Как правильно паять медные трубы: технология пайки своими руками, инструменты, основные ошибки

Гальваническое меднение в домашних условиях

Для этого понадобится:


  • Медный купорос;
  • Вода;
  • Соляная кислота в чистом виде.

Гальваническое меднение в домашних условиях

Приготовления раствора

Делаем насыщенный раствор медного купороса, после чего нужно будет добавить 1/3 этого раствора в соляную кислоту. После приготовления раствора медного купороса его следует тщательно размешать, чтобы не было частиц. Далее нужно соляную кислоту тонкой струйкой добавить в этот раствор. Не следует забывать про технику безопасности и использовать перчатки и защитные очки. После того, как вы добавили в раствор соляную кислоту, его следует тщательно перемешать.

Итак, раствор готов и можно приступать к меднению в домашних условиях. Для этого нужно взять металлическую деталь, на которую вы собрались наносить слой меди и подготовить ее к работе. Подготовка включает в себя ее обработку наждачной бумагой. Данная процедура позволяет не только зачистить металлическую поверхность, но и обезжирить ее. Такая же процедура будет актуальна и для детали из латуни или свинца. После этого, покрытие нужно тщательно промыть в растворе кальцинированной соды. Это позволит более тщательно обезжирить материал.

Кальцинированная соды для обезжиривания материала

Далее поверхность нужно погрузить в раствор медного купороса и соляной кислоты

Следует обратить внимание на то, что первый слой меди является очень тонким и слабым, поэтому его желательно снять при помощи металлической щетки. После того, как вы это сделали, поверхность стали или свинца следует повторно промыть в растворе кальцинированной соды и опять погрузить в раствор для меднения

Данные манипуляции приведут к тому, что слой меди в домашних условиях на поверхности будет гораздо толще и гораздо крепче, поскольку его убрать можно будет с предмета, только используя наждачную бумагу, а не металлическую щетку как прошлый раз.

Этот способ позволяет сделать очень качественное медное покрытие, которое можно снять только наждачкой. Для улучшения медного покрытия в домашних условиях следует деталь еще раз погрузить в раствор. Указанный способ отличается своей простотой и высокой эффективностью в том числе и для изделий из свинца.

Процедура меднения

Меднением принято называть процедуру гальванического нанесения меди, толщина слоя меди в таких случаях может составлять-от 300 мкм и больше. Меднение стали это один из наиболее важных процессов в гальванике, поскольку используется, как дополнительный процесс перед нанесением других металлов для хромирования, никелирования, покрытие серебром.

Для медных покрытий характерно высокое сцепление с другими поверхностями, изделиями из свинца особенно металлическими, а также высокая электропроводность и пластичность. Нанесенное недавно покрытие имеет ярко-розовый матовый или же блестящий цвет. Под воздействием влияний атмосферы медные покрытия могут окисляться, покрываться налетом окислов с различными пятнами радужного вида.

Соединение меди и алюминия

При соединении пайкой медных и алюминиевых проводов можно столкнуться со множеством трудностей, преодолеть которые возможно будет, только применив альтернативные методы соединений.

Дело в том, что как алюминий, так и медь покрываются на воздухе оксидной пленкой. И если сами по себе эти пленки никак не влияют на состояние проводника и даже обеспечивают довольно неплохую проводимость, то соединяясь вместе, они способствуют возникновению мощной химической реакции. Под действием влаги, содержащейся в воздухе, в месте контакта оксидов алюминия и меди начинается процесс электролиза, то есть образуется электрический ток из-за того, что ионы обоих материалов обладают разными электрическими потенциалами.

Электрический ток является движением заряженных частиц – ионов и при их движении металлы в месте контакта разрушаются. При этом сильнее разрушается алюминий. Разрушение вызывает ухудшение контакта, а впоследствии увеличивается электрическое сопротивление соединения и оно нагревается. При сильной коррозии, когда непосредственный контакт между двумя материалами уже утрачен, возникает электрическая дуга, которая и довершает разрушение.

