Как герметично пропаять шов из оцинковки?
Здравствуйте. Собственно, субж: Как герметично пропаять шов из оцинковки?
Имеется труба из оцинковки диаметром 100 мм, оцинкованная. Как обычно, гнутая из листа, шов прямой, не знаю как у кровельщиков называется, ну край за край и молотком простукивается. Пример – шов на ведре. Оцинковка свежая.
При наливе воды внутрь (без давления) вода просачивается, где непонятно, но снизу шва капает весьма интенсивно (именно капает, не течет).
Вопрос – можно ли запаять шов герметично (чтоб вода при наливе не капала)? Параллельно вопрос возник – на ведрах же швы не текут? Никто их не паяет. Как их делают?
Паять желательно газовой горелкой, ибо длина в метрах, с паяльником колупаться долго и неясен результат. Уж если горелочкой никак, ну тогда может быть. Труба пока не смонтирована, т.е. можно вертеть в разные стороны. Внутрь, естественно не подлезть, т.е. паять шов надо снаружи. Как добиться капиллярного затекания припоя в шов без разрывов сплошности?
Я попробовал вот так запросто – грел горелкой и проволокой припоя тыкал вдоль шва. оно вроде паяется , припой плавится, шов вроде закрывает – все как по-настоящему, вот только при наливе воды все равно капает.
В чем фишка? Как запаять, чтоб вода не капала? Нагрузок не будет,давления тоже.
Кто сам паял? прошу совета только у реально опытных джентльменов.
паять можно горелкой, я паял твердым третником (со свинцом). но трубу надо предварительно греть, и весьма долго. на ведрах герметичный шов получают грамотной “гибкой в замОк” ” > .
sanya1965 написал :
паять можно горелкой, я паял твердым третником (со свинцом). но трубу надо предварительно греть, и весьма долго.
на ведрах герметичный шов получают грамотной “гибкой в замОк” ” > .
Ну понятное дело. Труба куплена готовой, не сам же я ее делал – обложил лист вокруг бревна и ё. л молотком пару раз. Как раз этот замок и присутствует. С виду как настоящий. Однако что такое “надо греть и весьма долго”? Что такое надо и весьма? Где критерий достаточности прогрева? Я грел, и все паялось с виду очень хорошо однако же негерметично.
Вы говорите, вы паяли, и напоминаете, что паять можно горелкой. Вот и интернет уверяет, что паять запросто нет проблем. А что, кто-то сомневался, что можно? А вы чем паяли? Паяльником?
При нагреве горелкой (синим восстановительным пламенем) визуально цвет поверхности не меняется, поэтому – как определить степень нагрева – непонятно. Кроме того, заметил, что при прогреве цинк из покрытия плавится, и сбегает вниз слезками. Мой припой по поверхности прекрасно растекается и в шов затекает. Все по-взрослому. Только вот водичка капает. Не знает про пайку.
При 450 цельсиях цинк плавится, при 800 градусах – уже испаряется. Обе температуры ерундовые для горелки, визуально не различить.
Я прошу практического совета, как добиться образования герметичного шва при пропайке кровельного оцинкованного замка газовой ГОРЕЛКОЙ. От тех, кто реально умеет паять. В москве готов деньги заплатить за герметичную пайку или за науку. Пиво поставить.
Т-34 написал :
Как добиться капиллярного затекания припоя в шов без разрывов сплошности?
Использовать флюс для пайки 
Двумя 100-ваттными. Флюс у Вас какой?
Викторыч написал :
Двумя 100-ваттными. Флюс у Вас какой?
У меня ФИМ. По описанию кислота фосфорная (видимо, ортофосфорная).
Я понял, что вы паяли паяльником. Но еще раз говорю – мне паять надо ГОРЕЛКОЙ газовой.
Кислота испаряется почти мгновенно, оставляя черные козявки на поверхности.
в магазине инженерной сантехники купите флюс для пайки медных труб. штука замечательная во всех отношениях -паста с мелкой крошкой припоя, с кислотой поэтому лучше потом промойте содовым раствором.хотя сантехники ,я видел ,ничё не моют. там же купите и припой.паяется ,этим флюсом почти всё,не люминь конечно,но нихром к примеру я подпайвал им.да и вообще этот флюс у меня всегда под рукой.ну, ещё шов проидите маленькой кордщёткой предварительно. паять можно горелкой газовой или элетропаяником.я иногда старым утюгом подогреваю рядом или снизу шва.
Т-34 написал :
Но еще раз говорю – мне паять надо ГОРЕЛКОЙ газовой.
Ведра паяли медным “топориком”, нагреваемым паяльной лампой. Вы можете нагревать газовой горелкой. В качестве флюса можно канифоль, буру, нейтральный паяльный жир применить. Подробнее здесь: ” >
volodrez написал :
в магазине инженерной сантехники купите флюс для пайки медных труб. штука замечательная во всех отношениях -паста с мелкой крошкой припоя, с кислотой поэтому лучше потом промойте содовым раствором.хотя сантехники ,я видел ,ничё не моют. там же купите и припой.паяется ,этим флюсом почти всё,не люминь конечно,но нихром к примеру я подпайвал им.да и вообще этот флюс у меня всегда под рукой.ну, ещё шов проидите маленькой кордщёткой предварительно. паять можно горелкой газовой или элетропаяником.я иногда старым утюгом подогреваю рядом или снизу шва.
Ребята, кто паял горелкой оцинковку? Причем тут флюс для меди? Я прекрасно умею паять медь, в том числе и горелкой. Кто сам паял фальцованный шов из оцинковки? Вопрос облуживания не вызывает вопросов. Вопрос вызывает герметичность пайки, чтоб вода не капала. Подогревать старым утюгом – вы вообще читаете вопрос, о чем речь? Или это вам не важно? Труба диаметром 100 мм.
