Методы сваривания труб из меди своими руками, плюсы и минусы разных способов

Главная / Техника сварки

Назад

Время на чтение: 2 мин

0

768

Есть много способов сварки медных труб: индукционное соединение труб из меди, капиллярное соединение, разные тройники.

При этом в любой варке медных патрубков есть свои тонкости. В данной статье мы детально опишем, какие действия предпринять, чтобы соединение байпаса из меди саморучно получилось удачным.

• Методы соединения труб из меди
• Способ на больших градусах
• Способ на низких температурах
• Как спаять элементы на основе меди
• Способ сварки труб из меди
• Заключение

Методы соединения труб из меди

Из самых простых методов — тройники для пайки медных труб. Ими легко пользоваться, для установки не нужны определенные навыки и механизмы. Но существует один нюанс: сварку с тройниками можно сделать только на патрубках, где есть резьба.

Как действовать, есть необходимо соединить стандартные гладкие байпасы из меди? Можно сказать, что возможно присоединить патрубки из меди при помощи фена.

Но это не очень хорошая идея. Да, такой прием может пригодиться (при наличии мощного строительного фена), но есть шанс, что вы перегреете металл.

Также существует индукционная сварка труб из меди. Ее просто сделать дома, поэтому не будем сильно останавливаться на ней.

Достаточно будет просмотреть видеообзор. Еще существует капиллярная сварка байпаса из меди. В нее входит сварка на высоких и низких температурах.

Чтобы соединить детали, у вас должны быть припой для сварки и стандартная горелка на газу. Оба эти методы часто используемые и легки в выполнении дома, поэтому обсудим пайку труб из меди твердым сплавом для паяния при использовании горелки.

В чем особенности металла

Несмотря на высокую стоимость, медные изделия продолжают использоваться.

Это объясняется следующими характеристиками материала:

1. Безопасностью для человека и окружающей среды. Металл обладает антисептическими свойствами, что позволяет использовать его при создании систем водоснабжения.
2. Нечувствительностью к ультрафиолетовому излучению, агрессивным веществам.
3. Устойчивостью к перепадам давления и температур.
4. Пластичностью, обеспечивающей простоту установки.
5. Неограниченным сроком службы изделий.

Способ на больших градусах

Варка медных патрубков при применении высокой температуры часто используется. Такое капиллярное соединение медного байпаса происходит при нагреве больше 500`. В работе используют обычные сплавы для паяния медных труб в связках.

Они должны содержать металлы тугого плавления, лучше, чтобы сплав для паяния был из меди. Благодаря такому припою, будет сформировано хорошее и крепкое соединение. Такой способ сварки также именуют твердой.

Сварка патрубков из меди твердым сплавом для паяния получается по причине нагрева металла до приблизительно 750`. В этом случае припой должен расплавиться от нагрева горелкой, а не от нагретого байпаса.

Это важное правило. Такое способ разумный, если необходимо соединить патрубки, которые будут проводить централизованный газ или высокотемпературные жидкости.

Техника безопасности при работе с медью

При пайке трубопроводов в домашних условиях соблюдают следующие правила:

1. Используют защитные рукавицы. Медные детали быстро нагреваются, поэтому мастер рискует получить ожог. Особенно это касается отрезков труб длиной менее 30 см.
2. Соблюдают осторожность при использовании флюса. Средство содержит кислоту, при попадании на кожу человека вызывает химический ожог. В таком случае необходимо прекратить сварочные работы, смыть состав большим количеством мыльного раствора.
3. При работе используют защитный костюм. Одежда из синтетических тканей, чувствительных к нагреву, не подойдет. Лучше использовать плотный костюм из хлопка.
4. Помещение, в котором ведется работа, постоянно проветривают. В противном случае можно отравиться парами флюса.
5. Готовые изделия тщательно промывают горячей водой, удаляя остатки химических составов.

