Сварка медной трубы с железной

Любой домашний мастер сталкивался с проблемой соединения медных деталей и элементов. Сюда можно отнести как электромонтажные работы, так и соединение медных труб при организации отопительных контуров.

Но как правильно подойти к решению подобного вопроса? В сегодняшней статье речь пойдёт о том, как правильно выполнить пайку медных элементов, возможно ли совмещение этого металла с алюминием или нержавеющей сталью, а также какие дополнительные составы потребуются для выполнения подобных работ.

Как спаять медные элементы: общая информация

Наиболее часто встречающаяся проблема – это необходимость пайки скруток медных проводов. Но, независимо от того, какие металлы придётся спаивать, всегда остаётся необходимость очистки поверхностей от жиров и окисла. Для этого используется канифоль, паста для пайки медных труб или паяльная кислота.

Для того чтобы элементы были спаяны прочно, рекомендуется сначала обработать их по отдельности флюсом, после чего облудить – нанести тонкий слой припоя на их поверхности. После этого их можно соединить и, добавив немного припоя, основательно прогреть. Олово расплавится и максимально прочно соединит элементы.

Сварка медной трубы с железной ФОТО: bhb-plomberie.comПайка меди – процесс довольно интересный

В некоторых случаях вместо паяльника используется газовая горелка. Она применяется, когда спаиваемые детали слишком крупные. В этих случаях даже самый мощный паяльник не способен их прогреть, а значит, о прочном соединении можно забыть. Горелка же прогревает их более основательно.

Некоторые данные по расходным материалам

В качестве расходных материалов в подобной работе используются:

  • флюс;
  • припой;
  • соединительные фитинги.

Стоит разобраться с этими материалами более подробно.

Сварка медной трубы с железной ФОТО: sense-life.comВ подобной работе крайне важна аккуратность

Использование флюса для пайки меди

Флюсом называют различные вещества или их соединения, способные удалить с металлической поверхности различные загрязнения, жиры и оксидную плёнку.

В качестве флюса чаще всего используют канифоль или паяльную кислоту, которую можно изготовить в домашних условиях. Для этого необходима обычная серная кислота и цинк.

Цинковые таблетки постепенно добавляются в соляную кислоту, с которой вступают в реакцию. О том, что кислота готова к работе, можно узнать по прекращению реакции, называемой травлением.

Сварка медной трубы с железнойФОТО: vashtehnik.ruРазличные варианты флюсов – аммиак слишком едкий и лучше от него отказаться

Иногда может возникнуть ситуация, когда под рукой отсутствует какой-либо флюс. Если поблизости есть сосновые доски или ещё лучше деревья, вполне может выручить обычная смола, которая также способна снять окисел и иные загрязнения.

Сварка медной трубы с железнойФОТО: almaty.satu.kzНаиболее оптимальный флюс – это канифоль

Припой для пайки меди и из чего он состоит

Припой – состав с невысокой температурой плавления, способный максимально уплотнить соединение. Обычно это сплав олова и свинца.

Причём чем меньше в составе свинца, тем легче будет проходить процесс пайки. В настоящее время довольно популярны стали припои в форме проволоки, внутри которой уже имеется флюс.

При работе с ними не требуется предварительная обработка элементов кислотой или канифолью.

Сварка медной трубы с железнойФОТО: promelec.ruЭтот припой сразу изготавливается с флюсом, дополнительной обработки поверхности не требует

Фитинги и их применение при пайке

При необходимости пайки медных труб систем водоснабжения или отопления применяются фитинги. Это вспомогательные элементы, обеспечивающие простоту соединения, ответвления или поворота магистральных труб. Более полно пайка медных труб будет рассмотрена ниже.

Сварка медной трубы с железнойФОТО: potok-holoda.ruФитингов для пайки существует огромное множество

Нюансы самостоятельной пайки меди: что требуется знать

Для того чтобы качественно выполнить пайку, требуется разобрать различные варианты её производства, как при помощи паяльника, так и посредством газовой горелки для пайки медных труб и иных элементов. Попутно рассмотрим различные припои, от тугоплавких до мягких.

