Припои для пайки медных изделий

Медные трубы приобрели популярность в связи большой прочностью и доступной возможностью механической обработки. Их устанавливают в трубопроводах, снабжающих газом и водой, отопительных системах, кондиционерах и холодильниках.

Медь не окисляется на воздухе, не выделяет токсичных веществ, способствует уничтожению микроорганизмов. Из меди делают и многие другие изделия, включая провода, краны, дверную фурнитуру, украшения. Для ремонта или изготовления деталей применяют пайку.

Возможности паяного соединения

В системах поставки газа, воды, теплоносителей часто устанавливают трубы с тонкими стенками. Такие трубопроводы легче паять, чем сваривать.

Правда, процесс идет относительно легко при работе с чистой медью или ее сплавами, содержащими цинк, олово, свинец, другие химические элементы стойкие к окислению. Даже в случае образования оксидов, они легко удаляются.

Если в составе сплавов есть титан, алюминий, кремний, хром, то образующийся в результате окисления продукты удалить сложно. В большинстве случаев для производства труб применяются сплавы первого типа.

Медные трубы можно соединять и ремонтировать пайкой посредством твердых или мягких припоев. Каждый способ имеет свои особенности. Пайка меди твердым припоем проводятся при большой температуре. В этом случае применяют горелку.

Хорошо выполнить пайку, не пережигая металл, сможет человек с опытом подобной работы.

Низкотемпературные

С мягкими припоями работать легче, но образующийся шов механически не очень устойчив. Для эксплуатации в системах водоснабжения и отопления при стабильном давлении низкотемпературной пайки бывает вполне достаточно.

Существует множество видов припоев с оловом в качестве базового компонента, обеспечивающих хороший результат.

Содержание основного металла в применяемых сплавах достигает 95-97 %. Остальные компоненты – это сурьма, медь, серебро, висмут, селен. Вот несколько примеров:

1. Отличные качества демонстрирует двухкомпонентный сплав с серебром в количестве 3 %. Стоит он больше, чем остальные составы. Совсем небольшое содержание серебра, тем не менее, сказывается на ценообразовании.
2. Хорошие свойства у двухкомпонентного сплава с концентрацией меди 3 %. Это вполне понятно, припой, содержащий медь в заметном количестве, не может быть плохим по определению.
3. Приемлемый результат дает трехкомпонентная композиция из металлов с преобладанием олова, 3,8 % серебра и 0,7% меди. Оправданность применения последнего сплава – вопрос открытый. Стоит он из-за серебра дороже, а качества несколько хуже, чем у припоя без включения благородного металла.

Это основные составы, применяемые для мягкой пайки. Теоретически можно использовать композиции из олова и свинца, но в связи с токсичностью последнего элемента в водопроводах такой припой не применяют.

Для успешного проведения мягкой пайки нужен флюс. Благо, проблем с этими средствами нет никаких. Удачный вариант – флюсовая паста для пайки медных изделий, состоящая из хлорида цинка, канифоли и вазелина.

Мягкая пайка проводится при обеспечении большой площади контакта труб. Поэтому соединяются они прочно.

Если предполагается эксплуатация трубопровода при высоких температурах (больше 110 ℃), то проводить процесс при низких температурах никак нельзя.

В принципе, через такое соединение можно пропускать горячую воду короткий период времени почти при температуре кипения, но тогда давление в системе не может превышать 6 атм. Это никого устраивать не может.

Высокотемпературные

Совсем другие возможности по эксплуатации трубопроводов появляются после проведения твердой пайки. Горячая, почти кипящая, вода может находиться в трубопроводах под давлением 16 атм.

Жидкие растворы с температурой 65 ℃ позволено закачивать в системы при давлении 25 атм. Теплая вода, нагретая до 30 ℃, может при необходимости пребывать в трубопроводах под давлением 40 атм.

С фосфором

Для твердой пайки идеально подходит медно-фосфористый (медно-фосфорный) припой. Фосфора в нем только 6 %. Все остальное составляет медь.

Совсем небольшое количество фосфора существенно понижает температуру плавления меди, делая процесс энергетически экономным.

Фосфорный припой обеспечивает прочное соединение, не требует применения флюсов. Благодаря большой концентрации меди припой имеет почти такой же коэффициент расширения, как и материал труб. Это значительно упрощает работу.

Пользуется популярностью припой на основе меди (92 %) с фосфором (6 %) и серебром (2 %). При расплавлении он выполняет функцию не только припоя, но и флюса.

Для ремонта холодильного оборудования, смесителей, мощных электрических машин, кондиционеров применяют припой на основе меди с добавками приблизительно 6 % фосфора, 4 % олова, около 0,95 % циркония.

Этот сплав нужно погружать в момент максимально возможного нагрева деталей. Пруток припоя с цирконием вводят в рабочую зону до тех пор, пока он не станет полностью растекаться.

Фосфорсодержащие сплавы не могут быть использованы для пайки цветных металлов с концентрацией никеля больше 10 %, алюминиевой бронзы, чугуна, стальных сплавов.

Если планируется пайка медных изделий с бронзой или латунью, а также высокотемпературное соединение бронзы с латунью без специального флюса обойтись будет невозможно. Следует приобрести готовый состав, уточнив диапазон его возможных применений.

С цинком и серебром

Пластичное, прочное соединение образуются с помощью медно-цинкового припоя, состоящего из 30 % цинка, 26 % меди и 44 % серебра.

Он имеет относительно высокую стоимость, применяется для пайки пищевых медных изделий. Абсолютно безвредный состав образует соединение с высокой теплопроводностью, не подвергающееся коррозии.

Флюсы для работы твердыми припоями

Во многих случаях высокотемпературную пайку медных изделий без флюсов провести невозможно. Для очистки рабочей зоны, предотвращения окисления используют несколько соединений бора: метаборную кислоту, оксид бора (ангидрид кислоты), тетраборат натрия.

К флюсам, предназначенным для пайки стальных сплавов, производители добавляют фториды кальция и калия. Композиции из борной и плавиковой кислот с добавкой гидроксида калия можно применять как для пайки меди, так и различных стальных сплавов.

Самый простой флюс для пайки меди при высоких температурах – это бура. Она универсальна по действию, доступна, имеет небольшую цену.

Флюсы поступают в продажу в виде растворов, сыпучих порошков, твердых кусочков. Часто для удобства флюс соединяют с припоем. Пруток припоя можно обмазать сверху, положить кусочек во внутреннюю полость стержня.

В тех редких случаях, когда припой для работы с медью имеет форму порошка, его соединяют (при необходимости перетирают) с сухим флюсом.