Избегаем ошибок

При пайке медных туб мастера-новички часто допускают ряд распространенных ошибок. Таковыми являются:

  • Слабый прогрев элементов магистрали, вследствие чего плавление припоя происходит неполностью. Такое соединение разрушится при любой нагрузке.
  • Чрезмерный перегрев медного сплава, наоборот, ведет к разрушению слоя флюса. Это, в свою очередь, приведет к образованию окиси и окалины на поверхности металла. Такой эффект также приведет к разрушению соединения.
  • Игнорирование мер безопасности. Поскольку работа ведется с химическими элементами и при высоких температурах, то следует надевать защитные перчатки и маску.
  • Собираясь проверить соединение, стоит убедиться, что туба в месте пайки остыла.
  • При процедуре пайки стоит обеспечить хорошую вентиляцию помещения. Этого требует технология выполнения работ, поскольку пайка выполняется с применением агрессивных кислотных веществ.
  • Защитная одежда из грубой ткани также не будет лишней, поскольку есть риск попадания на тело искр пламени и частичек припоя, что может привести к ожогу.

Видео: технология спаивания медных туб


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.

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.

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.

Почему медные трубы так популярны


Сама по себе медь – это мягкий металл, легко поддающийся ковке. По электропроводности занимает второе место после серебра, поэтому активно применяется в электротехнической промышленности. Для сантехнической продукции этот металл в чистом виде не годится из-за высокой пластичности. Для изготовления трубопроводных изделий и соединительной арматуры используются медные сплавы, состав которых регламентирован государственными стандартами. Трубную продукцию изготавливают холодным способом (называются холоднотянутыми или холоднокатаными) либо методом горячего прессования. Касательно ценовой политики, изделия из медесодержащих сплавов обходятся дороже своих собратьев из стали, пластика или металлопластика. Но расходы с лихвой покрываются полезными свойствами и отличными эксплуатационными параметрами. Это:

  • долгий срок службы в самых сложных условиях использования – более 50 лет; известны случаи эксплуатации до 100 лет;
  • абсолютная устойчивость к коррозии и к хлорированной воде;
  • способность работать в широком температурном диапазоне без изменения своих технических характеристик;
  • сравнительно небольшой вес, благодаря чему легко транспортируются, монтируются и обрабатываются;
  • на внутренних поверхностях не образуются солевые и другие отложения, так как изделия внутри имеют повышенную гладкость;
  • наличие антибактериальных свойств, поэтому медные трубы рекомендованы для транспортировки питьевой воды.

Высокая теплоотдача труб позволяет активно использовать их для изготовления теплообменников и охладительных систем. Они незаменимы в конструкциях кондиционеров и холодильных установок. Однако медь не рекомендуется соединять с другими металлами, во избежание возможной реакции. Изделия можно повредить ярко выраженными агрессивными жидкостями и твердыми примесями.

Флюс для пайки паяльником

Вспомогательное вещество, которое способствует растеканию материалов пайки по поверхности спаиваемых деталей — флюс. Качественное соединение создают припои и флюсы, без одной из составляющих пайка невозможна. Распространенным видом флюса является канифоль, производимая из твердых пород хвойных деревьев. Размягчение происходит при 50 °С, а при достижении температуры 250 °C, процесс переходит в кипение состава.

Флюс для пайки алюминия

За счет гидролизами, предусмотренной при изготовлении канифоли, материал не устойчив к воздействию атмосферной среды. После пайки необходимо удалить остатки флюса, т.к. соединение может подвергаться процессу окисления. Впитывая влагу из атмосферы, канифоль может нарушить работу радиотехнических составляющих.

Популярные флюсы для пайки электрическим паяльником

Пайка металлических соединений происходит с применением различных веществ. Флюсы делятся на три основные категории, отличающиеся областью применения, способом приготовления. Процесс подготовки элементов к работе может быть разным, после пайки необходимо удалять остатки описанным инструкцией способом.