Т-34 у Вас что ни пост то истерика.течёт – потому что ни фига Вы паять не умеете.шов нужно было обезжирить,потом обработать кислотным флюсом и пройти по шву медным жалом с припоем.флюс -пасту я Вам посоветовал кислотную ,она прекрасно подготавливает поверхность не только меди ,но и других металлов.Вам на кусочках надо руку набить ,а уж потом трубы .силиконом,эпоксидкой пройдите Ваш шов несчастный.
HotSummer написал :
Ведра паяли медным “топориком”, нагреваемым паяльной лампой. Вы можете нагревать газовой горелкой.
правильно, на нагретом топорике медном легко контролировать состояние припоя и переносить его в шов,при этом не сжигается-сплавляеся цинк в соседней с пайкой областью.
HotSummer написал :
В качестве флюса можно канифоль, буру, нейтральный паяльный жир применить.
с бурой не связывался,для меня это что-то до-историческое 
.а нейтральные флюсы не катят,на оцинковке образуется оксидная плёнка мешающая прилипанию припоя и разрушить эту плёнку
может кислотный флюс.
volodrez написал :
с бурой не связывался,для меня это что-то до-историческое
Нормальный флюс но для пайки твердыми припоями. Для оловянных припоев не годится.
volodrez написал :
у Вас что ни пост то истерика.течёт – потому что ни фига Вы паять не умеете.шов нужно было обезжирить,потом обработать кислотным флюсом и пройти по шву медным жалом с припоем.флюс -пасту я Вам посоветовал кислотную ,она прекрасно подготавливает поверхность не только меди ,но и других металлов.Вам на кусочках надо руку набить ,а уж потом трубы .силиконом,эпоксидкой пройдите Ваш шов несчастный.
Несколько раз написано- пробовал и кислоту, и пасту для меди Sahna. Медь паяет чудесно, капиллярное затекание супер. Холодильник для дистиллятора – чудо, ни капли протечки при любом давлении магистрали. Просто прелесть. Но я-то здесь спросил об оцинковке. Пригласил поделиться тех, кто реально умеет паять ***.
Ваш глубокий вывод про мое неумение паять – да разве я тут письками меряюсь, кто как умеет? Я спросил конкретную информацию, потому что именно вот такой шов паять я не умею. Ну, не умею, ну и что? Вам то что? Я ж просил ответить знающих людей, тех, кто умеет, вы-то тут при чем?
Обезжирить – это как? Ну вот как в реальности? Разогнуть замок, почистить, обезжирить, облудить, и потом обратно его фальцевать? Ценнейший совет, что и говорить. *** Мне нужно один раз вот щас оцинкованную трубу запаять, заткнуть течь воды – конкретное решение требуется, на этой неделе надо сделать.
Нечего сказать – и не надо говорить всякую. другую информацию. К вам лично я не имеют никаких претензий, знать вас не знаю, мы незнакомы. Или я таки ж ошибаюсь?
Как припаять медь-к железу
А как припаять допустим медный провод к поверхности железа, если в этом есть такая необходимость? Здесь как бы необходимо изменить поверхностный молекулярный слой железа, чтобы в последствии нанести слой олова. Протравить поверхность железа можно ортофосфорной кислотой.
В этом примере необходимо соблюдать меры предосторожности,- во избежание попадания кислоты на поверхностные участки кожи Вашего тела. Протравить поверхность металла можно тампоном на палочке.
Такое соединение проделывается в крайних случаях, когда невозможно выполнить болтовое соединение. В ремонте бытовой техники возникают и такие приведенные потребности.
В своей практике, мы нуждаемся в различной необходимости, как припаять провода к:
- контактам динамика наушников;
- контактам первичной либо вторичной обмотки трансформатора;
- контактам платы;
- выведенным проводам обмотки статора электродвигателя;
- контактам выключателя настольной лампы;
- контактам разъема;
- светодиодной ленте
и далее. Считаю, что информация (из прочитанной технической литературы), которой я с Вами поделился, — пригодится Вам при ремонте какой-либо бытовой техники.
Многие могут спаивать провода и радиодетали, но не каждый паял металл. В этой статье я максимально коротко и с примерами изложу принцип пайки металла.
Введение
Начнём с общих представлений о пайке. Пайка это физико — химический процесс получения соединения в результате взаимодействия припоя и спаиваемого металла.
Она имеет сходство со сваркой плавлением, но всё же между ними имеются различия. При сварке в месте шва свариваемые детали плавятся, а при пайке паяемый материал не плавится.
Так же в отличие от сварки пайка осуществляется при температурах ниже плавления спаиваемого металла.
Формирование шва при пайке происходит путём заполнения припоем зазора между соединяемыми деталями, т.е. процесс происходит за счёт смачивания и капиллярного эффекта.
Встаёт вопрос, зачем же пользоваться пайкой, если сварка лучше скрепляет детали. На это есть свои плюсы:
- Пайка более доступна, чем сварка.
- При пайке соединения получается разъёмными.
- Сварке не поддаются маленькие детали.
Пайка — достаточно прочное соединение, если соблюдать технологию.
Оборудование
Для спаивания металла необходимо следующее основное оборудование:
♦ Паяльник. Мощность зависит от размера спаиваемых деталей.
Для пайки небольших деталей (жесть, проволока, болтики) сойдёт паяльник ватт на 60, для более крупных — 100 ватт и выше.
Я использую 2 паяльника — на 65 и 100 w, для домашних условий это вполне достаточно.
На том, как залудить паяльник я подробно останавливаться не буду, в интернете есть отдельные статьи про это. Скажу лишь основное:
— При первом включении паяльника ему нужно дать обгореть — выставить включённым его на улицу и подождать когда перестанет вонять и дымиться.
— Далее необходимо напильником зачистить жало до блеска, опустить кончик жала в канифоль, потом расплавить им олово.
— Олово должно равномерно покрыть жало. При нагреве жало будет выгорать, его нужно будет затачивать и заново лудить.
♦ Паяльная кислота и припой. Деревянная палочка используется для нанесения кислоты.