Сварка медной трубы с железнойФОТО: vseinstrumenti.ruГорелка для пайки в разобранном состоянии

Использование газовой горелки для пайки меди и иных металлов

Горелка используется при необходимости пайки более габаритных элементов. Это может быть, к примеру, медная посуда, чайник или провода большого сечения.

В этом случае в качестве флюса удобнее будет использовать буру. Припой здесь также понадобится высокопрочный, поэтому оптимальным будет применение ПМФ 7 (припой медно-фосфорный).

Его температура плавления выше, чем у олова, но горелка легко справится с этой проблемой.

Пайка медных проводов: пошаговая инструкция

Попробуем разобраться, как паять медные провода, на основании фото примеров.

Иллюстрация Описание действия
Сварка медной трубы с железной Перед тем, как начать спаивать медные провода, следует подготовить инструмент (паяльник, нож для снятия изоляции), а также расходные материалы – канифоль и припой. В данном случае это проволочный припой, с которым удобно работать.
Сварка медной трубы с железной Если провода тонкие, можно не тратить время на лужение, а сразу сделать плотную скрутку, которая и будет впоследствии пропаяна.
Сварка медной трубы с железной Скрутка пропитывается канифолью или иным флюсом для пайки медных проводов, расплавляемым и наносимым при помощи паяльника. Это действие позволяет удалить оксидную плёнку и увеличить адгезию.
Далее на соединение наносится припой. Его следует брать с катушки небольшими частями, а соединение основательно прогревать. В этом случае припой как-бы пропитывает соединение, плотно его фиксируя.
Такое соединение никогда не будет греться и не отвалится в процессе эксплуатации.

Подробнее с мастер-классом можно ознакомиться в этом видео.

Любой флюс, как и припой для пайки медных проводов можно купить в магазинах хозяйственных товаров. Сегодня на прилавках можно найти различные составы и сплавы, предназначенные для подобных целей.

Различия в работе с мягкими и твёрдыми припоями

Для мелких работ по дому лучше всего использовать мягкие проволочные припои. С ними можно работать даже при помощи маломощных паяльников. А вот твёрдые сплавы требуют более «жёсткого» подхода. Для работы с ними используют молоточные паяльники или горелки.

ФОТО: тд-рубин.рфТвёрдые припои могут продаваться вот такими прутками

Иные варианты пайки: работа с медными трубами и различными металлами

Пайка медных труб требует некоторого опыта подобной работы.

Поэтому, если домашний мастер впервые берётся за подобную работу, стоит предварительно потренироваться, чтобы не переделывать несколько раз уже готовую магистраль водоснабжения или отопления.

Пайку медных трубок можно производить как твёрдым припоем (при помощи газовой горелки), так и мягкими сплавами. Во втором случае для медных труб уместно использовать молоточный паяльник большой мощности.

ФОТО: m-chel.ruАккуратная и качественная пайка – залог долговечности соединения

Нюансы пайки медных труб: как всё сделать правильно

В качестве флюса для пайки медных труб лучше всего использовать канифоль. Она наносится ровным слоем на внешние поверхности трубы, после чего на неё насаживается фитинг.

С обратной его стороны насаживается вторая часть магистрали. Далее фитинг разогревается при помощи газовой горелки и по швам «укладывается» припой.

Под воздействием высокой температуры он плавится, заполняя шов и создавая качественное герметичное соединение.

ФОТО: poliasmet.ruИногда приходится обходиться без фитингов

Пайка медных труб своими руками не слишком сложна, однако эта работа требует внимательности и аккуратности. Конечно, на словах не всё можно объяснить доходчиво, поэтому предлагаем вниманию Уважаемого читателя видео, как паять медь газовой горелкой, из которого всё станет более понятно.

