Как припаять медь к стали

Пайка меди в домашних условиях

Мягкие металлы довольно сложно поддаются термической обработке. Пайка меди, латуни и бронзы в домашних условиях чаще всего выполняется твердым припоем, хотя иногда используются специальные пасты.

Пайка стали, меди, алюминия, нержавейки, оцинковки

Пайка стали, меди, алюминия, нержавейки, оцинковки в домашних условиях

Приветствую! В этом материале я расскажу про отличия пайки и сварки, как паять цветные и черные металлы, а также дам несколько советов по прочной пайке и технике безопасности. Поехали.

Как паять медь: методы, особенности, совместимость с другими металлами

Евгений Вахидов

Любой домашний мастер сталкивался с проблемой соединения медных деталей и элементов. Сюда можно отнести как электромонтажные работы, так и соединение медных труб при организации отопительных контуров. Но как правильно подойти к решению подобного вопроса? В сегодняшней статье речь пойдёт о том, как правильно выполнить пайку медных элементов, возможно ли совмещение этого металла с алюминием или нержавеющей сталью, а также какие дополнительные составы потребуются для выполнения подобных работ.

Особенности пайки меди

Особенности пайки меди нужно знать всем, решившим организовать домашнюю мастерскую. Зная, чем и как спаять медь с нержавейкой в домашних условиях, легко избежать множества ошибок. Не менее важно выяснить, как паять медь паяльником с латунью и другими материалами.

В чем преимущества пайки металлов перед свариванием?

Рассмотрим, а какие же именно преимущества нам дает пайка металлов, в отличие от сварки:

  • Первое и самое главное преимущество заключается в том, что спаиваемые металлы не нагреваются до температуры плавления. Плавится только припой. В результате этого не нарушаются химические свойства металлов, они не теряют своих характеристик;
  • Перед пайкой металлов нет необходимости более тщательно подготавливать заготовки, как это делается в случае сварки;
  • Можно использовать простое и неприхотливое оборудование для пайки, которое не такое требовательное к питанию домашней электросети.

В чем преимущества пайки металлов перед свариванием?

Ну и что касается прочности пайки, то она практически ничем не уступает сварке. Таким образом, пайка металлов является отличным вариантом для выполнения ремонтных работ или изготовления сложных конструкций.

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.

медные соединения

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:

  1. Высокотемпературное;
  2. Низкотемпературное.

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.

медные элементы

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.

процесс пайки

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.

Отличия пайки металла от сварки

Существует два основных метода скрепления двух металлов: cварка и пайка. В первом случае элементы скрепляются за счет расплавления кромки металла. Это может быть как нагрев, так и скрепление при помощи нагнетания давления. В случае пайки заготовки скрепляют между собой при помощи присадочного материала – припоя.

как паять серебро в домашних условиях

В некоторых случаях пайка является более щадящим и экономичным способом скрепления заготовок. Также пайка обладает рядом преимуществ:

  1. Обе детали не нагреваются да температуры плавления. Таким образом получается сохранить их физические и химические свойства.
  2. Заготовки не требуют тщательной очистки и обработки, как это требуется при сварке.
  3. Оборудование для пайки стоит намного меньше, чем сварочные аппараты.
  4. Возможность изготовления сложных узлов и конструкций.
  5. Прочность полученного стыка. Детали не гнуться и не деформируются после спаивания.

Рассмотрим подробнее методы пайки разных металлов.

Как спаять медные элементы: общая информация

Наиболее часто встречающаяся проблема – это необходимость пайки скруток медных проводов. Но, независимо от того, какие металлы придётся спаивать, всегда остаётся необходимость очистки поверхностей от жиров и окисла. Для этого используется канифоль, паста для пайки медных труб или паяльная кислота.

Для того чтобы элементы были спаяны прочно, рекомендуется сначала обработать их по отдельности флюсом, после чего облудить – нанести тонкий слой припоя на их поверхности. После этого их можно соединить и, добавив немного припоя, основательно прогреть. Олово расплавится и максимально прочно соединит элементы.

Как паять медь

В некоторых случаях вместо паяльника используется газовая горелка. Она применяется, когда спаиваемые детали слишком крупные. В этих случаях даже самый мощный паяльник не способен их прогреть, а значит, о прочном соединении можно забыть. Горелка же прогревает их более основательно.