♦ Вспомогательные приспособления. К ним относятся напильник и наждак, необходимые для зачистки паяльника и деталей.
Так же паяльнику нужна подставка. Самое простое что можно использовать в качестве подставки — любой металлический предмет, с которого паяльник не будет скатываться.
Для удержания спаиваемых деталей используются различные инструменты, например тиски и плоскогубцы. Так же детали можно закрепить гвоздиками на доске.
Основы пайки
Давайте теперь разберемся, какие металлы легко поддаются пайке:
- Серебро
- Медь
- Латунь
- Цинк
- Никель
- Железо
- Нержавеющая сталь
Остальные металлы паяют при помощи специальных флюсов и другой технологии. В данной статье эта тема затрагиваться не будет.
С металлами разобрались, теперь приступаем к изучению процесса пайки:
- Зачищаем то место, где будет располагаться шов. Для этого я использую мини шлиф машинку.
- Обезжириваем место спайки, используя ацетон, бензин и т.д.
- Наносим на шов деревянной палочкой паяльную кислоту. Делаем это как можно ровнее, т.к. в дальнейшем ровно по этому место растечётся припой.
- С заранее залуженного паяльника удаляем окислы (если они имеются) и прикасаемся им к палочке припоя. Припой должен лечь на жало ровной каплей. Если этого не происходит, значит паяльник плохо залужен.
- Прикасаемся жалом к месту спайки. Нельзя ожидать, что при первом же прикосновении паяльника произойдет спайка. Для этого необходимо прогревать спаиваемые поверхности до температуры плавления припоя. Тепло от паяльника передается на спаиваемое место не сразу. Жесть, проволоки и другие тонкие части прогреваются довольно быстро, но не моментально. На прогрев толстых материалов нужно сравнительно много времени.
- Для спайки тонких частей надо довольно медленно вести паяльником, передвигая его дальше, когда припой растечется и зальет шов. При спайке толстых предметов приходится относительно долго держать паяльник на одном месте и ждать, пока прогреются спаиваемые поверхности и припой растечется по шву.
- Проведя паяльником на некоторое расстояние, двигают его немного назад, затем снова вперед и опять назад, до тех пор, пока припой не разольется ровной и чистой дорожкой. По мере израсходования припоя, его набирают с палочки. Набирать много припоя не следует, особенно, если спаиваемые поверхности ровно и плотно соединены; избыток припоя приведет к образованию натеков.
- По окончании пайки необходимо смыть остатки кислоты водой. Если кислота плохо смывается, используйте мыло. Не смытая кислота приведёт к окислению металла.
Лучше всего обучаться пайке на белой жести. Её не нужно зачищать, но необходимо обезжиривать.
При наличии жира кислота не смачивает поверхность жести. Ниже рассмотрены примеры спаивания проволок и жести.
Для обучения можно повторить всё это.
Спаивание жести / листового металла
Далее в добавок к фотографиям будут идти схематические изображения. Вот условные обозначения:
Соединение «Впритык»
Качество: Малопрочно
Соединение «Внахлёст»
Качество: Прочно
Соединение «В замок»
Качество: Очень прочно
Спаивание проволоки
Соединение «Впритык»
Качество: Малопрочно
Соединение «Внахлёст»
Качество: Прочно
Соединение «С усилением»
Качество: Очень прочно
Спаивание проволоки и листового металла
Соединение «Впритык»
Прочность: Малопрочно
Соединение «Внахлёст»
Качество: Прочно
Соединение «Насквозь»
Качество: Очень прочно
Заключение
Пайка — несомненно нужная вещь, использование которой решает многие проблемы с соединением деталей. Напоследок в качестве примера представлю несколько работ, в которых она использовалась:
Продувочный баллон
Рукояти для инструмента
Складной инструмент
Модернизация мультититула
Приспособление «Третья рука»
Жестяная воронка
Ручки для надфилей и напильников
Пайка – это процесс при котором создается соединение металлических частей, за счет химической реакции, которая происходит между металлом и расплавленным припоем. При этом не происходит механического повреждения кристаллической структуры материала соединяемых частей.
Пайка меди
Образование паяного соединения сопровождается спаем между припоем и паяным материалом. Прочностные характеристики паяного соединения определяется возникновением химических связей между пограничными слоями припоя и паяемого металла (адгезией), а также сцеплением частиц внутри припоя или паяемого металла между собой (когезией). Пайкой можно соединять любые металлы и их сплавы.
Припой – металл или сплав, вводимый в зазор меду деталями или образующийся между ними в процессе пайки и имеющий более низкую температуру начала плавления, чем паяемые материалы. В качестве припоя используются чистые металлы (они плавятся при строго фиксированной температуре) и их сплавы (они плавятся в определенном интервале температур).
Для качественного соединения металлов припой должен растечься и «смочить» основной металл. Хорошее смачивание происходит только на совершенно чистой, не окисленной поверхности.
Флюсы применяются для удаления оксидной пленки ( и иных загрязнений ) с поверхности основного металла и припоя, а также для недопущения окисления при пайке.
Достоинства пайки:
позволяет соединять металлы в любом сочетании;
соединение возможно при любой начальной температуре паяемого металла;
возможно соединение металлов с неметаллами;
большинство паяных соединения можно распаять;
более точно выдерживается форма и размеры изделия, так как основной металл не расплавляется;
позволяет получать соединения без значительных внутренних напряжений и без коробления;
большая прочность и высокая производительность при капиллярной пайке.
Технология пайки
Получение паяного соединения состоит из нескольких этапов:
предварительная подготовка паяемых соединений;
удаление загрязнений и окисной плёнки с поверхностей паяемых металлов с помощью флюса;
нагрев соединяемых деталей до температуры ниже температуры плавления паяемых деталей;
введение в зазор между паяемыми деталями жидкой полоски припоя;
взаимодействие между паяемыми деталями и припоем;
кристаллизация жидкой формы припоя, находящейся между соединяемыми деталями.
