Пайка міді в домашніх умовах своїми руками

Паяння є одним з найстаріших способів надійного кріплення металевих деталей, який був відкритий карбувальники з Єгипту більше п’яти тисяч років тому. Суть цього методу полягає у створення нероз’ємного з’єднання металів з допомогою поверхневої дифузії, шляхом заповнення швів припоєм, який представляє собою легкоплавкий матеріал з температурою плавлення набагато меншою, ніж у з’єднуваних деталей.

Відмінним матеріалом для роботи є мідь, очищення поверхні якої не вимагає застосування агресивних речовин. Тому пайка міді в домашніх умовах своїми руками отримала широке поширення при необхідності ремонту предметів господарського вжитку та різних радіотехнічних пристроїв.

Властивості мідних сплавів

Мідь є найбільш універсальним і доступним матеріалом. Позитивні властивості металу забезпечують широке застосування його сплавів у багатьох галузях промислового виробництва.

До таких властивостей відносяться:

Електропровідність міді є основним якісним показником, який зумовлює її повсюдне застосування. Коефіцієнт електропровідності матеріалу з міді перевищує характеристики багатьох інженерних металів. Додавання легуючих елементів і домішок до складу чистого металу зменшує його провідність, але значно підвищує міцність.

Властивість теплопровідності, як і електричні характеристики, також залежить від процентного вмісту домішок в мідному сплаві.

Корозійна стійкість міді визначається властивостями поверхневої плівки, яка малочутливі до зовнішнього впливу, тому і захищає ефективно основний метал від розкладання. Мідь стійка до органічних кислот, сольовим і лужних розчинів, а ось азотні і неорганічні кислоти здатні руйнувати структуру цього металу.

Пластичність матеріалу при його виготовленні або механічній обробці (штампування, прокатці) може значно знижуватися. Це властивість легко повертається шляхом відпалу металу, тобто його нагрівання до 600-700 градусів з наступним охолодженням в природних умовах.

Зовнішній вигляд і колір мідних сплавів мають характерний відтінок, який може істотно змінюватися під впливом погоди, атмосферних явищ. Мідь має специфічний колір від оранжево–рожевого відтінку до темно–бронзове забарвлення. Атмосферний вплив може спровокувати фарбування поверхні аж до зеленого кольору. Деякі мідні сплави широко використовуються в декоративних цілях.

Хочеться відзначити, що процес з’єднання різноманітних мідних проводів не викликає особливої складності, навіть у людей, які не мають досвіду роботи з паяльником. Тому корисніше буде зупинитися на пайку металевих труб.

Методи паяння деталей з міді

Нероз’ємне з’єднання труб на промислових підприємствах, як і пайка міді в побутових умовах проводиться двома способами:

Високотемпературний метод застосовується при з’єднанні мідних деталей трубопроводів, що працюють з великим навантаженням. Цей спосіб розплавлення припою на увазі при температурі 600-900℃.

Низькотемпературний спосіб використовується для пайки міді в домашніх умовах. Місце пайки при використанні м’якого припою нагрівається до 450 ° с, а застосування твердого припою вимагає нагрівання понад 450℃.

Технологія паяння

Весь процес пайки міді можна умовно розділити на підготовчі операції і безпосередньо сам етап з’єднання деталей. Основні операції з’єднання:

Якісне різання труб легше здійснювати за допомогою різака. Для цього його необхідно встановити на оброблювану поверхню так, щоб різальний ролик точно збігався з лінією розрізу. Затискним гвинтом підтискаємо ріжучу площину до виробу, поворотом навколо осі виробу здійснюємо розріз металу. Після двох обертів обертанням гвинта притискаємо різак до труби. Обрізку міді можна робити і звичайною ручною ножівкою по металу, але домогтися перпендикулярності зрізу буде дуже складно.

Потім необхідно зняти внутрішню і зовнішню кромки деталі. Внутрішня фаска видаляється для зменшення опору потоку газу або води, а зовнішня кромка видаляється для полегшення процесу складання виробу. Такі операції можуть виконуватися спеціальними пристосуваннями як вбудованими в різак, так і окремими пристроями.

Далі потрібно зачистити кромки від окислів. Механічна очищення внутрішньої частини труби проводиться спеціальним йоржиком, сіткою або наждачним папером, навернути на штир. Зовнішня поверхня очищається або пристроєм з отвором, обрамленим металевої щіточкою, або дрібної абразивним папером. Після очищення поверхні необхідно видалити залишки пилу і абразиву, які знижують якість пайки міді.

Видаливши сміття, потрібно нанести на поверхню флюс, причому пастоподібний склад наносять пензликом. Далі відразу з’єднуємо деталі.

При складанні деталі перевертають один щодо одного, щоб флюс повністю розподілився по поверхні, а елементи виробу закріплюються в зручному для пайки положенні. Надлишки флюсу видаляються бавовняною ганчіркою.

Перед нагріванням місця пайки потрібно зняти всі гумові та пластмасові елементи, які можуть постраждати при нагріванні.

Полум’я пальника має бути нормальним. Збалансоване полум’я пальника для пайки міді має невелику величину і яскраво-синій колір. Місце з’єднання потрібно прогрівати рівномірно, плавно переміщаючи полум’я з усіх боків вироби. При досягненні оптимальної температури плавлення, припій починає розпливатися. Після повного заповнення швів припоєм, пальник необхідно віднести від місця пайки міді і дати можливість з’єднанню охолонути природним шляхом.

