Пайка меди

Пайка меди является сложным технологическим процессом, благодаря которому происходит неразъемное соединение двух деталей. На сегодняшний день существует четыре способа, которыми можно осуществить данный процесс:

• газовая пайка меди;
• пайка меди паяльником;
• пайка меди в печах;
• пайка меди в ваннах.

Пайку меди осуществляют капиллярным методом. Пайка паяльником относится к низкотемпературной технологии пайки меди. Паяльник используется в тех случаях, когда необходимо соединить мелкие детали. Данный процесс осуществляется при температуре +350⁰С. Низкотемпературный способ пайки применяется во время работы с мягкими припоями. Данный метод имеет свои достоинства, главными из которых выступают простое и легкое выполнение работ. Суть данного метода состоит в расширении нанесенного на зазор между деталями припоя при воздействии на него определенной температуры, в результате чего происходит закрытие зазора. Все остальные перечисленные процессы являются высокотемпературными. Данный вид пайки обеспечивает получение шва, отличающегося высокой прочностью, а также термоустойчивостью.  Данные характеристики являются очень важными при соединении различных коммуникаций.  Соединение больших деталей осуществляется газовой горелкой. Пайка меди в ваннах и печах – процессы схожие. Их отличие состоит лишь только в наполнителе, роль которого может выполнять соль или припой. Следует отметить, что у соли выполняют функцию нагревательного элемента, как источника температуры, а также флюса. Таким образом, в технологиях, где используются соляные печи и ванны, флюсы не используются.

Общие правила пайки меди вне зависимости от способа:

• очищение медных деталей механическим путем с целью удаления образовавшейся на их поверхности оксидной пленки;
• обезжиривание деталей;
•  добавление флюса в зону пайки;
• внесение припоя;
• зачистка стыка от флюса и припойного материала.

Припой для пайки меди бывает двух типов – мягкого и твердого. Пайка меди твердым припоем осуществляется при температуре от 460⁰С до 560⁰С, мягким – при температуре 425⁰С.

К мягким припоям относят свинец или олово. Твердыми припоями являются медь, цинк, серебро, фосфор. Выбор типа припоя зависит от количественного содержания меди и других веществ, входящих в его состав. Например, если в составе средства для пайки присутствует серебро, то данный сплав именуется серебряным. Чистому серебру присуща высокая пластичность и высокая температура плавления. Стоит сказать, что данный металл в чистом виде в качестве припоя применять невозможно и нецелесообразно. Это связано с тем, что пайку придется осуществлять при температуре 962⁰С, вкладывая много энергии, и в результате будет получен очень мягкий шов, что достаточно не практично. Зачастую используют в качестве припоя сплав серебра с медью или цинком. Кроме этого, в сплаве в очень незначительном количестве также могут присутствовать железо, свинец, висмут.

Стоит отметить, чем количество серебра больше, тем ниже температура его плавления. Однако, стоит сказать, что пайка меди серебром при большом его количестве обеспечивает высокую смачиваемость и обтекание место пайки. Трехкомпонентный сплав, в котором содержится серебро, имеет уникальные свойства:

• высокую устойчивость к коррозионному повреждению;
• высокую прочность;
• устойчивость к вибрациям;
• пластичность.

Также сплавы на основе серебра хорошо обволакивают рабочие детали, что позволяет получить прочный шов. Такие соединения не подвергаются окислению. Таким образом, с помощью серебряной пайки можно получить швы, обладающие высокой прочностью, твердостью, устойчивостью к коррозионному повреждению, устойчивостью к вибрационным нагрузкам. Серебряный припой подходит для пайки не только меди, но и для любого другого материала. Однако, он отличается своей дороговизной, в связи с чем не применяется повсеместно, а используется только в тогда, когда требуется получить высококачественное соединение.

Все медные сплавы регламентируются ГОСТ. Маркировка состоит из буквенного обозначения и чисел, которые указывают на количество содержания серебра в процентах. Сплавы, в которых содержание серебра составляет 50% и 72% обладают низким удельным сопротивлением, в связи с чем применяются для формирования соединений, имеющих большую электропроводность. Серебряные припои, имеющие в своем составе 40 – 62% серебра используют для соединения деталей, которые не будут подвергаться сильному нагреву. Те сплавы, в которых процентное содержание серебра составляет в диапазоне 10 – 45% используются в машиностроении, благодаря их применению возможно получить соединения, отличающееся повышенной твердостью.

Как правило, мягкий припой используется для соединения медных водопроводных систем. Материал для пайки имеет вид катушки, в которой толщина проволоки составляет 2-3 мм, или же пасты. Твердые же сплавы имеют вид профильных стержней. Твердая пайка меди применяется в случаях, когда следует получить высокопрочно соединение в условиях высокого температурного режима. Таким образом, твердая пайка меди используется при:

• производстве разнообразных инструментов;
• соединении трубопроводов;
• ремонте автомобилей;
• осуществлении ремонтных работ бытовых изделий.

Существует очень важное правило, которое не подлежит нарушению ни при каких условиях. Оно заключается в строгом запрете пайки алюминия с медью, или алюминия с латунью. Такие работы производятся для электрических проводов, в том случае, если необходимо осуществить разводку проводов в старых домах. Данный запрет является не случайным и его главной причиной является разность линейного теплового расширения указанных металлов, что может привести к возникновению короткого замыкания в месте соединения.

Диффузионная пайка меди может осуществляться галлием, индием, оловом, свинцом, припоями ПООССу 40-2, ПОС 61 посредством поджатия деталей в вакууме или аргоне при температурном диапазоне от 650⁰С до 800⁰С и длительных выдержках. В данном случае допускается подача припоя в место соединения путем напыления в вакууме, гальваническим способом или в виде тонкой фольги.

Пайка меди в домашних условиях

Пайку меди можно осуществлять самостоятельно дома. Для этого только потребуется иметь весь необходимый инвентарь и некоторые навыки. Пайка меди в домашних условиях может потребоваться, например, для соединения медных труб. В таком случае следует придерживаться следующего алгоритма:

• подготовка и обрезка трубы до необходимого размера, а также обработка ее концов фаскоснимателем. Это делается во избежание повреждения следующего элемента в момент соединения и образования более жесткого сцепления двух деталей;
• нанесение флюса для пайки на край медной трубы, после чего осуществляется погружение одной коммуникации в другую. В случае распайки с использованием самофлюсующегося припоя или электрода, использование флюса не является обязательным условием;
• далее вставка в стык выбранного припоя. Следует сказать, что в случае использования пасты, ее нанесение осуществляется после флюса. При воздействии определенной температуры происходит плавление вещества, в результате чего пространство в трубе заполняется. Следует отметить, что запрещено воздействие прямого огня на припой, его расплавление должно осуществляться от температуры нагретой трубы;
• при использовании лужения, нанесение флюса и припоя осуществляется очень тонким слоем, это позволяет избежать образование на месте пайки некрасивого объемного шва. В случае ремонтных работ замков или радиодеталей, такой шов может стать причиной нарушения работы элемента;
• после того, как нагрев был осуществлен, инструмент убирается. Тут очень важный момент, так как соединение отличается своей высокой пластичностью, трубу нельзя двигать, иначе можно повредить крепление. Поэтому, охлаждение медных труб происходит естественным путем;
• удаление остатков припоя или флюса. Для этого используется специальная щетка, абразивная бумага или кисть. В первые сутки после пайки, место стыка желательно не переохлаждать, пока процесс полного охлаждения металла не завершится естественным путем. Приобрести все необходимые инструменты для пайки можно в любом электрическом магазине.