Технология пайки медных труб.

Технология пайки медных труб.

Медные трубы в отличии от стальных труб целесообразнее паять мягкими и твердыми припоями, чем варить. Особенно в тех случаях когда выполняется монтаж тонкостенными медными трубами, применяемых для прокладки основных инженерных коммуникаций , к которым относятся такие основные системы как: система отопления, система водоснабжения, холодильная и газовая. Эта целесообразность обусловлена целым рядом особенностей. Во-первых, медь и ее сплавы гораздо проще паять, чем сваривать. Освоить технологию пайки меди можно не особо трудно, и наоборот варить медь без профессиональной подготовки значительно труднее. Пайка меди твердыми и мягкими припоями не влияет на структуру металла, для пайки в домашних условиях не потребуется дорогостоящего оборудования, как может потребоваться для сварки меди. Первым и основным плюсом пайки можно выявить то , что все паяные соединения при качественном соблюдении всех технологий , так же при использовании нужных материалов получаются очень прочными , термостойкими и способны выдержать высокую как механическую так и тепловую нагрузку. В большинстве случаев при монтаже в домашних условиях, может возникнуть необходимость медной пайки системы водоснабжения или системы отопления. Медные трубы являются отличным материалом для монтажа системы водоснабжения. Такие трубы не поддаются ни внешней, ни внутренней коррозии, имеют совершенно гладкую поверхность, которая способствует хорошему скольжению воды, не содержат каких-либо вредных примесей и веществ. Водопровод смонтированный из медных труб может прослужить прилично долго, до 50-ти лет.

Пайка меди. Теория.

Всеобщее мнение о легкой и хорошей паяемости медных труб и медных сплавов верно лишь тогда, когда мы имеем в виду медь и ее сплавы с оловом ,цинком, фосфором, свинцом, сурьмой, никелем, железом и марганцем. Все эти металлы окисляемы и имеют окислы, которые в свою очередь свободно удаляются флюсами. Но так же можно отметить , что медные сплавы, легированные кремнием, хромом, титаном и алюминием, и многими другими химическими элементами так же могут иметь на своей поверхности очень трудно-растворимые флюсами оксиды. По счастью при пайке в бытовых условиях наиболее чаще всего приходится иметь дело не с такими сплавами, а с практически чистой медью и ее некоторыми сплавами, которые могут содержать легкоудаляемые оксиды. Так что утверждать и настаивать о том, что пайка медных труб технически не может доставлять хлопот, в большинстве технических и монтажных случаев можно считать верным.

При монтаже и пайке медных труб и меди в основном обычно используются нахлесточные виды соединений. Такие соединения хорошо обеспечивают высокую прочность любой конструкции даже в тех случаях, если применяются обладающие очень небольшой прочностью мягкие припои. Полагается, что для обеспечения средней прочности спаяного соединения, соединение должно иметь нахлест хотя бы не менее 5 мм. При практической пайке меди обычно применяются гораздо более высокие значения и показатели в соединениях , что весьма способствует обеспечению хорошего запаса прочности паячных стыков.

Взаимное перекрывание паячных стыков в медных трубопроводах обеспечивается за счет использования медных фитингов , а так же операций расширения меди и технической отбортовки труб. Обработанные концы медных труб и фитингов вставляются друг в друга ( соединение мама - папа ). При таком соединении между паячными элементами обеспечивается зазор в 0,1мм -0,2 мм, который как раз и необходим для воздействия капиллярных сил - необходимое условие для основных видов пайки в домашних условиях. Под их воздействием разогретый до нужной температуры припой произвольно втягивается в зазор в стык между паячными фитингами и трубой, при этом равномерно распределятся по всей внутренней поверхности стыка , плотно герметизируя все соединение как внутри так и снаружи. Капиллярные силы дают возможность паять как снизу так и сбоку стыка при этом подавать припой с любого положения.