Завершальним етапом буде видалення залишків флюсу вологою ганчіркою, просоченою спиртовим розчином.

Щоб провести пайку металу в домашніх умовах, крім підготовлених деталей, необхідна наявність інструменту для розігріву, а також відповідного флюсу і припою.

Інструменти для нагріву місця з’єднання

Існує кілька способів нагрівання споюваних деталей. Найпоширенішими вважаються методи розігріву місця з’єднання за допомогою паяльника, газового пальника або будівельного фена. Застосування цих інструментів є оптимальним для проведення якісної роботи в домашніх умовах.

Застосування паяльника

Паяльник являє собою пристрій, у якому жало нагрівається до необхідної температури під дією електричної енергії. Підбір пристрою по потужності здійснюється в залежності від товщини з’єднуваних деталей.

Використовується паяльник в основному при низькотемпературної пайку. Нагрів металу і припою відбувається за рахунок теплової енергії наконечника пристрою. Жало щільно притискається до місця з’єднання металу, в результаті чого відбувається його розігрів і плавлення припою.

Газова пальник

Горілка є самим універсальним видом обладнання для нагріву місця пайки. До цієї категорії належать також і паяльні лампи, які заправляються гасом або бензином.

Існує кілька різновидів газових пальників для пайки міді від високопродуктивних моделей до побутових пристроїв:

• з одноразовою місткістю;
• з застосуванням балона стаціонарного типу;
• ацетилен-кисневі пальники, які складають цілі агрегати для пайки мідних труб.

По потужності пальника класифікуються так:

• для нагрівання металу та паяння м’яким припоєм (побутові);
• для проведення роботи м’яким і твердим припоєм (напівпрофесійні);
• для здійснення паяння твердими припоями (професійні).

Використання будівельного температурного фена дозволяє виробляти пайку легкоплавким припоєм. Цей інструмент здатний виділяти струмінь гарячого повітря до 650 ℃.

Різновиди флюсів

Для утворення якісного і надійного з’єднувального шва застосування флюсу має величезне значення. Він являє собою склад, який сприяє хорошому розтікання припою, при цьому очищаючи поверхню деталі від окислів і бруду. Важливою функцією флюсу вважається захист від попадання кисню до місця пайки, що значно підвищує зчеплення припою з поверхнею металу.

За вмістом активних речовин флюс для пайки міді може бути наступних різновидів:

• кислотним;
• бескислотным;
• активованим;
• антикорозійним.

Для створення міцного з’єднання флюс повинен відповідати декільком вимогам:

Щільність і в’язкість складу повинна бути нижче, ніж у припою.

Нанесений флюс, незалежно від виду, має рівномірно розміщуватись по всій поверхні з’єднання.

Ефективно розчиняти оксидну плівку, запобігаючи її повторну появу на виробі.

Не повинно відбуватися руйнування складу під впливом високих температур.

Здатність виробляти пайку як на горизонтальних поверхнях, так і на вертикальних стиках.

І звичайно, сприяти створенню акуратного зовнішнього вигляду з’єднувального шва. Процес пайки міді сріблом проходить найбільш успішно при використанні флюсів, до складу яких входять фтористі сполуки калію і бору.

Види припоїв

Як припій для пайки міді можуть застосовуватися деякі чисті метали, а також їх сплави. Для створення надійного контакту припой повинен добре змочувати основний метал, в іншому випадку провести пайку неможливо.

Температура плавлення припою менше такого ж показника з’єднуваних металів, але вище тієї, при якій зчленування буде міцним.

Легкоплавкі припої

Розплавлення легкоплавких (м’яких) припоїв відбувається до 450 ℃. До цієї групи відносяться матеріали, що складаються з свинцю і олова в різній пропорції. Для додання складу спеціальних властивостей можуть додаватися кадмій, вісмут, сурма.

Олов’яно–свинцеві припої не дуже міцні, тому майже не використовуються при пайці деталей з великим навантаженням або експлуатуються при температурі більш 100 ° с.

Тугоплавкі припої

До цієї групи належать припої на основі срібла і міді. Мідно–цинкові припої використовуються для з’єднання деталей зі статичним навантаженням, тому що володіють певною крихкістю.

Процес пайки міді латунню здійснюється з допомогою твердого мідно–фосфорного припою.

Срібні види припоїв відносяться до найбільш якісним матеріалам. Такі сплави можуть містити крім срібла, цинк і мідь. Ці припої застосовуються для з’єднання заготовок, які працюють в умовах ударів і вібрацій.

Неприпустимі помилки при пайку

Причиною неякісного з’єднання двох деталей найчастіше стає поспіх, тому потрібно не забувати контролювати кромки виробу на відсутність сторонніх дрібних предметів, які можуть утворитися після різання.

При нанесенні флюсу намагатися не пропустити жодного найменшого ділянки поверхні, адже будь-який дефект може стати причиною поганого контакту. Якщо який-небудь ділянку поверхні буде слабо прогрітий, то це призведе до слабкого сплення двох металів. Перегрів може привести до згорання флюсу і утворенню окалини або окису на місці пайки, що впливає на її надійність.

Пайка мідного матеріалу не представляє особливої складності, навіть для новачка. Головне – строго дотримуватися всі технологічні етапи, не забуваючи при цьому про заходи безпеки при проведенні робіт з горючими елементами.