Правила пайки меди и бронзы

Пайка меди

В домашних условиях предпочтительнее использовать спаивание медных изделий, этот вариант, наиболее простой и быстрый, в сравнении с варкой. К тому же не понадобится специальное оборудование, которым будет осуществляться скрепление. При соблюдении всех правил и условий технологического процесса, можно получить прочное и надежное соединение элементов, увеличивая стойкость к различным нагрузкам.
Для того чтобы спаивание в домашних условиях не вызвало затруднений, в первую очередь нужно позаботиться об основных инструментах, которые будут задействованы в этом процессе:

• труборез;
• фаскосниматель;
• труборасширитель;
• ершик стальной;
• щетка стальная;
• припой;
• горелка или фен.

Для трубчатого устройства применяют метод, когда элемент погружается в состав соли и припоя. Соль выполняет функции источника тепла, и заменяет функции флюса. Поэтому дополнительный флюс не понадобится.

Кроме этого способа, есть еще несколько вариантов пайки, которые заслуживают внимания.

Пайка меди

Способы пайки нержавеющей стали с медью

Для того чтобы выполнить соединение подобного рода можно воспользоваться несколькими различными способами. Как ни странно, различаются они не типом припоя, а инструментом, с помощью которого будет выполнена процедура. Чаще всего предпочтение отдается соединению с помощью паяльника или же газовой горелки.

Паяльник чаще всего применяется в работе с деталями небольшого размера. С его помощью осуществлять это достаточно удобно во многом из-за того, что в процессе работы инструмент нагревается не сильно, что снижает риск прожечь деталь насквозь. Но есть и обратная сторона этого метода, паяльник значительно уступает горелке в мощности, что делает обработку деталей из твердых металлов просто невозможной. Помимо этого, с помощью паяльника сложно подвергать обработке большие поверхности, так как это займет достаточно много времени, скорее всего, к концу работы флюс уже окислится.

Газовая горелка используется гораздо чаще. Ее можно использовать не только для пайки нержавеющей стали с помощью меди, а также с латунью, никелем и другими припоями. Газовая горелка позволяет обрабатывать достаточно большие поверхности, создавая соединения с высоким уровнем герметичности. Высокая скорость работы не позволяет флюсу успеть окислиться.

Классификация медных изделий

Медные трубы в Европе в основном метрические, 6, 8, 10, 12, 15, 22, 28, 42 и 48 мм встречаются и больших диаметров, но могут быть и дюймовые:

Маркировка меди в российских марках: ставится буква «М» обозначающая медь. Далее идут цифры показывающие степень чистоты в % (00-высокочистая, 0-чистая, 1, 2, 3 — технически чистая). Последний элемент маркировки – буква обозначающая способ изготовления меди: (к – катодная, у – катодная переплавленная, б – бескислородная, р – раскисленная, ф -раскисленная фосфором).

Медь марок М1р, М2р и М3р при суммарном содержании примесей, одинаковом с медью марок М, М2 и М3, отличается от них тем, что они более полно раскислены и содержание кислорода в них снижено от 0,05 — 0,08 % до 0,01%. Поэтому в них дополнительно содержится от 0,002% до 0,012 % фосфора. Марка меди М1ф отличается от М1р еще большим количеством фосфора от 0.012% до 0,04%, для большего раскисления и соответственно полным отсутствием кислорода.

ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ МЕДИ ПО ГОСТ 859 (%)

Применение различных марок меди в сантехнических изделиях определяется ГОСТ 52318, а в Европе – EN 1057. В строительных изделиях: ГОСТ 495-92, в Европе – EN 1172. Обычно водопроводные трубы содержат 99,90 меди и великолепно подходит для целей самогоноварения.

Паяльник и припой

Для пайки медных проводов традиционно используются паяльники. Существует несколько их видов, в том числе электрические и газовые. Пайка медных проводов осуществляется при помощи электрического паяльника с медным жалом. Этот инструмент представляет собой медный стержень, иногда с никелевым покрытием, который установлен в корпусе нагревательного элемента.