Общая информация

Прежде чем приступать к пайке меди, необходимо внимательно изучить ее методику. Попытки сразу использовать паяльник или другое оборудование точно ни к чему хорошему не приведут. Ответственные специалисты обязательно изучают тематические ГОСТы:

  • 17325-79 (базовые определения и термины);
  • 17349-79 (ключевые способы и методы);
  • 19249-73 (виды соединений, получаемых пайкой);
  • 859-78 (основные марки меди);
  • 19250-73 (типы паяльных флюсов);
  • 7219-83 (технические параметры бытовых паяльников).

Пайка меди проводится двумя ключевыми способами. При высокотемпературной методике производится нагрев до 900 градусов. Подобный подход дает очень хорошие результаты на трубах высокого давления. Разумеется, тут нельзя обойтись без специальных материалов — рядовой припой не справится с такой задачей. А в идеале под каждое конкретное задание должен подбираться свой тип припоя.

С инженерной точки зрения пайка представляет весьма сложный физико-химический процесс, при котором достигается неразборное соединение. Часть детали под воздействием нагретого вещества будет плавиться, при этом происходят такие частные процессы, как:

  • смачивание;
  • растекание;
  • насыщение зазора;
  • кристаллизация.

То, насколько прочным окажется стык, зависит от появляющихся химических связей между соприкасающимися слоями, а также между отдельными частицами. Преимущества пайки таковы:

  • возможность связывать произвольное сочетание металлов;
  • возможность начинать работу независимо от того, до какой температуры сначала прогреты изделия;
  • возможность связать металлические и неметаллические вещества;
  • доступность соединений для последующей распайки;
  • сравнительно точная выдержка геометрии и габаритов изделия;
  • минимизация внутренних напряжений и риска коробления;
  • механическая крепость;
  • довольно высокая производительность (особенно при капиллярной пайке).

Медь паять легче, чем многие другие металлы. Ее поверхность очищается от грязи без всяких проблем. Реакция разогретой на воздухе меди с кислородом и другими контактными веществами практически отсутствует. Потому можно отказаться от различных флюсов сложного состава. Трубопроводы паяют в основном по «капиллярной» методике, что усложняет отбор труб по геометрическим показателям, однако позволяет добиваться исключительно высоких результатов.

Важные особенности имеет пайка медных шин. Нахлест в этом случае должен быть равен сечению обрабатываемых деталей как минимум. В идеале нужно делать на 50% больше, потому что приходится еще готовить отверстия под болты и стягивать изделия. Можно и ряд мелких крепежей в два ряда вкрутить — тогда прочность дополнительно возрастет. Лужение производится отдельно для каждой части, чтобы припой гарантированно затек в щель.

Как паять цветные металлы: медь, латунь и алюминий

Пайка цветных металлов происходит с использованием высоко- и низкотемпературных припоев. Помимо олова и свинца, в составе припоев для пайки цветных металлов могут содержаться висмут, сурьма, селен, а также серебро и другие компоненты.

Как паять цветные металлы: медь, латунь и алюминий

Изделия из цветных металлов требуют более тщательной подготовки. Важная особенность любой пайки металлов заключается в том, чтобы избежать любой подвижности в процессе соединения металлов. Именно по этой причине заготовки во время пайки следует надежно фиксировать на столе, особенно если речь идёт о габаритных изделиях.

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.

Для работы с медными трубами широко применяют еще и пруток. Стоит учесть, что он позволяет также оценивать изменение температуры трубчатых изделий. Они достаточно прогреты, если пруток начинает плавиться сразу при касании. Чтобы процесс шел лучше, пруток иногда дополнительно нагревают горелкой. Важно: хороший результат достигается только при достаточной чистоте поверхности.

Некоторые данные по расходным материалам

В качестве расходных материалов в подобной работе используются:

  • флюс;
  • припой;
  • соединительные фитинги.

Стоит разобраться с этими материалами более подробно.