Химический состав меди применяемой при производстве медных труб в заводских условиях , регламентируется по России "ГОСТом 859-2001". Согласно этому госту при производстве медных труб содержание в них меди Cu (+Ag) должно составлять более 99%. При этом допустимы незначительные примеси свинца ,железа, сурьмы, олова и прочих химических элементов. Медные трубы разделяют на два основных вида: отожженными тоесть мягкими и неотожженными - твердыми. Первые получают в путем отжига , нагрева их до температуры в 600-700°C с последующим постепенным охлаждением. Что технологически возвращает меди ее мягкость и природную пластичность, утерянную при ее механической обработке во время проката и штамповки. Отожженная т.е.(мягкая) медная труба имеет небольшие технические преимущества перед (жесткой) неотожженной трубой. Наименее прочная, она более пластична в монтаже и исключает возможность в дополнительных стыках. Параметры ее удлинения на разрыв могут достигать до 40-60%. Отожженную медную трубу при технической необходимости можно гнуть, не боясь разрывов. Естественно соблюдая при этом определенные соотношения диаметра сгибаемой медной трубы и радиусом угла R=3d-8d. Так же мягкие трубы могут избавить от разрыва медного водопровода при его замораживании - благодаря пластической деформации металла, не позволяющей возникать каких либо трещин и разрывов. Отожженные трубы производятся и продаются в бухтах по 50 и 25 м, а неотожженные в штангах , тоесть в прямых отрезках трубы длиной по 3, 4 и 5 м.

Методы и способы соединения медных труб.

Существует несколько видов соединения медных труб :

  • С помощью пресс фитингов.
  • С помощью цанговых фитингов.
  • И основной это пайка мягкими и жесткими припоями.
. Самым доступным по ценовой категории является пайка. Фитингов для медных труб на данный момент производится великое колличество для самых различных целей. Так можно приобрести любой фитинг для поворота трубопроводо в виде угла любого градуса от 15 до 90 , любой тройник для разветвления трубы, любой переход для резьбового соединения.

Медные трубы это конечно не дешево, но такие качества как надежность , долговечность, приемлимая величина линейного расширения, красота и эстетичность конструкций вполне покрывают наличие дороговизны материалов и монтажа. Медные трубы нельзя сравнить по качесту с любыми другими трубами такими как пластики или стальные. Из медного трубопровода можно производить монтаж как системы водоснабжения так и системы отопления. В основном в таких системах применяют комбинированные схемы монтажа с использованием различных материалов, что при монтаже достигается максимальная экономия, основным же узлам систем отдается предпочтение медным трубопроводам.  Примеры работ с медью.

Медные фитинги под пайку

При монтаже медных трубопроводов можно обойтись без фитингов или с их минимальным применением. Но для этого потребуется специальный инструмент, с помощью которого можно выполнить с трубами некоторые операции, а именно гнуть, расширять и отбортовывать. Используя трубогиб можно согнуть медную трубу под нужным углом. Имея расширитель который позволяет обойтись без применения соединительных муфт. Применяя инструмент для отбортовки, можно отказаться от приобретения тройников. Инстумент достаточно дорогой и для разового применения покупка такого инструмента будет не актуальна. Приобретение инструмента будет способствовать качественному и недорогому монтажу только для профессиональных специалистов непосредственно занимающихся монтажем медных трубопроводов.

Трубогиб для медных труб.

Фирменные трубогибы очень дорого стоят, поэтому кому-то возможно потребуется информация об самодельных трубогибах. Очень маленький радиус на медной трубе может привести к разрыву трубы или замятию. Отожженные медные трубы можно сгибать и с меньшим радиусом, но крутой сгиб но не менее 3d. Отожженные трубы малых диаметров дают возможность при соответствующей осторожности - гнуть руками. В таких случаях, чтобы избежать замятия трубы, радиус всего изгиба трубы должен быть не менее чем 8d. Не качественно выполненные радиусы, при которых медная труба замялась или сплющилась и поперечное сечение трубы потеряло круглую форму, а так же внутренняя поверхность согнутого отвода собралась в гармошку, могут вызвать турбулентные потоки в местах сгиба медной трубы, что вполне может привести к эрозийно-коррозийным повреждениям внутренних поверхностей. Твердую неотожженную медную трубу до диаметра 18 мм, можно гнуть трубогибом на холодную. Трубы большего диаметра перед тем как гнуть следует разогреть до температуры в 500-600°С.

Экспандер для медных труб.