Рекомендуем к прочтению Как самому запаять радиатор охлаждения

Как спаять элементы на основе меди

Кроме самого металла, необходимо приобрести стандартные дешевые устройства и компоненты. Для защиты элементов, пригодится пастообразный минерал. Помазок, чтобы его нанести. Твердый сплав для паяния (допустим и мягкий, исходя из варианта сварки).

Выбирая сплав для твердой сварки, изучите состав, в нем не должен содержаться свинец. При покупке сплава для паяния мягкой сварки, в нем, кроме компонентов олово и свинец, может содержаться еще серебро.

Независимо от задачи, в продаже есть сплав для паяния медного байпаса трех миллиметров.

Среди устройств понадобится прибор для нарезки металла, с ним можно нарезать патрубки. Заметьте, что прибор для резки труб должен быть хорошего качества, чтобы он не погнул металл при резке и не замял края.

Еще необходим инструмент, чтобы снять пастообразный минерал и щетка, чтобы зачистить байпас внутри. Также понадобится инструмент, чтобы расширять патрубки.

Важно помнить про самый необходимый прибор — горелку. Пламя надо настроить на узкое направление.

Если вы не можете работать с открытым огнем, но есть материальные средства, то купите паяльник для труб из меди. Его можно подключить к обычной розетке.

Такой прибор способен работать при любом припое. Его можно взять в качестве замены других инструментов, но надо будет купить качественный аппарат.

Инструменты

0 votes

+

Голос за!

—

Голос против!

В домашних условиях чаще всего возникает потребность сварки медных, при монтаже отопительных систем и водопроводов. Медь представляет собой хороший материал для водопроводных труб, потому что имеет гладкую поверхность, не поддается коррозии, обеспечивает хороший ток воды, не имеет вредных веществ в составе, не зарастает отложениями и обладает бактерицидными свойствами. Медные водопроводы способны прослужить очень долго, не меньше 50 лет.

Сварка цветных металлов

Сварка представляет собой процесс образования неразъёмных соединений с помощью установления между свариваемыми элементами межатомных связей при их частичном или общем нагреве, либо пластическом деформировании. Для производства сварки принято использовать разные источники энергии: лазерное излучение, газовое пламя, электрическую дугу, электронный луч, ультразвук и трение.

Сварка цветных металлов существенно отличается от процедуры сварки сталей, потому что цветные металлы обычно отличаются более высокой теплопроводностью и реагируют в расплавленном состоянии с газами, которые содержатся в атмосферном воздухе. Чтобы исключить возникновение подобных негативных последствий, необходимо более тщательно выбирать сварочные материалы, подготавливать детали к сварке и строго следовать инструкции сварки.

Развитие технологий в настоящее время позволяет провести сварку не только на промышленных и производственных предприятиях, но и в космосе, под водой и в домашних условиях на открытом воздухе. Однако процедура сварки цветных металлов, в том числе и технология сварки меди, является достаточно специфичной и зависит во многом от физико-механических свойств материала.

Свойства меди

Медь используется для изготовления трубопроводов для разных машин, сосудов, химической аппаратуры, токопроводящих частей и разных деталей. Данный материал характеризуется высокой электро- и теплопроводностью, а также устойчив к коррозии. Технология сварки меди является достаточно сложным процессом.

Трудности процедуры вызваны склонностью меди к окислению в расплавленном состоянии с образованием тугоплавкого окисла и поглощению газов, значительной теплопроводностью, высоким показателем линейного расширения меди при нагревании, который в полтора раза выше, чем у стали, а также повышенной текучестью.

Свариваемость меди ухудшается в результате наличия в ней висмута, серы, свинца и кислорода. Свинец и висмут придают этому цветному металлу красноломкости и хрупкости, в форме закиси меди кислород вызывает формирование трещин и хрупких прослоек металла в области термического влияния.

На процедуру сварки меди в домашних условиях влияние оказывает кислород, который поглощается из атмосферы. Но, тем не менее, медные изделия широко используются в разных отраслях промышленности, поэтому было создано несколько методик сваривания данного металла.