В подобной работе крайне важна аккуратность

Использование флюса для пайки меди

Флюсом называют различные вещества или их соединения, способные удалить с металлической поверхности различные загрязнения, жиры и оксидную плёнку. В качестве флюса чаще всего используют канифоль или паяльную кислоту, которую можно изготовить в домашних условиях. Для этого необходима обычная серная кислота и цинк. Цинковые таблетки постепенно добавляются в соляную кислоту, с которой вступают в реакцию. О том, что кислота готова к работе, можно узнать по прекращению реакции, называемой травлением.

Различные варианты флюсов – аммиак слишком едкий и лучше от него отказаться

ФОТО: vashtehnik.ru Различные варианты флюсов – аммиак слишком едкий и лучше от него отказаться

Иногда может возникнуть ситуация, когда под рукой отсутствует какой-либо флюс. Если поблизости есть сосновые доски или ещё лучше деревья, вполне может выручить обычная смола, которая также способна снять окисел и иные загрязнения.

Наиболее оптимальный флюс – это канифоль

ФОТО: almaty.satu.kz Наиболее оптимальный флюс – это канифоль

Припой для пайки меди и из чего он состоит

Припой – состав с невысокой температурой плавления, способный максимально уплотнить соединение. Обычно это сплав олова и свинца. Причём чем меньше в составе свинца, тем легче будет проходить процесс пайки. В настоящее время довольно популярны стали припои в форме проволоки, внутри которой уже имеется флюс. При работе с ними не требуется предварительная обработка элементов кислотой или канифолью.

Этот припой сразу изготавливается с флюсом, дополнительной обработки поверхности не требует

ФОТО: promelec.ru Этот припой сразу изготавливается с флюсом, дополнительной обработки поверхности не требует

Фитинги и их применение при пайке

При необходимости пайки медных труб систем водоснабжения или отопления применяются фитинги. Это вспомогательные элементы, обеспечивающие простоту соединения, ответвления или поворота магистральных труб. Более полно пайка медных труб будет рассмотрена ниже.

Фитингов для пайки существует огромное множество

ФОТО: potok-holoda.ru Фитингов для пайки существует огромное множество

Как паять черные металлы

Изделия из черных металлов также неплохо поддаются спаиванию. Для их соединения применяются оловянные и латунные припои. Соединение получается достаточно прочным на разрыв, а также стойким к механическому роду повреждениям.

Как паять цветные металлы: медь, латунь и алюминий

Технология пайки черных металлов практически ничем не отличается от технологии спаивания изделий из меди, алюминия или латуни. Здесь всё также необходимо подготовить поверхности: очистить их от ржавчины, грязи, жирных пятен.

Как паять сталь, медь, алюминий и сплавы в домашних условиях?

Если пайка стали осуществляется обычным паяльником, то нужен будет инструмент, мощность которого составляла бы не менее 100 Вт. В противном случае паяльник не сможет достаточно хорошо нагреть спаиваемые заготовки, что негативным образом скажется на прочности полученного соединения.

Сварка

Рассмотрим, как осуществляется трубная пайка меди и своими руками:

  1. Любая технология подразумевает подготовку трубы. Вам понадобится обрезать коммуникацию до нужного размера и обработать концы фаскоснимателем. Это нужно для того, чтобы следующий элемент при соединении не повредился и получилось максимально жесткое сцепление деталей;
  2. На край трубы из меди наносится флюс для пайки, его же намазывают на фитинг или другую трубу. После нужно аккуратно вставить коммуникации друг в друга. Если распайка производится самофлюсующимся припоем или электродом, то флюс можно не использовать;
  3. В стык вставляется выбранный припой. Нужно отметить, что если используется паста, то её нужно наносить после флюса. Под воздействием определенной температуры вещество начнет плавиться, заполняя собой свободное пространство в трубе. Очень важный момент: на припой нельзя воздействовать прямым огнем, он должен расплавиться только от тепла разогретой трубы; пайка с припоемФото — пайка с припоем
  4. Если используется лужение, то флюс и припой наносятся очень тонким слоем, иначе в противном случае, на месте пайки образуется некрасивый объемный шов. Если осуществляется ремонт замков или радиодеталей (usb, контактов), то это может нарушить процесс работы элемента;
  5. После окончания нагрева инструмент убирается. В этот момент трубу нельзя двигать – соединение еще слишком пластичное, при повороте металлических отводов можно повредить крепление. Остывают медные трубы естественным путем;
  6. Остается только удалить остатки припоя или флюса щеткой, абразивной бумагой или кистью. Место стыка не рекомендуется переохлаждать первые сутки, когда процесс застывания металла не завершен. после зачисткиФото — после зачистки

Купить все необходимые инструменты, которыми производится пайка бронзы или меди, можно в любом электрическом магазине, цена зависит от категории. Горелки стоят от 3 долларов до нескольких десятков, стоимость припоя начинается от 5 у. е., флюса – от 3.