Работа "экспандера" просто расширителя предполагает расширение в радиальном направлении сегментов кулачкового механизма инструмента, вставляемого во внутрь трубы. Применять расширитель можно только при монтаже отожженной медной трубы, она должна быть мягкой. При помощи системы рычагов, при нажатии на рычаги расширителя создается необходимое усилие, которое требуется для расширения края медной трубы и пластической деформации металла. Инструмент напоминает расширитель для полимеров и полиэтиленов, принцип тот же самый. Технический процесс прост , вставляем кулачковый наконечник расширителя в трубу до упора и сжимаем рычаги инструмента, получаем раструб большего диаметра чем основная труба. Из небольшого отрезка медной трубы можно выполнить муфту. При технической необходимости из твердой медной трубы так же можно изготовить соединение, для нагрева края трубы можно использовать горелку.

Технология отбортовки медной трубы немного сложнее операции расширения. Можно выделить два этапа: технологическое сверление отверстия в трубе специальным калибровочным сверлом и второй этап непосредственно сама отбортовка. После выполнения сверления нужно вставить в него оправку с раздвижными усиками и закрепить на ней основную часть отбортовки, которая служит упором при вытяжке. Потом к наружной части прикрепляют сам электроинструмент. При вращении шпинделя инструмента вытягивается оправка из проделанного отверстия. При этом раздвинутыми усиками выполняется сама отбортовка , т. е. загиб наружу кромки трубы. После этого в трубу можно вставлять отвод, предполагающий собой небольшой отрезок медной трубы меньшего диаметра. Чтобы он не препятствовал и не мешал скольжению воды в трубе, на его стенках с применением специального инструмента делают два выступа. Которые упираются в раструб, тем самым обеспечивая положение отвода в просверленном отверстии на нужную строго определенную посадку.

Припои и флюсы для пайки меди.

Медные трубы можно паять как низкотемпературной с применением мягких припоев, так и высокотемпературной пайкой твердыми припоями. Сейчас существует огромное количество мягких и твердых припоев для пайки меди и медных труб, обеспечивающих отличное качество пайки. Применение низкотемпературных "мягких" припоев позволяет сделать пайку меди при малой температуре, которая мало чем влияет на прочность самой меди, но при этом получается паячный шов с низкими механическими параметрами. Твердые припои применяемые для высокотемпературной пайки медных труб дают наибольшую прочность шва и допускают высокую температуру при эксплуатации смонтированной системы, но высокие температуры пайки предполагают отжиг меди в местах соединений и для такой пайки требуется больший опыт работы, так как легко пережечь медную трубу.

Низкотемпературная пайка наиболее распространнена в монтаже систем водоснабжения и отопления. Большой выбор низкотемпературных бессвинцовых припоев для пайки меди, которые обеспечивают достаточное качество пайки трубы. В основном это сплавы олова с медью, сурьмой, селеном, серебром и висмутом. Основу припоя до 97% составляет олово, оставшуюся часть составляют другие элементы. Самыми лучшими техническими параметрами и свойствами обладают припои серебросодержащие, к примеру - "S-Sn97Ag3", который содержащит 97% олова , а так же 3% серебра. Немного уступают по характеристикам медьсодержащие припои такие как "S-Sn97Cu3", содержание в них 97% олова и 3% меди. Наряду с двухкомпонентными припоями есть и трехкомпонентные припои, которые содержащие серебро ,олово и медь, состав которых 95,5% олова, 3,8% серебра и 0,7% меди. Самым широко используемым можно назвать оловянно-медный припой. По ценовой категории припои можно разделить по их содержанию серебра, чем больше его содержание в припое тем припой дороже.

  • Припой S-Sn97Ag3 ( 97% олова и 3% серебра)
  • Припой S-Sn97Cu3 ( 97% олова и 3% меди)

Все эти составы припоев дают отличное качество паячного шва и всецело отвечают требования по долговечности, надежности и прочности систем водоснабжения и отопления. По общим характеристикам для низкотемпературной пайки медных труб так же подходят и припои на основе свинцово-оловянных смесей, но в случае монтажа трубопровода холодной воды, которая используется для питья, от них нужно отказаться из-за содержания в них свинца. В качестве флюсов для низкотемпературной медной пайки берутся в определенные составы, с содержанием хлорида цинка. Не всегда стоит при приобретении флюса уделять критические требования его химическому составу. Для пайки медных труб есть много различных эффективных флюсов, можно просто купить любой флюс, предназначенный для пайки меди. К примеру - "F-SW 21" или так называемую канифольно-вазелиновую пасту, которая состоит в основном из канифоли, технического вазелина и хлористого цинка . Ее Форма в виде пасты - очень удобная форма для нанесения на детали при пайке медных труб.