Газовая сварка меди

При условиях соблюдения технологии процедуры медь отлично сваривается газовыми баллонами, что заправлены ацетиленом. Если выполнить сварку по всем правилам и после этого проковать шов, то вы получите сварное соединение высокого качества. При этом предел прочности шва достигает 17-22 кгс на квадратный миллиметр, когда максимальный предел прочности меди будет 22-23 кгс на миллиметр квадратный.

Так как теплопроводность меди достаточно высокая (в пять раз больше железа), необходимо для ее сварки пламя повышенной мощности: 150 л/час, если толщина материала меньше 10 миллиметров и 200 л/час при толщине больше 10 миллиметров. При сварке более толстых агрегатов нужно вести сварку с помощью двух горелок. Одну из них, мощностью 150-200 л/час, используйте для подогрева. Вторая горелка мощностью 100 л в час нужна для самой сварки заготовок.

Для уменьшения отвода теплоты снизу и сверху свариваемого металла рекомендуется проложить листы асбеста. Принято применять при данном способе сварки меди восстановительное пламя, ядро которого ориентировано к кромкам металла почти под прямым углом. Чтобы уменьшить формирование закиси меди и предотвратить образование горячих трещин, необходимо вести сварку максимально быстро, без перерывов. При этом строго следите за сохранением восстановительного пламени.

Непосредственно перед сваркой деталей из меди не применяются прихватки. Сварку изделия обязательно следует выполнять в специальном сборочно-сварочном приспособлении. В качестве присадки при сварке используйте проволоку из электротехнической меди, или металла, который содержит раскислители: не больше 0,2% фосфора и близко 0,15-0,3% кремния. Максимально допустимый диаметр проволоки присадочной – 8 миллиметров.

При сварке распределять тепло необходимо таким способом, чтобы плавилась проволока ранее кромок основного металла. Присадочный материал при этом будет наплавляться на кромки, что начинают плавиться. Скос кромок на листах с толщиной больше 3 миллиметров выполняют под острым углом 45 градусов. Перед сваркой кромки необходимо зачистить до блеска свежего металла, либо протравить с помощью раствора азотной кислоты с промывкой в воде.

Для правильного применения газовых баллонов, нужно просмотреть видео о сварке меди. Чтобы измельчить зерна наплавленного металла и повысить плотность сварных швов после сварки материал, который имеет толщину до 5 миллиметров, проковывают в холодном состоянии, а медь толщиной больше 5 миллиметров – при температуре плюс 200-300 градусов.

Шов подвергают отжигу после проковки шов при температуре порядка 500-550 градусов по Цельсию с быстрым охлаждением водой. Чтобы предотвратить образование трещин, нельзя вести проковку при температуре больше 500 градусов, потому что медь становится хрупкой при таких температурах.

Аргонодуговая сварка меди

Дуговую сварку плавлением широко применяют для создания медных сварных конструкций. С целью получения высококачественного сварного шва рекомендуется использовать защитные газы, в качестве которых выступает аргон высшего сорта или смесь аргона и гелия (50-75% аргона). Дуговую сварку меди на производстве и в домашних условиях чаще всего производят вольфрамовым электродом.

В качестве присадки необходимо использовать узкую профилированную проставку или проволоку, которая закладывается встык. Сварка меди аргоном вольфрамовым неплавящимся электродом отличается хорошей устойчивостью дуги. Применяют ручную дуговую сварку меди при соединении агрегатов небольшой толщины (до 4 миллиметров) и в труднодоступных местах.

Сварку вольфрамовым электродом выполняют при постоянном токе. Электрод должен быть сориентированным строго в плоскости стыка. В случае сварки металла, который имеет толщину больше 4-5 миллиметров, нужно его предварительно подогреть до плюс 300-400 градусов. Перед сваркой рекомендуется кромки основного металла и электродную проволоку зачистить до свежего металла.

Медь, которая имеет толщину до 5-6 миллиметров, можно варить без проведения разделки кромок. При сварке заготовок с толщиной 2 — 3 миллиметра не требуется проводить подогрев основного металла. А вот техника электросварки меди толще 4 миллиметров подразумевает подогрев до плюс 300-400 градусов. Технология сварки цветного металла, в том числе и меди, и сплавов допускает применение плавящихся электродов.