  1. Не активные канифольные флюсы применяются при пайке меди, других разновидностей мягких металлов. Существует светлая канифоль, которая готова к применению и не включает дополнительные вещества. Спирто – канифольный раствор производится из составляющих концентрацией 1 к 5. Используется при спайке в труднодоступных местах, производится в виде порошка, перед применением необходимо смешать со спиртом. Глицерино – канифольные материалы используется, когда необходимо герметичное соединение.
  2. Активные драгоценных и цветных металлов, включают хлористый цинк, спирт или вазелин. Последний параметр отличается составной частью, при использовании жидким или пастообразным состоянием. Флюс пастой работать удобнее, возможно наносить прямо на изделие необходимым количеством.
  3. Кислотно активный флюс подразделяется на хлористо – цинковый, ортофосфорную кислоту. Исполняется в виде жидких растворов или пасты, с применением канифоли, хлористого цинка, спирта или вазелина.

Ортофосфорная кислота

Ортофосфорная кислота состоит из воды, этилового спирта и самой кислоты плотностью 1,7. Применяется при спайке нержавеющих материалов, меди, серебра. Флюсы на спиртовой основе требуется хранить в герметичной упаковке. Удобная тара для хранения – баночка из-под лака для ногтей, кисточка не реагирует на активную среду, а крышка позволяет плотно закрыть емкость, избегая испарения составляющих.

Паяльные пасты тиноль для пайки

Из предлагаемых веществ имеются паяльные пасты, которые выпускаются с флюсом смешанным видом. Применяется при монтаже бескорпусных элементов, труднодоступных местах. Нанесение происходит специальной лопаткой, затем прогрев электрическим инструментом. Результатом можно наблюдать надежное, качественное соединение, активно используется начинающими мастерами при отсутствии подобающего опыта.

Паста тиноль

Возможно приготовить сплав для пайки своими руками, для этого понадобится припой, требуемый элементом. Напильником со средней зернистостью измельчается олово для пайки в виде проволоки до состояния металлической крошки. К составу прибавляется флюс, выбранный из вышеперечисленных в жидким состоянии, после этого элементы смешиваются. Изготавливать состав требуется в небольшой емкости, срок хранения ограничен 6 месяцами, после этого происходит окисление металла кислотной средой.

Теория

Медь – один из древнейших металлов, который используется людьми для создания различных украшения, приспособлений и коммуникаций. Характеризуется высокой пластичностью и розовато-красным цветом, иногда с золотистым оттенком. В домашнем хозяйстве медь наиболее часто применяется в водопроводных трубах, в отоплении, т. к. она не поддается коррозии и устойчива к перепадам температур.

Фото — медные соединения

Существует множество видов пайки, для меди применяется капиллярная. Она позволяет максимально аккуратно и прочно соединить две части трубопровода или радиодеталей. Также это термическое воздействие делится на:

Высокотемпературная пайка характеризуется более высокой прочностью шва

Помимо этого она позволяет обеспечить соединению термоустойчивость, что очень важно для различных коммуникаций. Но при этом, этот вид работ не используется на резьбовых соединениях


Для проведения такой пайки требуется специальное оборудование – горелка с пьезоподжигом и ацетилом, пропаном.

Фото — медные элементы

Низкотемпературная используется при работе с мягкими припоями (пастями, гелями). Главное достоинство этой методики – простота и легкость проведения работ. Проводится при температуре ниже, чем 425 градусов, поэтому спайка может производиться даже паяльником. Он заключается в том, что под воздействием определенной температуре припой, нанесенный на зазор между деталью и соединяемым участком, расширяется, закрывая собой зазор.

Фото — процесс пайки

Также есть одно важное правило, которое нельзя нарушать ни в коем случае. Пайка меди и алюминия, или алюминия с латунью строго запрещена

Она выполняется для электрических проводов, например, если нужно разветвить проводку в старых домах. Это запрещено из-за разности линейного теплового расширения металлов и вероятности короткого замыкания в месте стыка.

Если припой, то какой

Определившись с инструментом, приступаем к выбору припоя. Прежде всего, следует убедиться, что материал соответствует определённому температурному режиму. По своим характеристикам припои условно делятся на три группы.