Нагревательный элемент работает от постоянного или переменного тока. Напряжение питания может варьироваться от 12 до 220 В. Для пайки медных проводов электропроводки в доме подходит самый обычный паяльник мощностью 60 Вт. Если надо спаять тонкие проводки электроприбора, то подойдет и менее мощный инструмент. Важно, чтобы он хорошо прогревал медный материал и расплавлял припой.

Чтобы обеспечить высокое качество пайки и прочность соединения, необходима неподвижность во время остывания расплавленного припоя. Провода можно держать руками, но удобнее использовать пинцет или зажимы.

Для пайки медных проводов применяют оловянно-свинцовый припой. Чаще всего это ПОС-61, но можно взять и ПОС-40. Маркировка указывает на состав – припой оловянно-свинцовый с содержанием олова 61%.

Припой обычно производится в прутках диаметром около 8 мм или в виде паяльной проволоки диаметром 2 мм. Нередко используют универсальный припой для пайки медных проводов, который выглядит как полая трубка из оловянно-свинцового сплава. Внутри такой трубки находится порошок из флюса.

Не обращайте внимание на то, что на фото горелка профессиональная. Медь я предпочитаю паять именно такой (с баллоном) газовой горелкой. Проволоку берем толщиной 1 мм или толще. Заранее готовим кусочки медно фосфорного припоя. Какие размеры нужны для каркаса вы поймете после того как просмотрите фотографии. Все зависит от объема дополнительных элементов, которые будете прикреплять к каркасу. Сначала спаяйте окружность каркаса, потом припаивайте перемычки. Можно спаивать сразу несколько стыков. Делаем все аккуратно – не “сожгите” саму проволоку. Припой должен равномерно растечься по проволоке заполнив стык.

После отжига медь становится мягкой. Чтобы придать меди жесткость немного сплющите весь каркас молотком на наковальне. Можно обработать каркас надфилем, отшлифовать медь.

Я заранее приготовил спиральки для этого украшения. Смотрите видео.

Далее действуем по плану (если он. конечно есть).

Спиралью мы ограничили кабошон по краям. Далее, оплеткой мы закрепляем кабошон, чтобы он не выпадал.

Смотри видео с примерами оплеток.

В итоге получаем вот такой кулон.

Не расслабляйтесь – мы еще не закончили. Рассмотрим еще один пример. Сначала – все как делали раньше.

Сразу крепим кабошон проволокой толщиной 1 мм к каркасу. Фиксируем кабошон в нужном месте.

Неожиданное решение. Да!?

Ну а дальше даем волю фантазии.

Я использовал “старые” обрезки спиралек.

Ну и оторвался по полной.

Круто, ДА!? Я не о кулонах, а о способе сборки с каркасом!

Посмотрите видео уроки по пайке

Кулоны (медь) я патинировал, полировал и потом покрыл лаком. Для патинирования (состаривания) меди можно использовать обычный аммиак, который продается в аптеках. Выливаем аммиак в банку и подвешиваем изделие НАД. раствором аммиака.

Можно использовать и специальные универсальные растворы для чернения.

Для полировки используем шлиф машинки (можно взять шуруповерт или дрель) с насадками. Применяем полировочные пасты.

Медь со временем будет темнеть. Чтобы избежать этого можно покрыть все изделие специальным лаком Цапон.

Изделия готовы. Можно носить, дарить или ПРОДАВАТЬ! Где и как продавать украшения ручной работы читай на моем сайте Заработок рукоделием!

Прикрепи Пин ниже как закладку на свою доску Пинтерест.

Как тебе мастер класс!? Понравился!? Не ленись, поделись с друзьями в соц. сетях. Буду благодарен.

Поделиться ссылкой:

Valeriy Vorobev

«Не хитро дорогую вещь сделать, коли золото само в цене. Ты вот из простой меди сделай такую штучку, чтобы все кругом диву давались. Вот тогда я поверю, что ты мастер.» — Из русской народной сказки.

В процессе пайки следует обязательно соблюдать чёткую последовательность операций.