Пайка меди

Медь в отличие от стали целесообразнее в большинстве случаев паять, чем сваривать. Особенно, если речь идет о тонкостенных медных трубах, которые используются для разных систем – отопительных, водопроводных, газовых и холодильных. Это обусловливается рядом особенностей сварки меди.

При определенных стараниях совершить пайку меди сможет даже начинающий мастер, в то время как без основательной подготовки сварить ее вряд ли удастся. Пайка структуру металла не изменяет, не нуждается в дорогостоящем оборудовании, как того требует процедура сварки.

Паяные соединения при строжайшем соблюдении технологии и использовании подходящих материалов получаются довольно прочными и термостойкими для выдерживания предназначенной им механической и тепловой нагрузки.

При пайке меди принято использовать нахлесточные типы соединений, которые позволяют обеспечить высокую прочность конструкций даже в ситуации, если были использованы мягкие припои, которые обладают относительно малой прочностью. Для обеспечения удовлетворительного уровня прочности паяного соединения вы должны обеспечить нахлест не меньше 5 миллиметров. На практике обычно применяют более высокие значения для обеспечения хорошего запаса прочности.

Виды припоев

Сплавы меди и сам металл можно паять высокотемпературной и низкотемпературной пайкой. Существует много оборудования для сварки меди и её пайки, а также разнообразных твердых и мягких припоев, которые обеспечивают хорошее качество пайки деталей и труб. Предпочтительным для низко- и высокотемпературной паек считается применение припоя и флюса одного производителя.

Низкотемпературные припои

Применение низкотемпературных припоев позволяет совершать пайку при температуре, мало влияющей на прочность меди, однако предоставляет швы с плохими механическими характеристиками. Припой для высокотемпературной пайки обеспечивает большую прочность швов и допускает высокие температуры эксплуатации системы. Однако вместе с этим совершается отжиг меди, и необходим больший навык, потому что металл легко пережечь.

Низкотемпературная пайка считается наиболее востребованной в отоплении и водоснабжении. Учитывая большую площадь контакта элементов трубопроводов, низкотемпературные припои способны обеспечить достаточную прочность соединений.

Существуют следующие низкотемпературные бессвинцовые припои, что гарантируют достаточно высокое качество медной пайки: сплавы олова с медью, сурьмой, висмутом, серебром, селеном. Львиную долю в них (до 97%) составляет олово, остальное припадает на другие элементы. Для низкотемпературной пайки данного металла вообще-то подходят и пропои свинцово-оловянные, но если нужно паять трубопровод для питьевой воды, то рекомендуется от них отказаться из-за вредных качеств свинца.

Обладают самыми лучшими технологическими свойствами серебросодержащие припои, к примеру, S-Sn97Ag3, который содержит 97% олова и всего лишь 3% серебра. Немного худшими, но все равно удовлетворительными качествами обладают припои медьсодержащие, включая и S-Sn97Cu3, в котором присутствует 97% олова.

Практике известны и трехкомпонентные припои, которые содержат олово (95,5%), медь (0,7%) и серебро (3,8%). Универсальным и широко применяемым припоем является оловянно-медный. Однако такое вещество имеет один существенный недостаток — высокую стоимость. Подобные составы припоев отвечают за хорошее качество швов и высокую прочность, долговечность и надежность систем водоснабжения и отопления.

Высокотемпературные пропои

К высокотемпературным припоям рекомендуется прибегать только в случае, когда в этом имеется особая потребность. К примеру, если необходимо эксплуатировать паяный трубопровод при высокой (выше плюс 110 градусов) температуре — в отопительной системе с использованием пара, что отличается высоким давлением.

Для пайки газопровода из медных труб используется исключительно высокотемпературная пайка, потому что предоставляет соединение с наибольшим уровнем прочности и надежности, а вот низкотемпературную пайку в газоснабжении не используют.