Разобравшись с вопросом, как спаять медные трубки в домашних условиях, можно переходить к следующей проблеме, а именно к пайке неидентичных металлов (медь с алюминием, железом или нержавеющей сталью).

Как спаять медный провод с алюминиевым

Пайка алюминия с медью – довольно сложный процесс. Нужно отметить, что для алюминия вряд ли подойдёт тот же припой, что и для меди, как и наоборот. Намного проще совместить эти металлы, используя стальную муфту. Хотя на сегодняшний день производитель и предлагает специальные припои и флюсы для подобных целей, стоимость их значительна, что приводит к нерентабельности подобных работ.

ФОТО: kak-eto-sdelat.infoСпаивать медь и алюминий достаточно сложно

Вся проблема заключается в конфликтности меди и алюминия. У них разная тугоплавкость, плотность. К тому же алюминий при взаимодействии с медью начинает сильно окисляться.

Особенно этот процесс ускоряется при прохождении через соединение электрического тока. Поэтому при необходимости соединения медного и алюминиевого провода лучше всего использовать самозажимные клеммники «WAGO», внутри которых находится контактная паста «Алю Плюс».

Именно она снимает окисел с алюминия, предотвращает его последующее появление и способствует нормальному контакту с медными жилами.

Разобравшись, как спаять медь с алюминием, можно переходить к более твёрдым металлам.

ФОТО: mastergrad.comИногда без подобного соединения не обойтись

Как спаять медь и нержавеющую сталь

При пайке меди с нержавеющей сталью большую роль играет даже не сам материал припоя, а используемый инструмент, хотя и от расходников многое зависит. Наиболее приемлемые материалы в данном случае это:

  • медно-фосфорный припой;
  • оловянно-серебрянный (Castolin 157);
  • радиотехнический.
Читайте также:  Какую диаметром канализационную трубу используют для стиральной машины

Некоторые мастера утверждают, что при правильном подходе к работе, подойдёт даже самый обычный припой на основе олова и свинца. Главное – это обязательное использование флюса (бура, паяльная кислота), основательный прогрев и лишь после этого пайка (нанесение припоя).

ФОТО: cusi3.ruСложная пайка меди и нержавеющей стали 

Подобные соединения встречаются редко, а потому специализированные припои для подобных целей имеют довольно высокую стоимость.

Пайка меди с железом – возможно ли это

Подобный вариант возможен, но при соблюдении некоторых условий. К примеру, в качестве нагревателя простая пропановая горелка уже не подойдёт. Необходимо использовать пропан с кислородом.

В качестве флюса нужно использовать буру, а вот припоем выступит латунь. Только в этом случае можно надеяться на нормальный результат. Купить припой для пайки меди с железом или нержавейкой несложно.

Главное – это понять, будут ли оправданны излишние затраты.

ФОТО: svarkavol.ruСпайка медной и железной трубки также возможна

А сейчас предлагаем посмотреть на то, насколько аккуратно домашние мастера могут выполнять работу по спайке труб магистралей различного назначения.

В заключение

Пайка меди твёрдым или мягким припоем – процесс довольно интересный. С этим согласится каждый, кто сталкивался с подобной работой.

Главное здесь полностью разобраться с ответом на вопрос, как паять медные трубы газовой горелкой, провода и иные элементы при помощи паяльника, какой флюс использовать. Можно сказать с полной уверенностью, что подобный опыт никогда не будет лишним для домашнего мастера.

Он может пригодиться не только в работах по дому. Возможно, что появится необходимость запаять медную трубку, к примеру, в автомобиле.

Сварка медных труб: тонкости проведения работ

Сварка медных труб для обустройства трубопроводов чаще всего производится путем капиллярной пайки.

Данная методика постоянного соединения труб из меди довольно проста в освоении даже для непрофессионального сварщика, и в то же время обеспечивает отличный (с точки зрения прочности и надежности соединения) результат.