• Поверхность металла зачищается от грязи и окислов, после чего обезжиривается. Для этого в ход идут металлические щётки, различные абразивы и растворители. Как вариант – спирт.
• Детали тщательно фиксируются. Если идёт речь о пайке труб, рекомендуется зафиксировать их с помощью специальных струбцин. Это важно не только при выполнении соединения встык, но и в том случае, когда трубы вставляются одна в другую.
• Металл как следует прогревается. Только после этого, если есть необходимость, на его поверхность наносится флюс. Проще всего это сделать с помощью кисточки.
• Распределить по поверхности труб заранее измельчённый припой невозможно. Поэтому наносить его следует постепенно, наращивая массу и равномерно распределяя состав по поверхности детали. Следует следить за тем, чтобы материал не приставал к жалу, своевременно производя очистку инструмента. Следует следить за тем, чтобы не оставалось пропусков, а шов получился герметичным.

Соединённые таким образом трубы или другие детали из меди будут способны выдерживать значительные нагрузки и прослужат долго.

Инструменты для пайки

Перед началом работы нужно подготовить специальные инструменты и приспособления для пайки медных соединений. Вам понадобится:

1. Газовая или кислородная горелка для пайки меди (с азотом, ацетатом и т. д.);
2. Припой (для капиллярной пайки согласно ГОСТ Р 52955-2008);
3. Щетка (жесткая, но не металлическая) и абразивная бумага для зачистки медных соединений;
4. Фитинги или другие соединяемые элементы;
5. Паяльный флюс.

Нужно отметить, что если работа производится на трубных соединениях, то еще может понадобиться фаскосниматель, расширитель, специальное устройство для резки. Все эти приспособления можно найти у профессионального сантехника, чтобы не покупать их.

Фото — горелка

Горелки для меди бывают: профессиональными (для работы с твердыми припоями), для разогрева труб и пайки мягкими пастами, полупрофессиональными или комбинированными. Также есть специальные фены, которыми производится мягкая пайка. Они позволяют быстро разогреть место стыка температурой до 650 градусов.

1. Твердые. Они представлены стержнями определенного диаметра, который подбирается исходя из определенного зазора при соединении. Используется при соединении меди с железом в системах водоснабжения, подвода газа и системах кондиционирования. Этот припой может быть с фосфором или серебром;

   
   Фото — твердый припой

2. Мягкие могут быть как в виде пасты, так и тонкой проволоки до 3 мм диаметром. Они производятся со свинцом, оловом. Также иногда процесс осуществляется ортофосфорной кислотой.

Также для соединения медных сплавов обязательно нужно использовать флюс. Он выполняет несколько полезных функций: способствует лучшему растеканию припоя по металлу, защищает место обработки от кислородной пленки, очищает шов от окиси. Флюсы бывают с бурой (для различных высокотемпературных припоев), применяется для среднеплавких соединений золота, меди, бронзы, чугуна, нержавейки. Внешне они выглядят как паста, наносятся специальной кистью.

Фото — флюс-паста

Щетки и абразивные листы (наждачная бумага) нужны для того, чтобы после окончания работ удалять с места шва остатки припоя. Фитинги подбираются исхода из потребных соединений (они могут быть разветвляющими, угловыми, изогнутыми и т. д.).

Фото — паяльник

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;

   
   Фото — 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.

   
   Фото — после зачистки

Какие инструменты и материалы нужны

На промышленном производстве применяются различные технологии соединения медных деталей. Однако это процедуру можно выполнить в домашних условиях. Для этого нужно заранее подготовить инструменты и оборудование:

• флюс;
• набор кистей, металлическая щётка;
• припой;
• ручной или автоматический аппарат для разрезания труб;
• паяльник, газовая горелка.

Мощность оборудования подбирается в зависимости от температуры плавления расходных материалов.

Виды расходных материалов

Флюс необходим для защиты места соединения деталей от образования оксидной плёнки. Дополнительно к этому флюс помогает припою растекаться по месту будущего шва. В качестве припоя, чаще всего, используется олово, поскольку он имеет низкую температуру плавления.

Хорошим соединительным материалом для пайки является серебро, но оно имеет высокую стоимость. Из-за этого мастера разбавляются его с оловом, небольшим количеством меди. Среди используемых припоев выделяют два вида материалов: мягкие и твердые составы.