  • Низкотемпературные. Их стоит предпочесть, если паяльник или горелка неспособны обеспечить хороший прогрев. Однако прочность соединения в этом случае будет не слишком высокой. Для деталей, работающих под большими нагрузками, такой вариант не подходит.
  • Среднетемпературные. Если паяльная горелка обладает достаточной мощностью, используя такой материал удастся наложить прочный шов с приемлемыми эксплуатационными свойствами. Но, по ряду причин, такие составы не получили широкого распространения.
  • Высокотемпературными. Как правило, при их применении достигается самая высокая прочность соединения. Следует помнить, что не все сплавы меди способны выдержать значительный нагрев. Всё будет зависеть от соединений, входящих в их состав. Но если требуется, чтобы получившийся шов выдерживал высокие нагрузки, придётся остановить свой выбор именно на таком варианте.

Но не только температура плавления отличает один припой от другого. Не менее важен их химический состав. Наиболее распространена пайка меди твёрдым припоем. В ходе такой работы используются смеси, приготовленные по различным рецептам. Они разделены на несколько основных категорий.

  • Оловянно-медные и серебряно-медные. Это – достаточно простые в применении низкотемпературные припои.
  • Медно-фосфорные. Эти высокотемпературные припои удобны тем, что при необходимости могут использоваться без флюсов. Но при низких температурах его механические свойства ухудшаются и, как следствие, падает прочность соединительного шва.
  • Медно-серебряно-цинковые. Они также обладают высокой тугоплавкостью. Среди их достоинств – хорошая пластичность и высокая коррозионная стойкость.
  • Высокотемпературные серебряные припои обладают хорошими механическими свойствами, однако, для их применения обязательно необходим флюс. Важным недостатком является и высокая стоимость материала.

При обилии предложений на рынке, изготовление припоя своими руками не слишком оправдано.

Для изготовления водопроводов и изделий, контактирующих с пищей, использовать составы, содержащие свинец, недопустимо. Причина очевидна – свинец ядовит. Отдельной проблемой является пайка нержавейки с медью. Но и она решается правильным выбором припоя и флюса.

Инструменты и материалы

В промышленной практике используются разнообразные методы соединения деталей из меди. В домашних условиях можно воспользоваться обычным электрическим паяльником. Кроме него потребуются еще такие принадлежности и оборудование:

  • флюс;
  • твердый припой;
  • щетка из металла;
  • комплект кисточек;
  • устройство для разрезания труб (ручного или автоматизированного типа);
  • горелка на природном газе.

Мощность используемой техники определяется тем, насколько высока температура плавки расходников. Роль флюса состоит в том, чтобы предотвращать формирование оксидных пленок на соединяемых участках. Еще одна его функция — усиленное распределение припоя по будущему шву. В качестве припоя полезнее всего пользоваться оловом. Оно плавится при сравнительно низкой температуре, что делает работу удобнее. Иногда пользуются серебряным составом, но несмотря на свою привлекательность, он стоит дорого.

В чистом виде серебро не применяют, его перемешивают с оловом и/или с медью. Мягким припоем пользуются только в тех случаях, когда надо соединять водопроводные трубы. При этом действуют два важных ограничения: на диаметр канала — до 10 см, и на температуру прогрева частей — до 130 градусов. В разряд мягких припоев входят:

  • свинцово-оловянные сплавы (это наилучший вариант);
  • композиции с небольшим вхождением олова;
  • композиции специального состава.

Твердые припои используют, чтобы получить максимально крепкий и стабильный шов. В эту группу входят медно-цинковый сплав, сочетание меди с фосфором и сама чистая медь. Для наибольшей стабильности соединения целесообразно применять многокомпонентные смеси. Если нужно паять медные проводящие жилы, то придется пользоваться графитовым электродом. В таком варианте можно вовсе отказаться от припоя и флюса.

В ряде случаев для пайки меди применяется бура. Она делится на 2 ключевых типа — А и Б

Что немаловажно, оба вещества химически недостаточно устойчивы. Хранить их больше 6 месяцев не рекомендуется

Для пайки бура типа Б подходит несколько лучше.

В промышленных условиях и даже в некоторых продвинутых мастерских широко применяется пайка лазером. Подобный подход часто применяют ювелиры, потому что для них важна точность и возможность работать даже на очень ограниченных участках. По той же самой причине лазерное оборудование ценят и радиомонтажники. Нагрев строго заданной области позволяет исключить негативные изменения в смежных частях изделия. Никаких посторонних звуков не будет, как не будет и загрязнений на обрабатываемых участках.


С этим читают