В случае пайки медных изделий между собой медно-фосфорные припои не нуждаются в обязательном применении флюсов. Еще одно достоинство этого припоя: параметры термического расширения меди паяемых деталей и пропоя почти идентичны. Большое распространение – за самофлюсующимся припоем, который состоит из 92% меди, около 6% фосфора и 2% серебра. Все твердые припои выпускаются в форме твердого прутка.

В связи с хрупкостью данного соединения, которая возникает из-за химических реакций фосфора с определенными металлами, медно-фосфорные припои нельзя применять для пайки цветного металла с содержанием никеля больше 10%. Также устанавливать данные припои не рекомендуется для пайки бронзы алюминиевой. Не рекомендуется их применять и при пайке чугуна и стали.

Флюсы при сварке

При сварке и пайке рекомендуется применять специальные аппараты для сварки меди и флюсы, которые защищают расплавленный металл от окисления, растворяют и превращают образовавшиеся окислы в шлаки. Их вносят в сварочную ванну. Помимо этого, флюсами покрывают концы кромки свариваемых агрегатов и присадочных прутков, а также обратную сторону основного металла.

Для низкотемпературной пайки в качестве флюсов преимущественно применяются составы, которые содержат хлорид цинка. Но при покупке флюса необходимо особое внимание уделять его составу. Флюсы состоят из буры прокаленной, кремниевой кислоты, кислого фосфорнокислого натрия и древесного угля.

Существует много эффективных флюсов для пайки меди, нужно попросту приобрести любой предназначенный для этого состав. К примеру, флюс F-SW 21 или канифольная вазелиновая паста, которая состоит из канифоли, технического вазелина или хлористого цинка. Паста считается самой удобной формой для нанесения на деталь.

Теперь вы поняли, что сварка меди отличается от процедуры сварки других металлов в виду особенностей данного материала. В некоторых случаях целесообразнее проводить пайку меди. С целью раскисления металла и удаления в шлак окислов, которые образуются при плавлении меди, рекомендуется использовать припои и флюсы.

Способ сварки труб из меди

Сначала, при помощи прибора для нарезки металла, отсеките части патрубка той протяженности, которая нужна. После нарезки, кромки байпаса могут иметь зазубрины, их надо убрать при помощи прибора, который снимает пастообразные минералы с металла.

Дальше, необходимо зачистить трубу внутри, применяя щеточку определенной длины. Надо обезжирить покрытие, применяя любой растворитель. Дальше, надо сделать патрубок шире прибором, чтобы присоединить пары труб воедино.

Сначала удостоверьтесь, что патрубки присоединены воедино достаточно плотно. Должен быть маленький зазор. Покрываем металл пастообразным минералом (только в области стыка патрубков).

Какие ошибки часто допускают

Несмотря на то что весь процесс пайки состоит из простых действий, начинающие мастера могут допускать следующие ошибки:

1. Формирование дефектов на поверхностях спаиваемых труб. Выступы могут появиться при нарезке элементов. Они снижают прочность шва, способствуя появлению течи.
2. Загрязнение соединяемых участков. После нарезки нельзя пропускать процедуру обезжиривания.
3. Неправильный выбор ширины технологического зазора. При сечении труб 60-108 мм расстояние должно составлять 0,7-5 мм.
4. Недостаточный прогрев металла. В таком случае присадочный материал не может прочно сцепляться с основанием. Шов быстро разрушается даже при минимальных нагрузках.
5. Неравномерное распределение флюса. На поверхностях остаются следы окиси, снижающие прочность шва.
6. Перегрев обрабатываемого участка. Способствует испарению паяльной кислоты, появлению окалины.
7. Смещение деталей при неостывшем соединении. Перед проверкой качества работы убеждаются в охлаждении трубы. В противном случае шов деформируется.
8. Несоблюдение правил безопасности. Отказ от использования средств защиты кожи, органов дыхания и глаз приводит к получению травм.

Начинающему мастеру рекомендуется выполнять работы под руководством профессионала.