Мягкие

Такие расходные материалы используются для соединения водопроводов. При этом диаметр труб, которые нужно соединить может достигать 10 см. Пайка меди мягким припоем применяется в тех случаях, когда соединённые детали не будут нагреваться выше 130 градусов по Цельсию. К мягким расходным материалам относятся:

• сплавы свинца и олова;
• соединения с малым процентным содержанием олова;
• специальные составы.

По мнению покупателей, самым популярным считается сплав олова и меди. Он отлично подходит для соединения медных изделий. Кроме того, он экономично расходуется.

Твердые

Пайка меди твердыми составами возможна, если необходимо сделать прочный шов, который будет выдерживать воздействия факторов окружающей среды. К ним относятся:

• сплав меди и цинка;
• однородная медь;
• соединение меди и фосфора.

Существует два типа твердых составов: тугоплавкие и легкоплавкие. Чтобы сделать крепкое соединение, рекомендуется использовать многокомпонентный состав.

Некоторые виды припоев

Кадмиевые припои при пайке меди и стали требуют к себе определенных навыков работы с ними. Потому что технологичность этих материалов ниже, чем у предыдущих.

Необходимо отметить, что такое соединение является термостойким (до +350 ℃), но не хладостойким. К тому же стык из кадмиевого сплава будет не очень прочным.

Цинковые припойные материалы редко используются для пайки меди, потому что сам металл быстро растворяется в материале припоя. Это ослабевает стык, отсюда и низкая прочность на разрыв – до 15 МПа.

Цинковые припои, легированные серебром или той же медью, также обладают низкой текучестью. Легированные кадмием или оловом эти материалы хоть и обладают неплохой текучестью, но прочность самого соединения сильно падает.

Медно-фосфористые марки с добавлением серебра – неплохой вариант для пайки. Соединение выдерживает высокие нагрузки, до 300 МПа, и температуру до +800 ℃. Но металл припоя, соединенный с медью, не пластичен. А значит, это небольшая прочность на изгиб.

Серебряные припойные материалы хорошо себя зарекомендовали при высокотемпературных режимах пайки меди. Правда, свои качества они проявляют, если пайка поводится ацетиленом или в специальных печах, где применяются коррозийно-активные флюсы.

Припои с высоким содержанием серебра используются в процессе соединения медных заготовок в вакууме или при нагреве аргоном. Если процесс проводится под давлением, то для соединения используют или фольгу (серебряную), или покрытие серебром.

Припойные материалы, в которых повышенное содержание меди и пониженное серебра, используют редко и в исключительных случаях. Потому что это тугоплавкий сплав, для которого требуется высокая температура нагрева.

Что касается чисто свинцовых припоев, то соединения, им проведенные, недостаточно прочны, но у них высокая пластичность. К примеру, изгибать такие стыки после пайки можно до угла 130°, а на растяжении они могут выдержать до 140 МПа.

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.

Суть процесса

Трубопровод, созданный таким образом, за счет использования при его монтаже труб из меди, отличается высокой надежностью и исключительной долговечностью. Конечно, такая система имеет достаточно высокую стоимость, но она полностью оправдана теми уникальными характеристиками, которыми обладает. Что важно, использовать трубы из меди можно как в водопроводных, так и в отопительных системах. И в том, и в другом случае, они демонстрируют высочайшую надежность и долговечность.

Наиболее простым и самым надежным способом монтажа таких систем является пайка медных труб. Эта технология соединения применяется уже достаточно давно, она хорошо изучена и не вызывает особых проблем при практической реализации. Суть такого метода заключается в том, что стык между соединяемыми деталями заполняется специальным составом, который называется припоем. Для того чтобы припой для пайки медных труб мог попасть и заполнить собой стык между деталями, его расплавляют под воздействием высокой температуры. После того как нагрев припоя прекращается, и он уже полностью заполнил будущий шов, он застывает, образуя надежное, герметичное и долговечное соединение.

Пайка меди удобна еще и тем, что при необходимости соединенные элементы трубопровода всегда можно легко разъединить. Для этого достаточно нагреть место соединения, чтобы сделать припой мягким и податливым.

Процесс пайки медной трубы

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.

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.

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.