Пайка меди
Медь относится к металлам, прекрасно поддающимся пайке. Это обусловлено тем , что поверхность металла может быть сравнительно легко очищена от загрязнений и окислов без применения особо агрессивных веществ ( медь слабо корродирующий металл ). Имеется большой ряд легкоплавких металлов и их сплавов, имеющих хорошую адгезию с медью. При нагреве в воздухе при плавке медь не вступает в бурные реакции взаимодействия с окружающими веществами и кислородом, что не требует сложных или дорогих флюсов.
Все это позволяет легко осуществлять любые виды пайки с медью при большом выборе припоев ( дающих большой спектр свойств паяного шва ) и флюсов для любых сред и условий работы. В результате более 97% пайки в мире приходится на медь и медные сплавы.
В применении к медным трубопроводам была разработана так называемая «капиллярная» пайка. Это потребовало ужесточить требования к геометрии применяемых труб. Зато позволило уменьшить время монтажа капиллярного соединения до 2-3 минут (в ходе соревнования до 1,5 минут). В результате медные трубопроводы в сантехнике на низкотемпературной пайке являются классикой водопровода.
Виды пайки
Техника соединения медных труб легка и надежна. Наиболее распространенной техникой соединения является капиллярная низкотемпературная и высокотемпературная пайка. Не капиллярная пайка при соединении труб не используется.
Капиллярный эффект.
Процесс взаимодействия молекул или атомов жидкости и твердого тела на границе раздела двух сред приводит к эффекту смачивания поверхности. Смачивание – это явление, при котором силы притяжения между молекулами расплавленного припоя и молекулами основных металлов выше, чем внутренние силы притяжения между молекулами припоя ( жидкость «прилипает» к поверхности).
В тонких сосудах (капилляры) или щелях совместное действие сил поверхностного натяжения и эффекта смачивания выражено сильнее и жидкость может подниматься вверх, преодолевая силу тяжести. Чем тоньше капилляр, тем сильнее выражен данный эффект.
Для получения эффекта капиллярности в медных трубопроводах, соединяемых пайкой, используют «телескопические» соединения. При вставлении трубы в фитинг, между внешним диаметром трубы и внутренним диаметром фитинга остается зазор не превышающий 0,4 мм. Что достаточно для возникновения капиллярного эффекта при пайке.
Данный эффект позволяет припою равномерно распространяться по всей поверхности монтажного зазора соединения независимо от положения трубы (можно, например, подавать припой снизу). При величине зазора не более 0,4мм, капиллярный эффект создает пропай шириной от 50% до 100% диаметра трубы, что достаточно для создания сверхпрочного соединения.
Использование капиллярного эффекта дает возможность очень быстро (фактически мгновенно ) заполнить монтажный зазор припоем. При хорошо подготовленных поверхностях к пайке, это гарантирует 100% пропай соединения и не зависит от ответственности и тщательности монтажника.
Низкотемпературная пайка
В зависимости от применяемого припоя температура нагрева будет различна. К низкотемпературным ( до 450°С) припоям относятся сравнительно легкоплавкие и обладающие низкой прочностью металлы ( олово, свинец и сплавы на их основе ). Поэтому дать паяный шов большой прочности они не могут.
Но при капиллярной пайке ширина спаивания (от 7мм до 50мм, в зависимости от диаметра трубы) достаточная, чтобы для сантехнических трубопроводов обеспечить избыточную прочность. Для улучшения качества пайки и повышения коэффициента адгезии используются специальные флюсы, а поверхности под пайку предварительно зачищаются.
Все медные трубы диаметром от 6мм до 108мм можно соединять капиллярной низкотемпературной пайкой. Температура теплоносителя при этом должна быть не выше 130°С. Для пайки, очень важно, чтобы припой имел самую низкую точку плавления и соответствовал требованиям, которые к нему предъявляются. Это обусловлено тем, что при высоких температурах медь теряет твердость ( отжиг). Именно по этой причине, предпочтение отдается низкотемпературной, а не высокотемпературной пайке.
Высокотемпературная пайка
Высокотемпературная пайка применяется для труб диаметром от 6мм до 159мм или имеющим большую длину, а также в случаях, когда температура теплоносителя составляет более 130°C. В водоснабжении высокотемпературная пайка применяется для труб диаметром больше 28 мм. Однако, во всех случаях, следует избегать чрезмерного нагревания. Высокотемпературная пайка на малых диаметрах требует высокой квалификации и опыта, так как очень легко пережечь или обрезать трубу.
Для высокотемпературной пайки применяются припои на основе меди и серебра и ряда других металлов. Они дают большую прочность паяному шву и высокую допустимую температуру для теплоносителя. При использовании припоя на основе меди и фосфора или меди с фосфором и серебром, при спаивании медных деталей флюс не применяется.
При спаивании между собой элементов из разных сплавов меди: медь с бронзой или медь с латунью или бронза с латунью – всегда необходимо применение флюса. Также обязательно применение флюса при использовании припоя с большим количеством серебра (более 5%). Высокотемпературную пайку с помощью горелки должен выполнять квалифицированный и опытный специалист.
Это способ соединения медных труб дает самый прочный шов по механическим и температурным параметрам. Позволяет делать отводы на уже установленной системе, без ее демонтажа. Основной метод соединения в солярных системах и распределительных газопроводах.
При соединении труб высокотемпературной пайкой, всю систему можно замоноличивать методами допустимыми в медной сантехнике. Особенность данного соединения – при высокотемпературной пайке металл размягчается. Чтобы потеря прочностных свойств была минимальной, охлаждение соединения при пайке должно быть естественным – воздушным.
По мере старения металла, как утверждают практики, медь переходит в более твердое состояние и прочность отожженного металла повышается. При охлаждении соединения водой при высокотемпературной пайке, происходит интенсивный отжиг металла и переход его в мягкое состояние. Поэтому такой метод охлаждения при высокотемпературной пайке не применяется.