С учетом немалой площади контакта всех паячных элементов медного трубопровода, низкотемпературные припои т. е. "мягкие" легко обеспечивают высокую прочность всех соединений. Применять пайку твердыми припоям есть смысл только в тех случаях, когда есть в этом только крайняя потребность. К примеру использования готовой медной системы трубопроводов для работы при высоких температурах если более 110°C или с использованием пара высокого давления. При медной пайке газопроводов применяется исключительно высокотемпературная пайка твердыми припоями, так как требуется соединение с наивысшими характеристиками прочности и надежности, и наоборот низкотемпературная пайка меди мягкими припоями в монтаже трубопроводов газоснабжения категорически не используется.

Для высокотемпературной пайки медных труб твердыми припоями самым распространненым является медно-фосфорный припой с химическим составом Cu-94%, P-6% , L-CuP6 и схожих по составу ПМФ 7, ПМФ 9. Добавление 6%-ой добавки фосфора резко понижает температуру плавления меди до 710-750°С, что дает возможность применять этот состав как припой. Медно-фосфорный припой "L-CuP6" с содержанием 94% меди и 6% фосфора. Припои с медно-фосфорным содержанием в случаях пайки медной трубы с медной трубой не требуют обязательного применения дополнительных флюсов. Еще одним плюсом этого припоя можно выделить то, что коэффициенты термического расширения припоя и меди очень схожи. Широкое применение получил самофлюсующийся припой с химическим составом: 92% Cu, 6% P, 2% Ag - медно-фосфорный с серебром - L-Ag2P. Твердые припои для пайки меди выпускаются в виде твердых прутков напоминающие сварочные электроды без обмазки. Из-за хрупкости соединений, возникающей при химической реакции фосфора с некоторыми видами металлов, нельзя допускать применение медно-фосфорных припоев для пайки тех цветных металлов в которых содержание никеля выше 10%. Такие припои не рекомендованно применять для пайки алюминиевой бронзы. Категорически отрицается их использование для пайке стали и чугуна. Для работы с медно-фосфорными припоями при пайке различных элементов состоящих из разных сплавов меди: к примеру - медь с бронзой, медь с латунью а так же бронза с латунью пайка всегда предполагает необходимость применения флюса для высокотемпературной пайки. Для обоих видов пайки: как низкотемпературной так и высокотемпературной советуют использовать только согласованные припои и флюсы и так же рекомендуется для пайки использование флюс и припой одного производителя.

Процесс пайки медных труб.

Основной процесс пайки медных труб состоит из нескольких этапов:

  1. Замер нужного отрезка трубы.
  2. Резка трубы.
  3. Снятие фасок.
  4. Зачистка элементов пайки от окислов.
  5. Промазка элементов флюсом.
  6. Сборка соединения.
  7. Нагрев соединения.
  8. Нанесение припоя на паячный стык.

Резка медных труб.

Для резки медных труб существует много труборезов. Выпускается большое колличество видов труборезов, но в большинстве все они имеют очень похожую техническую конструкцию. Состоят в основном из корпуса, режущего ножа в виде диска, опорных роликов, винта, прижимающего нож к трубе. Основным отличием моделей от разных производителей заметно по наружней форме корпуса, именно от формы корпуса и зависит та необходимая сила вращения при резке медных труб. Отметим - чем длиннее винтовой рычаг, при помощи которого поворачивается труборез, тем меньше прилагается усилий для резки трубы. Для резки труб в ограниченных по доступности или неудобных местах а так же находящихся близко от каких либо конструкций, можно использовать маленькие и компактные труборезы с минимальным размером поджимного винта. Резка медной трубы таким мини-труборезом требует приличного усилия, чем труборезы больших размеров.

