использование металлов и их производных, плавящихся при высоких температурах, связано с некоторым риском. В процессе обработки они могут повредить или даже прожечь медную трубу с тонкой стенкой.

Чтобы этого не случилось, есть смысл взять прочный, но низкоплавкий мягкий припой, а твердый вариант оставить для толстостенных медных коммуникаций.

Для соединения медных труб в газовых сетях стоит выбирать серебросодержащие припои. Они обеспечивают максимальную прочность шва, нейтральность к вибрациям и высокую устойчивость к внешнему и внутреннему воздействию.

Заплатить за серебро придется немного дороже, но безопасность, надежность и долговечность системы со временем окупят все финансовые затраты.

Выводы и полезное видео по теме

В видеоролике речь пойдет о том, как проводить пайку медных труб:

О том, какие флюсы выбрать для спаивания труб из меди в домашних условиях пойдет речь в следующем видеоролике:

Методика пайки медных труб при помощи мягкого припоя:

Правильное использование припоя позволяет легко и быстро соединять медные трубы в единую систему. Готовый шов получается аккуратным и обеспечивает герметичность сети любой конфигурации.

Больше не приходится переживать о том, что может случиться утечка или выброс ценного ресурса. Магистраль, с помощью качественного припоя объединенная в целостный комплекс, надежно работает и долго служит, не требуя от хозяев постоянного внимания или кропотливого ухода.

Медь относится к тем материалам, которые лучше спаивать, чем сваривать, особенно, если речь идет о трубах с тонкими стенами, которые активно используются в отопительных, водопроводных и газовых системах в коммунальном хозяйстве и других сферах. Чтобы процесс прошел качественно, следует правильно подобрать припой для пайки медных труб. Данный металл хорошо поддается пайке, так что справиться с этим процессом может даже человек без большого опыта. В основном это относится, когда идет работа с чистым металлом, а не пайка нержавейки с медью и прочее. Во время этого процесса структура металла труб не меняется, а сам припой обладает достаточно хорошими характеристиками, чтобы выдержать предстоящие нагрузки.

Необходимость в пайке возникает как при монтаже оборудования, так и при его ремонте, так как нередко тонкостенные трубы могут быть поврежденными . Медный припой, как и сама медь, должен отличаться высокими антикоррозийными свойствами. Также он не должен зарастать различными отложениями биологического происхождения. При всем этом он должен быть пригодным для качественной пайки, чтобы не портить структуру металла и была возможность прослужить несколько десятилетий после использования.

Припой для пайки медных труб отлично подходит как для самой меди, так и для ее сплавов с цинком, свинцом, оловом, сурьмой, фосфором, железом, марганцем или никелем. Несмотря на то, что в сплавах металлов имеются окислы, он легко удаляются при помощи флюса, так что припой для пайки меди не встречает проблем на своем пути. Остальные металлы могут образовать оксиды, которые сложно растворяются флюсами, поэтому, с ними уже могут возникнуть проблемы. Во время пайки медных труб используется нахлесточный тип соединения. Это позволяет достичь конструкции максимальной прочности, что увеличивает срок ее эксплуатации. Чтобы соединение имело достаточно большую прочность, нахлест должен быть, как минимум, 5 мм. В отличие от тех случаев, когда происходит сварка тонкого металла электродом, здесь можно делать шов любой толщины и это ни как не повлияет на качество соединения. При пайке оставляется небольшой зазор, чтобы припой для пайки медных труб равномерно втянулся в отверстие и заполнил собой все промежутки для создания герметичной латки. Современные варианты данного расходного материала изготавливаются согласно ГОСТ 52955-2008.

Разновидности

1S относится к мягким припоям. У него в составе имеется серебро. Он подходит не только для труб из меди, но и для бронзовых изделий, латуни, которые применяются как для горячего, так и для холодного водоснабжение. В его составе нет флюса, так что приходится использовать его дополнительно или применять пасту.

Rosol 3 является мягким припоем, который для своей работы требует дополнительное использование флюса. Температура плавления у него относительно низкая и составляет 240 градусов Цельсия, что помогает беспроблемно работать с тонкими изделиями. Он пригоден для медных, латанных, бронзовых труб и фитингов. После применения одинаково хорошо проявляет себя как при высоких, так и при низких температурах.

Rolot 94 относится к припоям твердого типа. Это высококачественный материал для работы с медью, латунью и красной бронзой. Лучше всего его использовать для щелевой и капиллярной пайки труб, которые ставятся без фитингов. Это припой для пайки медных труб имеет достаточно высокую рабочую температуру, которая достигает 730 градусов Цельсия, так что с тонкостенными материалами его не стоит применять. Отличительной особенностью его является большой интервал плавления.

Rolot 2 является специальным твердым припоем, так как не нормирован. В его составе имеется низкий уровень содержания серебра. Он подходит для стандартных процедур пайки и хорошо обеспечивает процедуры монтажа.

В особую категорию можно отнести припои для пайки пищевой меди, так как они не должны содержать ни каких вредных веществ, которые бы смогли повредить здоровью. Среди них выделяют следующие варианты:

• Оловянно-медный – низкотемпературный материал, который быстро расплавляется, при этом образуя высококачественное соединение, стойкое к воздействию коррозии. Состав — (S-SN97Cu3).

• Медный, с добавлением цинка и серебра, при этом основным материалом здесь является серебро, так как составляет целых 44%, тогда как меди всего лишь 30%, а цинка – 26%. Это высокотемпературный припой для пайки медных труб, который дает пластично, но при этом прочное соединение, не поддающееся коррозии и обладающее высокой теплопроводностью.

• Серебряно-оловяный – низкотемпературный материал, который быстро расплавляется, при этом образуя высококачественное соединение, стойкое к воздействию коррозии. Состав — (S-Sn97Ag5).

• Медно-фосворный – высокотемпературный материал, который может использоваться без дополнительного применения флюса. Дает прочный шов, эластичность которого напрямую зависит от температуры. В составе медь занимает 94%, а фосфор — 6%

• Припой для пайки меди серебром относится к высокотемпературным. Шов получается прочным и одновременно пластичным. Следует использовать дополнительный флюс. Большим недостатком является высокая стоимость.

Физико-химические свойства

Физические свойства материала определяются его составом и должны максимально соответствовать тому металлу, с которым они будут спаиваться, но при этом припой для пайки медных трубок должен иметь более низкую температуру, чем основной металл, чтобы не повредить его и не поменять структуру, что особенно опасно с тонкостенными трубками. Исходя из всего этого, можно выделить два основных физических свойства, по которым делятся данные материалы:

• Низкотемпературные, которые обладают относительно низкой температурой плавления, которая не превышает 450 градусов Цельсия. Как правило, это сказывается на прочности шва, так как спайка не рассчитана на высокие нагрузки. Физические свойства металла не меняются, в том числе и прочность.