Флюс
Флюсы – это активные химические вещества, применяемые для улучшения растекания жидкого припоя по паяемой поверхности, для очистки поверхности основного металла от окислов и иных загрязнений (соляная кислота, хлористый цинк, борная кислота , бура) и для образования защитного покрытия и недопущения окисления при пайке (канифоль, воск, смола). Естественно при этом учитываются виды соединяемых металлов и припоев.
Для качественного соединения металлов при пайке припой должен растечься под действием капиллярных сил и «смочить» основной металл. Прочным шов получается при защите пайки от кислорода воздуха. Хорошее смачивание происходит только на совершенно чистой, не окисленной поверхности. Поэтому для получения качественной пайки обычно выбирают многокомпонентные флюсы с многосторонним действием.
В зависимости от температурного интервала активности различают низкотемпературные (до 450°С) флюсы (растворы канифоли в спирте или растворителях, гидразин, древесные смолы, вазелин и др.) и высокотемпературные (более 450°С) флюсы (бура и её смесь с борной кислотой, смеси хлористых и фтористых солей натрия, калия, лития).
При пайке, с учетом предварительной механической очистки, можно использовать минимальное количество флюса, который активно взаимодействует с металлом. После пайки тщательно счищают его остатки . После монтажа трубопровода проводят технологическую промывку, для окончательного удаления остатков. Если после пайки остатки флюса не удалять, то это со временем может вызвать коррозию в соединении.
Припои.
Качество и прочность пайки, физические параметры соединения зависят в большой степени от вида припоя. Низкотемпературные ( до 450°С ) припои, хоть и не дают повышенной прочности шва, зато позволяют вести пайку при температуре, которая мало влияет на прочность основного металла и не меняет его основные характеристики Высокотемпературные ( свыше 450°С ) припои дают большую прочность шва и высокую температуру для теплоносителя, но требуют высокой квалификации, так как при этом происходит отжиг металла
По температуре плавления припои делятся на низкотемпературные – до 450°C и высокотемпературные – свыше 450°C. По химическому составу припои делятся на оловянно-серебряные, оловянно-медные и оловянно-медно-серебряные (низкотемпературные ), медно-фосфорные, медно-серебряно-цинковые, а также серебряные (высокотемпературные ) а также ряд других.
Запрещены свинцовые, свинцово-оловянные и любые другие, содержащие свинец, припои в питьевом водопроводе ввиду токсичности свинца.
На практике в большинстве случаев пайку соединений осуществляют при помощи нескольких основных марок припоев. Для мягкой пайки обычно применяют припои типа S-Sn97Cu3 ( L-SnCu3) или S-Sn97Ag5 (L-SnAg5), обладающие высокими технологическими свойствами и обеспечивающие высокую прочность и коррозионную стойкость соединения.
Серебряные припои с медью и цинком L-Ag44 ( состав: Ag44% Cu30% Zn26% ) применяются при высокотемпературной пайке меди и её сплавов. Они обладают повышенной тепло- и электропроводностью и высокой пластичностью, прочностью и коррозионной устойчивостью. Обязательно следует в этом случае применять флюс.
Припои медно-фосфорные CP 203 ( L-CuP6) c составом: Cu 94% P 6% или медно-фосфорные с серебром CP 105 (L-Ag2P) с составом: Cu 92% Ag2% P 6% применяются как заменители серебряных припоев при твердой пайке. Они обладают высокой жидкотекучестью и самофлюсующимися свойствами. В этом случае можно не применять флюс. Швы прочные, но не эластичные в условиях низких температур.
Нагрев
Мягкая пайка (низкотемпературная) проходит при температуре 220°С-250°С в зависимости от примененного припоя. Для нагрева соединения применяют газопламенный нагрев смесями: пропан-воздух, пропан-бутан-воздух. Допустимо применение ацетилен-воздух.
В случае, когда недопустимо применение открытого пламени для небольших диаметров применяют электрические нагреватели электроиндукционного типа. В последнее время получили распространение электроконтактные. Внешне они напоминают большие клещи со сменными графитовыми головками для охвата труб разных диаметров. Скорость нагрева с такими устройствами может и не отличаться от скорости нагрева при помощи горелки.
Твердая (высокотемпературная) пайка проходит при температурах 670°С-750°С. Для пайки применяется только газопламенный метод нагрева. Используются смеси: пропан-кислород, ацетилен-воздух. Допустимо ацетилен-кислород.
Для пайки-сварки и сварки используют высокотемпературный нагрев при температуре плавления меди. Газовая сварка проходит при температурах 1070°С-1080°С. Используют газопламенный нагрев ацетилен-кислородом. Электросварка проходит при температуре 1020°С-1050°С . Применяется электросварочное оборудование для дуговой сварки.
Процесс пайки
Правила пайки.
При подготовке трубы к соединению удаляют заусенцы.
Формируют капиллярный зазор соединения или используют готовый фитинг.
Металлические поверхности очищают.
Проверяют взаимное расположение деталей и зазоры.
Наносят минимальное количество флюса снаружи трубы.
Собирают соединение.
Применяют несколько уменьшающееся пламя, которое создает максимальный нагрев, и очищает соединение.
При пайке меди с медью при помощи медно-фосфорных припоев флюс не требуется.
Для пайки нагревают соединение равномерно до требуемой температуры.
Припой наносят на монтажный зазор соединения.
Для равномерного распределение припоя в соединении на больших диаметрах, возможно введение припоя дополнительно с противоположной стороны.
Расплавленный припой течет в сторону более нагретого места соединения.
При кристаллизации припоя соединение должно быть неподвижно.
Остатки флюса тщательно удаляют после пайки.
Цикл нагрева должен быть коротким, и следует избегать перегрева.
После сборки трубопровода обязательна технологическая промывка для окончательного удаления остатков флюса и загрязнений.