Нюансы самостоятельной пайки меди: что требуется знать

Для того чтобы качественно выполнить пайку, требуется разобрать различные варианты её производства, как при помощи паяльника, так и посредством газовой горелки для пайки медных труб и иных элементов. Попутно рассмотрим различные припои, от тугоплавких до мягких.

Горелка для пайки в разобранном состоянии

ФОТО: vseinstrumenti.ru Горелка для пайки в разобранном состоянии

Использование газовой горелки для пайки меди и иных металлов

Горелка используется при необходимости пайки более габаритных элементов. Это может быть, к примеру, медная посуда, чайник или провода большого сечения. В этом случае в качестве флюса удобнее будет использовать буру. Припой здесь также понадобится высокопрочный, поэтому оптимальным будет применение ПМФ 7 (припой медно-фосфорный). Его температура плавления выше, чем у олова, но горелка легко справится с этой проблемой.

Пайка медных проводов: пошаговая инструкция

Попробуем разобраться, как паять медные провода, на основании фото примеров.

Как паять медь: методы, особенности, совместимость с другими металлами

Как паять медь: методы, особенности, совместимость с другими металлами

Как паять медь: методы, особенности, совместимость с другими металлами

Как паять медь: методы, особенности, совместимость с другими металлами

Как паять медь: методы, особенности, совместимость с другими металлами

Подробнее с мастер-классом можно ознакомиться в этом видео.

Любой флюс, как и припой для пайки медных проводов можно купить в магазинах хозяйственных товаров. Сегодня на прилавках можно найти различные составы и сплавы, предназначенные для подобных целей.

Различия в работе с мягкими и твёрдыми припоями

Для мелких работ по дому лучше всего использовать мягкие проволочные припои. С ними можно работать даже при помощи маломощных паяльников. А вот твёрдые сплавы требуют более «жёсткого» подхода. Для работы с ними используют молоточные паяльники или горелки.

Твёрдые припои могут продаваться вот такими прутками

ФОТО: тд-рубин.рф Твёрдые припои могут продаваться вот такими прутками

Как паять?

Рассмотрим, как правильно производить пайку, используя различные варианты.

Трубы

При создании трубопровода можно спаять его части между собой даже в домашних условиях. Предварительная очистка проводится легко, и не требует агрессивных компонентов. Высокотемпературная пайка проходит при температуре от 450 градусов. Припоем в такой ситуации выступает серебро или сама медь. Капиллярная высокотемпературная пайка подразумевает обычно использование составов BAg или BcuP.

Рекомендован отжиг металла для его предварительного размягчения. Предотвратить чрезмерную потерю прочностных свойств помогает естественное охлаждение подготовленных швов. Усиленный обдув, тем более погружение в холодную воду, противопоказаны. Твердая пайка применяется для труб сечением 1,2-15,9 см, высокотемпературная — для газопроводов. В сантехнической практике сильный нагрев важен, если проводится монолитная состыковка деталей диаметром более 2,8 см, либо если предстоит обеспечить циркуляцию жидкости, прогретой более чем до 120 градусов.

К высокотемпературной обработке прибегают и при формировании отопительных контуров. Без труда можно будет создать отвод от уже подготовленной системы без демонтажных работ. Низкотемпературная обработка позволяет получать швы шириной от 0,7 до 5 см. Из-за малой прочности такое соединение непригодно для стыковки газовых труб. Зато отсутствие отжига позволяет сохранить прочность на достойном уровне, да и сама процедура безопаснее, таким способом можно получить швы от 0,6 до 10,8 см.