Последовательность резки медных труб. Труборез накладывается на медную трубу таким образом, чтобы режущий круглый ролик кромкой совпадал с отмеченной линией реза. Закручивается поджимной винт, прижимающий отрезной ролик к трубе, поворотом трубореза вокруг оси медной трубы производится резка. После каждого оборота вращением прижимного винта нужно поджимать режущий ролик к медной трубе. Медную трубу больших диаметром так же можно отрезать и обычной ножовкой с полотном по металлу, электролобзиком или болгаркой. Нужно только аккуратно сделать рез ровным и перпендикулярным оси трубы. Для таких случаев лучше всего приобрести или сделать шаблон в виде стусла. Заводской труборез при резке дает очень ровную кромку медной трубы, но может привести к некоторому уменьшению внутреннего диаметра трубы, задиры при резке труборезом могут образуются только внутри самой трубы. Резка ножовкой позволяет исключить деформацию диаметра трубы, но дает при этом много заусенцев.

Снятие фасок c внутренней и наружней сторон трубы. Труборез слегка вальцует кромку медной трубы внутрь, если внутренний загиб не убирать, такой загиб может создавать турбулентность и возможное сопротивление потоку воды или газа внутри трубы. Наружная фаска снимается для качественной сборки элементов для пайки. Для снятия фаски применяют специальные серпообразные ножи.В некоторых професиональных труборезах они встроены внутрь, а в основном они представляют собой отдельный инструмент для зачистки фасок. Выпускаются также фаскосъемные инструменты в виде втулок и применяются для снятия сразу и внутренней и наружней фасок. На самый крайний случай при отсутствии инструмента можно воспользоваться монтажным или другим ножом.

Зачистка элементов пайки.

После того как фаска снята нужно обязательно очистить паячные части элементов от всех окислов. С наружи поверхности трубы зачищаются специальной мелкой абразивной шкуркой с зерном подряда P600, внутренние же части элементов , таких как углы, отводы, тройники и т. д. зачищаются проволочной сеткой из нержавеющей стали или специальной проволочной щеткой с отверстием "ершик". Все сопрягаемые поверхности зачищаются до блеска. В случае применения абразивной шкурки, после проведения очистки требуется удалить с паячных частей элементов все остатки абразива. Наличие лишних посторонних остатков на поверхности элементов снижает качество любой пайки, в том числе и пайки медных труб.

Обработка флюсом элементов пайки.

Сразу же после очистки элементы требуется промазать флюсом, так как уже через промежуток времени очищенная поверхность элементов пайки будет снова покрыта окислами, препятствующими смачиванию припоем. Флюс в виде пасты наносится кистью, которая находится внутри банки на наружную и внутреннюю поверхности обоих элементов, вставляемых внутрь друг друга. Наносить требуется то количество, которое достаточно для полного покрытия состыкованных поверхностей, без лишней пасты. После нанесения флюса на элементы, рекомендуется сразу соединить элементы - все это не позволяет попадать посторонним частицам на обработанные поверхности.

Сборка стыка.

При сборке паячного стыка нужно вставить медную трубу в обработанный элемент, потом слегка немного провернуть детали друг относительно друга - для того чтобы флюс хорошо распределился на внутренних поверхностях стыка пайки и обязательно требуется убедиться, что медная труба достигла упора на внутренней части элемента. После чего требуеться убрать сухой хлопчатобумажной тканью излишки флюса с верхней части стыка пайки и закрепив собранную деталь в требуемом положении, так же можно уложить ее на любые огнестойкие материалы, где потом будет осуществляться пайка детали без риска пожара.

Нагрев и пайка медных труб.

При пайке элементов, имеющих резиновые прокладки или пластиковые компоненты, которые требуется удалить во избежание их повреждения или деформации при нагреве. Если производится пайка медных труб по месту в уже собранном трубопроводе, нужно предварительно открыть все клапана запорных арматур, дабы в трубе при ее нагреве не создавалось избыточное давление. Температура пайки медных труб с помощью мягких припоев составляет от 250°C до 300°C, твердыми намного выше от 700°C до 900°C. Чаще всего для пайки стыков применяют газовые горелки различных модификаций. Для низкотемпературной пайки медных труб мягкими припоями очень удобны строительные фены, имеющими при полной мощности температуру до 650°C. Фен можно оснастить различными специальными насадками, для удобства, обеспечивающими полноценный и качественный прогрев медной трубы с разных сторон.