При пайке необходимо обеспечить соответствующую вентиляцию, так как может появиться вредный для здоровья дым (паров кадмия из припоя и фтористых соединений из флюса)
Подготовка соединения
Для получения капиллярного эффекта при пайке монтажный зазор должен быть 0,02мм-0,3мм. Поэтому при подготовке соединения косина реза трубы должна быть минимальной. А концы соединяемых труб строго цилиндрическими. Особенно это важно при бесфитинговом методе соединений.
Так как при работе ножовкой возможно получение не перпендикулярного реза, то это может привести к уменьшению пояса спаивания и понижению надежности соединения. А отрезание мягкой трубы труборезом может привести к замятию трубы. В этом случае возможно неконтролируемое увеличение монтажного зазора и получение непропая. Кроме того сужение проходного сечения трубы увеличивает скорость потока и возможность возникновения эрозии.
Используя ручной калибратор для внутреннего и внешнего диаметра трубы можно получить идеальный монтажный зазор для капиллярной пайки.
При этом есть еще одна обязательная монтажная операция – снятие заусенцев. В противном случае может возникнуть турбулентность потока и как следствие эрозия ( в том числе кавитационная). На практике такие случаи могут привести со временем к порыву трубы.
Очистка поверхности
Сила сцепления припоя ( адгезия) зависит от качества зачистки спаиваемых поверхностей. Это означает, что любые примеси и загрязнения на металле мешают полностью смачивать поверхности соединяемых деталей и уменьшают текучесть припоя так, что он не может полностью распределиться по поверхности. Во многих случаях это является причиной того, что не удается достичь удовлетворительного состояния пайки.
Для очистки поверхности металла применяются два взаимодополняющих способа: механический и химический. Для очистки внешней поверхности трубы и внутренней поверхности фитинга от оксидной пленки (а заодно от жиров и прочих загрязнений) используют металлическую проволочную щетку, стальную шлифовальную шерсть или мелкую шкурку . При зачистке они удаляют загрязнения и оксиды, что способствует свободному распределению припоя по поверхности. Предварительная механическая очистка позволяет уменьшить количество применяемого флюса, являющегося активным химическим веществом.
Наиболее удобны специальные салфетки, на нейлоновой основе, поскольку после них, в отличие от шкурки и стальной губки, не требуется удалять продукты зачистки, которые могут содержать остатки абразива или частицы стали. При механической очистке на металлической поверхности образуются микроскопические бороздки, которые увеличивают поверхность пайки, а следовательно, способствуют значительному увеличению силы сцепления припоя и металла.
Химический способ предполагает травление кислотой, которая вступает в реакцию с оксидами и удаляет их с металлической поверхности. Либо применение многокомпонентного флюса, который обладает в том числе, свойством очищать металл.
Нанесение флюса и сборка соединения
На зачищенную поверхность трубы ( во избежание окисления) следует немедленно нанести флюс. Флюс наносится без излишков только на поясок трубы, который будет соединен с фитингом или раструбом, а не внутрь фитинга или раструба. Наносить флюс внутрь соединения категорически воспрещается. Флюс поглощает определенное количество окислов. Вязкость флюса увеличивается при насыщении его окислами.
После нанесения флюса рекомендуется сразу соединить детали, чтобы исключить попадание на влажную поверхность посторонних частиц. Если по какой-то причине непосредственно пайка будет происходить чуть позднее, то деталям лучше дождаться этого момента уже в собранном виде. Рекомендуется повернуть трубу в фитинге или раструбе или, наоборот, фитинг вокруг оси трубы, с тем, чтобы убедиться, что флюс равномерно распределился в монтажном зазоре и почувствовать, что труба достигла упора. Затем необходимо удалить тряпкой видимые остатки флюса, после чего соединение готово к нагреву.
Для обычной «мягкой» пайки используются флюсы на основе цинка или хлоридов алюминия. Флюсы являются агрессивной субстанцией. Поэтому излишнее количество флюса нежелательно. Если после пайки остатки флюса не удалять, то это приведет к попаданию его в соединение и со временем может вызвать коррозию и утечку. После пайки также производится удаление всех видимых остатков флюса с поверхности трубы (поскольку при нагреве, в результате теплового расширения и вытеснения припоем, на поверхности трубы вновь окажется некоторое количество флюса из монтажного зазора).
При твердой (высокотемпературной) пайке с припоями из серебра или сварке-пайке с бронзовым припоем в качестве флюса используют буру. Ее смешивают с водой до получения вязкой кашицы. Или используют готовые флюсы для высокотемпературной пайки. При использовании медно-фосфорного припоя для спаивания медных деталей флюс не требуется, достаточно механической очистки.
Наиболее приемлимым является использование согласованных припоя и флюса для конкретного вида пайки одного производителя. В этом случае гарантировано обеспечивается качество паяного шва и соответственно всего соединения.
Припои.
Качество и прочность пайки, выдерживаемая температура соединения зависит от применяемого припоя. В большинстве случаев пайку соединений осуществляют при помощи нескольких марок припоев.
Для мягкой пайки в основном применяют сплавы на основе олова, с добавками серебра или меди. Свинцовые припои в питьевом водоснабжении не применяются. Выпускаются обычно в виде проволоки с D= 2мм-3мм, что удобно при работе с капиллярными соединениями.
Для твердой пайки применяют в основном две группы припоев: медно-фосфорный, медно-фосфорный с серебром и многокомпонентные на основе серебра ( серебра не менее30%). Медно-фосфорные и медно-фосфорный с серебром – твердые припои специально разработаны для пайки меди и ее сплавов, при этом они являются самофлюсующимися.
В отличие от медно-фосфорных сплавов твердые серебряные припои не содержат фосфор. Эти припои обладают высокой пластичностью, прочностью и коррозионной устойчивостью. По сравнению с медно-фосфорными более дороги. Выпускают их в виде твердых прутков с D = 2мм-3мм. При пайке требуется флюс.
Необходимо принимать тщательные меры предосторожности при использовании низкотемпературного медного припоя, содержащего кадмий, в связи с отравляющим воздействием паров кадмия.