Нарезка труб по размеру производится обычно ручным труборезом. Ровный отрез получают, удерживая заготовку строго под углом 90 градусов к приспособлению. В соединяемых деталях не должно быть никаких заусенцев и задиров, способных помешать проходу жидкости. Перед нанесением флюса детали придется обезжирить. Излишки флюса недопустимы, как только его ровный слой нанесен, можно соединять части трубопровода и припаивать их друг к другу.

Советы по правильной и прочной пайке металлов

Работая со сталью или другими металлами необходимо придерживаться базовых правил безопасности, а также знать некоторых нюансов пайки.

Как нагревать и охлаждать металл

Важный шаг перед началом работы — подготовка заготовок. И здесь необходимо знать наверняка, какой сплав вы будете спаивать или проверить его самостоятельно:

  1. Посмотрите, как реагирует металлическая заготовка на нагрев паяльником или горелкой. Как быстро образуется оксидная пленка на поверхности. Об этом лучше знать заранее и наверняка, иначе последующая работа будет проходить в спешке.
  2. Подготовленные и закрепленные детали лучше всего прогревать постепенно. Следите, чтобы на металле не появлялось перегретых очагов. Область пайки должна быть прогрета равномерно по всей площади.
  3. Не прогревайте только стыковочный шов, работайте также по площади возле стыка. Чаще всего нужно прогреть 0,5 — 2 см в зависимости от целей пайки и габаритов соединяемых элементов.
  4. Используйте только те паяльники или горелки, которые выдают рабочую температуру плавления припоя.
  5. Не охлаждайте готовый шов при помощи холодной воды или других жидкостей. Дайте металлу «отдохнуть» и равномерно остыть несколько минут на открытом воздухе.
  6. Спаянные заготовки снимайте из тисков или струбцин только после полного остывания припоя.

Какие металлы прочнее всего между собой паяются

В отличие от сварки, в пайке основным показателем качества готового изделия является не марка стали или металла, а выбор припоя, а также технологии формирования самого шва пайки. Так что тут вопрос скорее про то, на какой металл какой припой липнет лучше всего. Конечно, чем ближе по составу и плотности припой и металл, тем лучше будет адгезия. В итоге все сводится к выбору правильного припоя для каждого случая в отдельности.

А еще нужно следить, чтобы при соединении двух металлов не образовывалось электропары. Иначе соединение будет ржаветь и разрушаться от малейшей влаги. Так что тут будет уместна таблица совместимости при соединении цветных металлов между собой.

таблица какие металлы можно соединять

Буква «А» в таблице совместимости означает «ограниченно допустимый в атмосферных условиях».

Приведу еще несколько простых советов:

  1. Выбирайте более тугоплавкие припои.
  2. Тщательно зачищайте стыки скрепляемых деталей. Обрабатывайте наждачной бумагой не только сам шов, но и 0,5 — 2 см около стыка по поверхности металла.
  3. Залуживайте и запаивайте внахлест. Таким образом, вы увеличиваете общую площадь скрепления двух или нескольких деталей.

Техника безопасности при пайке стали в домашних условиях

Часто пренебрежение элементарными правилами работы с электрическими или горючими приборами приводит к потере здоровья или порче имущества.

монтажница паяет

Настоятельно рекомендую соблюдать технику безопасности при пайке:

  1. Держите паяльник на металлической площадке или специальном держаке, который отводит нагретое жало инструмента от плоскости стола.
  2. Выключайте паяльник от сети сразу после окончания работ.
  3. Проверяйте качество подключения газового баллона к самой горелке. Не допускайте утечек газа.
  4. Работайте в хорошо проветриваемом помещении.
  5. Не оставляйте горелку во включенном состоянии, если вы уже закончили работу.
  6. Уберите любые легковоспламеняющиеся вещества из рабочей зоны.
  7. Не хватайтесь голыми руками около нагретого шва. Вы можете получить ожог.
  8. Не трогайте пальцами припой, чтобы проверить прочность шва.

Соблюдая данные меры можно избежать травм, а также сохранить имущество в целостности. Паяйте с удовольствием и знанием дела!

Оцените статью
Рейтинг автора
4,8
Материал подготовил
Максим Коновалов
Наш эксперт
Написано статей
127
А как считаете Вы?
Напишите в комментариях, что вы думаете – согласны
ли со статьей или есть что добавить?
Добавить комментарий

Adblock
detector