При использовании газовой горелки пламя должно быть нормальным то есть без лишнего избытка или наоборот недостатка кислорода. В сбалансированном пламени нагревается только сам металл и исключает его пережигания. В случае нормальной и сбалансированной газовой смеси пламя горелки выглядит ярко-синим и небольшой средним размером. Перенасыщенное кислородом пламя горелки может окислять поверхности нагреваемого металла. Характерным признаком этого может служить черный налет на элементах пайки. Пламя горелки, насыщенное кислородом выглядит бледно-голубым и небольшого размера. Прогревать нужно равномерно все соединение пайки, перемещая пламя плавными движениями с разных сторон медной трубы, при этом проверяя степень нагрева стыка касанием стержня припоя. Достигнув требуемой температуры, припой сразу начинает плавиться при касании его к трубе. Не требуется делать избыточного нагрева. Обычно при достаточности температуры нагрева можно заметить кристализацию флюса в стыке и появлению дыма от флюса.

Всегда следует помнить о необходимом и постоянном перемещении пламени горелки, чтобы не пережечь любой из отдельных участков соединения паячного стыка. При пайке таких соединений как тройника обязательно следует соблюдать очередность пайки стыков от нижнего к верхнему. В этом случае поднимающееся тепло от горелки не создает помех остыванию и полной кристаллизации припоя. Требуемое количество проволочного мягкого припоя диаметром от 2,5 мм до 3 мм на один паячный стык требуется примерный отрезок, длина которого примерно равна диаметру паяемой трубы. После нагрева соединения до требуемой температуры пайки, само пламя горелки необходимо сдвинуть непосредственно от стыка пайки, продолжая равномерно греть элементы пайки и легким движением как бы обрисовывая открытую часть паячного стыка кончиком припоя при этом расплавить то необходимое количество припоя в паячный стык. При этом продолжая движениями пламени горелки греть элементы пайки.

Стержень припоя технологически должен плавиться не от прямого пламени горелки, а от разогретого соединения пайки. Не требуется принудительно пытаться распределять припой по всему диаметру паячного стыка. Под воздействием температуры и капиллярных сил припой сам расплавляется и втягивается в зазор, равномерно распределяясь по внутренним поверхностям стыка, образуя равномерный поверхностный шов. Требуется только постараться ввести именно нужное его количество без недостатка или излишка. Такой технический процесс протекает оптимально, если поверхности элементов чистые, выдержан нужный зазор между паячными поверхностями элементов, стык достаточно разогрет. Для качественного улучшения медной пайки предварительно прогревают стержень припоя пламенем горелки. Самым важным этапом медной пайки выделяют быстрое выполнение этой схемы. Цикл нагрева элементов пайки должен быть небольшим, и следует избегать излишнего перегрева во избежании пережигания металла.

Остудить спаянное соединение можно естественным путем, предоставив стыку остынуть в естественных условиях, без применения воды или какого-либо другого способа быстрого охлаждения. При охлаждении соединения, во время кристаллизации припоя, все элементы медной пайки должны быть обязательно неподвижны, по возможности зафиксированны в одном положении. По окончанию времени охлаждения пайки требуется удалить все остатки флюса влажной тканью с поверхности стыка. После проведения работ по монтажу любой системы трубопровода желательно провести технологическую промывку системы, для удаления излишних частей флюса и других частиц попавших внутрь труб при монтаже. Для эстетичного вида медной системы применяется полная зачистка и шлифовка всех труб и спаянных стыков, так же со временем все трубы могут потерять свой блестящий и желтый цвет превратившись в темно-зеленый и неприглядный, в этом случае используют после полной зачистки системы покрытие специальными термостойкими лаками для предотвращения окисления медных труб.


Монтаж систем отопления и водоснабжения. Установка сантехники.Низкие цены.Гарантия качества.

Адреса и телефоны.
Установка любой сантехники.Замена труб. Монтаж, установка, замена. Водоснабжение. Доступные цены. Качество гарантируем.

Адреса и телефоны.
Монтаж систем отопления и водоснабжения.Сантехника.Новые технологии. Доступные цены.Гарантированное качество.

Адреса и телефоны.