Нагрев соединения при мягкой пайке
Как правило, нагрев для мягкой пайки осуществляют пропановыми (пропан-воздух или пропан-бутан-воздух) горелками. Пятно контакта между пламенем и поверхностью соединения постоянно перемещают для достижения равномерного нагрева всего соединения и при этом время от времени касаются прутком припоя до капиллярной щели (обычно с практикой достаточность нагрева определяется по цвету поверхности и появлению дыма флюса). Электронагрев соединения принципиальных отличий в пайке не имеет.
Если при контрольном касании прутком припой не плавится, нагрев продолжают. Нагревать пруток подаваемого припоя не следует. При этом, ни в коем случае не следует забывать о необходимости перемещения пламени, чтобы не перегреть какой-то отдельный участок соединения. Как только припой начал плавиться, пламя отводят в сторону и позволяют припою заполнить монтажный (капиллярный) зазор.
Вследствие капиллярного эффекта заполнение монтажного зазора происходит автоматически и полностью. Нет необходимости во введении излишних количеств припоя, поскольку это не только расточительно, но также может привести к затеканию излишков припоя внутрь соединения
При использовании стандартных прутков припоя с D=2,5мм-3мм, количество припоя приблизительно равно диаметру трубы. На практике необходимый по длине участок припоя отгибают в виде буквы «Г». В этом случае не расходуется излишне припой, и четко контролируется момент «пропаяно – не пропаяно», что немаловажно при большом объеме работы.
Нагрев соединения при твердой пайке
Для твердой пайки нагрев ведут только газопламенным способом (пропан-кислород или ацетилен-воздух, допустимо ацетилен-кислород) при температуре окружающего воздуха от -10°С до 40°С. При использовании медно-фосфорного припоя пайка возможна без флюса. Так как паечный шов гораздо прочнее, то допускается некоторое уменьшение ширины спаивания по сравнению с мягкой пайкой. Для выполнения твердой пайки требуется высокая квалификация и опыт, в противном случае очень легко перегреть металл и возможны разрывы.
Пламя горелки должно быть «нормальным» (нейтральным). Сбалансированная газовая смесь содержит равное количество кислорода и газообразного топлива, в результате чего пламя нагревает металл, не оказывая другого воздействия. Факел пламени горелки при сбалансированной газовой смеси (ярко синего цвета и небольшой величины).
Уменьшающееся пламя горелки указывает на избыточное количество газообразного топлива в газовой смеси, которое превышает содержание кислорода. Незначительно уменьшающееся пламя нагревает и очищает поверхность металла для операции пайки быстрее и лучше.
Пересыщенная кислородная смесь – это газовая смесь, содержащая избыточное количество кислорода, в результате чего образуется пламя, которое окисляет поверхность металла. Признаком этого явления служит черный окисный налет на металле. Факел пламени горелки, насыщенный кислородом (бледно-голубого цвета и маленький)
Соединяемые трубы, нагревают равномерно по всей окружности и длине соединения. Обе элемента соединения нагревают пламенем горелки в месте соединения до темно-вишневого цвета (750°С-900°С), равномерно распределяя теплоту. Допускается выполнять пайку в любом пространственном положении соединяемых деталей.
Соединение не должно быть нагрето до температуры плавления металла, из которого изготовлены трубы. Применяют горелку соответствующего размера с несколько уменьшающимся пламенем. Перегрев соединения усиливает взаимодействие основного металла с припоем (то есть усиливает образование химических соединений). В итоге, такое взаимодействие отрицательно влияет на срок службы соединения.
Если внутренняя труба разогрета до температуры пайки, а наружная труба имеет более низкую температуру, то расплавленный припой не затекает в зазор между соединяемыми трубами и перемещается в направлении источника теплоты
Если равномерно разогревать всю поверхность концов спаиваемых труб, то припой поданный к кромке раструба плавится под воздействием их теплоты и равномерно поступает в зазор соединения. Трубы для пайки достаточно прогреты, если пруток твердого припоя плавится при контакте с ними. Для улучшения пайки, предварительно немного прогревают пруток припоя пламенем горелки.
Производители выпускают малогабаритные газовые горелки с одноразовыми баллончиками, которые позволяют проводить нагрев для твердой и мягкой пайки, но при твердой пайке диаметр соединений в два раза меньше, чем при мягкой.
Особенности
Пайка медных труб и фитингов встык не допускается. При использовании сварки для диаметров свыше 108 мм ( толщина стенки более 1,5мм ) допускается соединение встык.
Соединение пайкой более чем двух элементов следует производить одновременно. При этом соблюдается очередность заполнения монтажных зазоров припоем ( например в тройнике)- с нижнего к верхнему. В этом случае восходящее тепло не мешает остыванию и кристаллизации припоя.
Поочередное соединение элементов допустимо при применении двух видов пайки: вначале высокотемпературная, а затем низкотемпературная. Не допускается применение высокотемпературной пайки на соединении с низкотемпературной пайкой.
Запрещена
Пайка бесфитинговых соединений получаемых без раздачи конца трубы эспандером, например колокольных соединений – получаемых развальцовкой или завальцовкой конца трубы. Следует применять переходные муфты.
Пайка отводов, производимых без специального инструмента или в отводе ( колене) трубопровода. Следует использовать стандартные тройники или отвод формируемый специальным инструментом.
Пайка любых не стандартных соединений, получаемых без раздачи трубы эспандером или специальным инструментом для вытяжки отвода.
Перегрев
При проведении паяльных работ очень важно избегать «перегревания», так как это может привести к разрушению флюса, который теряет способность растворять и удалять оксиды. Во многих случаях это является причиной неудовлетворительного качества пайки. Чтобы избежать перегревания, рекомендуется убедиться в том, что температура достигла точки плавления припоя. Для этого необходимо периодически касаться припоем нагреваемого соединения.
Или же использовать для этой цели флюс с порошковым припоем: как только во флюсе заблестели капли расплавившегося порошкового припоя – соединение нагрето. Некоторые флюсы при достаточном для пайки нагреве выделяют сигнально дым или меняют цвет.
При высокотемпературной пайке происходит отжиг металла, и при перегревании медь теряет свои прочностные свойства, становится рыхлой и очень мягкой. Это может привести к порывам трубы. Метод контроля как и при мягкой пайке – периодически касаться соединения припоем. При достаточном опыте достаточность нагрева будет определяться по цветам побежалости. Важно не использовать слишком мощный источник нагрева, например, кислородно-ацетиленовую горелку для сварки фитинга 12 размера.
Заключительные процедуры
После заполнения монтажного (капиллярного) зазора припоем необходимо дать ему застыть, что означает абсолютное требование исключить взаимное перемещение сочлененных деталей. После застывания припоя необходимо удалить влажной тряпкой все видимые остатки флюса, а при необходимости воспользоваться дополнительным количеством теплой воды.
При пайке и сварке могут образовываться наплывы металла (грат), который при необходимости должен быть удален. При любых видах пайки и сварки не допустимы наплывы металла ( грат) внутри соединения, мешающие потоку жидкости. Они должны удаляться.
Приобретаемый опыт в работе позволяет использовать оптимальное количество припоя при пайке, не приводящее к образованию грата в соединении.
После окончания монтажа системы надо как можно скорее провести технологическую промывку системы для удаления остатков флюса с внутренних поверхностей, поскольку, флюс попавший при пайке внутрь соединения и будучи агрессивным веществом, может привести к нежелательной коррозии металла.
Контроль качества пайки
Контроль качества является важнейшей операцией. С целью унификации паяных сборочных единиц, установления норм и требований к паяным изделиям разработан стандарт ГОСТ 19249-73 «Соединения паяные. Основные типы и параметры» . Стандарт определяет конструктивные параметры паяного соединения, его условные обозначения, содержит классификацию основных типов соединений.
Дефекты паяных соединений
Качество паяных изделий определяется их прочностью, степенью работоспособности, надежностью, коррозионной стойкостью, способностью выполнять специальные функции ( герметичность, теплопроводность, стойкость к изменениям температуры и т.п.). К наиболее типичным дефектам паяных соединений относятся поры, раковины, шлаковые и флюсовые включения, непропаи, трещины.
Причиной образования непропаев, может явиться, блокирование жидким припоем газа при наличии неравномерного нагрева или неравномерного зазора, местное отсутствие смачивания жидким припоем поверхности паяемого металла. Трещины в паяных швах могут возникать под действием напряжений и деформаций металла изделия в процессе охлаждения.
Неметаллические включения типа флюсовых или шлаковых возникают при недостаточно тщательной подготовке поверхности изделия к пайке или при нарушении ее режима. При слишком длительном нагреве под пайку флюс реагирует с паяемым металлом с образованием твердых остатков, которые плохо вытесняются из зазора припоем. Шлаковые включения могут образоваться также из-за взаимодействия припоев и флюсов с кислородом воздуха или пламенем горелки.
Правильное конструирование паяного соединения (отсутствие замкнутых полостей, равномерность зазора), точность сборки под пайку, дозированное количество припоя и флюсующих сред, равномерность нагрева – условия бездефектности паяного соединения.
Способы контроля качества паяных изделий
Для оценки качества паяных изделий применяется контроль без разрушения и с разрушением. Технический осмотр изделия невооруженным глазом или с применением лупы в сочетании с измерениями позволяет проверить качество поверхности, заполнение зазоров припоем, полноту галтелей, наличие трещин и других наружных дефектов.
В соответствии с требованиями технических условий паяные изделия подвергают другим методам неразрушающего контроля. При необходимости применяют распай соединения, дающий полное представление о качестве соединения. Применяется в качестве выборочного контроля.
Безопасность
Соблюдение правил безопасности имеет большое значение При проведении паяльных работ необходимо соблюдать правила безопасности, так как флюсы и сплавы могут содержать вредные вещества. Флюсы, нанесенные во время пайки в холодном или нагретом состоянии, расщепляются и выделяют пары, которые могут содержать токсичные вещества и нанести вред здоровью.
Необходимо принимать тщательные меры предосторожности при использовании низкотемпературного медного припоя, содержащего кадмий, в связи с отравляющим воздействием паров кадмия. При пайке необходимо обеспечить соответствующую вентиляцию, так как может появиться вредный для здоровья дым фтористых соединений из флюса в котором используется фтор.
Чтобы избежать вреда, рекомендуется проводить все работы в хорошо проветриваемом помещении, убедиться в том, что данная продукция произведена в соответствии с действующими нормами, установленным в отношении токсичных веществ, внимательно изучить описание их свойств, которое имеется на этикетке.
При высокотемпературной пайке для травления соединительных деталей могут применяться растворы кислот и щелочи. Работать с ними необходимо в резиновых перчатках и кислотостойкой одежде. Лицо и глаза необходимо защищать от брызг защитными очками. После окончания работ и перед принятием пищи необходимо тщательно вымыть руки.
При пайке газовой горелкой перед началом работы необходимо проверить герметичность шлангов и аппаратуры. Баллоны с газом должны храниться в вертикальном положении. Емкости с растворами после работы сдаются на склад, не допускается слив растворов и щелочей в канализацию.
При производстве работ по монтажу медных внутренних сантехнических систем необходимо соблюдать требования техники безопасности согласно СНиП 12-04.
В некоторых странах для использования флюсов при пайки медных труб, предназначенных для водоснабжения, и газопроводов, необходимо, согласно местным правилам, получить разрешение от властей.
Нормативная документация по пайке и сварке: ГОСТ 1922249-73 и ГОСТ 16038-80. Европейский стандарт TN 1044. Использование газов для газопламенной пайки и сварки регламентируется ГОСТ 5542-87, и ГОСТ 20448-90.