Сварка медной трубы с железнойДанный способ соединения труб в своей основе содержит капиллярный эффект – благодаря явлению адгезии расплавленный припой заполняет сварной шов вне зависимости от положения трубы. Применение капиллярной пайки позволяет паять даже вертикально установленные медные трубы, подавая припой снизу.

Оборудование и материалы для соединения труб

  • Надежное соединение медных труб требует соблюдения некоторых условий.
  • Так, для эффективной пайки меди температура должна превышать 425 градусов, но при этом – не должна превышать температуру плавления соединяемых труб.
  • Кроме того, расстояние между соединяемыми поверхностями должно быть минимальным – это является обязательным условием для возникновения капиллярных сил, благодаря которым и распределяется припой в спаиваемом соединении.

Все вышесказанное касается пайки медных труб с применением твердых припоев.

А вот если при соединении труб используется припой мягкий, то температура сваривания должна быть ниже 425 градусов.

Как видите, от вида и качества припоев во многом зависит итоговый результат. Именно поэтому попробуем разобраться, какие припои используются при соединении медных труб.

  • Стандартный припой применяется чаще всего. Он пригоден для пайки меди, латуни и белой жести, при необходимости его можно использовать также для лужения. Однако для пайки труб в водопроводах с питьевой водой данный припой непригоден.
  • Мягкие припои для фитингов используются для соединения медных труб с аналогичными медными, либо с трубами, изготовленными из красной бронзы, однако основное их применение – соединение медных труб с фитингами из латуни.
  • Твердый припой Rothenberger РОЛОТ — является оптимальным припоем для такой задачи как монтаж медных трубопроводов с применением капиллярно-щелевой техники пайки.
  1. Данный припой применяется в тех случаях, когда трубы монтируются в трубопроводы отопительных систем закрытого и открытого типов, в системах горячего и холодного водоснабжения.
  2. Кроме вполне очевидного применения системы из медных труб, соединенных припоем Rothenberger РОЛОТ широко используются для газоснабжения (работающих со сжиженным и природным газом), для комплектации холодильных установок, для систем кондиционирования и маслопроводов.
  3. Для монтажа медных трубопроводов с использованием припоев серии Rothenberger РОЛОТ не требуются фитинги.
  4. Данные припои относятся к группе серебросодержащих медно-фосфорных припоев и благодаря своим высоким механическим характеристикам (сопротивление необратимой деформации) широко используются для сварки труб там, где трубы подвергаются высокой механической и температурной нагрузке.

Сварка медной трубы с железной

Припой Rothenberger РОЛОТ

  • Медно-фосфорные припои при пайке медных труб являются самофлюсующимися (в отличие от ситуации с пайкой латуни или бронзы – здесь для предотвращения окисления используется флюс).

Медно-фосфорные припои обладают определенной хрупкостью (виной этому фосфорный компонент), именно поэтому их не следует использовать, если материал трубы содержит более 10% никеля, а также – для пайки алюминиевой бронзы.

При пайке латуни или бронзы используют флюс для предотвращения образования окисного покрытия на основных металлах. При пайке меди и медных соединений, медно-фосфорные припои являются самофлюсующимися.

  • Серебряные припои по своим эксплуатационным характеристикам аналогичны предыдущим, однако пониженное содержание фосфора снимает ограничение на их использование при пайке цветных металлов.

Инструменты для пайки труб из меди

Эффективный монтаж медных труб своими руками невозможен без определенного набора инструментов.

При работах с медными трубами, включающих их сварку и монтаж, используются:

  • Труборез – специальный инструмент для резки труб. Выбор модели трубореза определяется диаметром труб, с которыми вы планируете работать, а также – конкретными условиями использования (например, необходимостью обрезки труб в труднодоступном месте). Чем больше диаметр трубореза, тем выше его стоимость.
    Сварка медной трубы с железнойТруборез
  • Фаскосниматель – как следует из названия инструмента, используется для снятия фаски и грата с края обрезанной медной трубы (во избежание образования задиров и заусенцев). Фаскосниматели бывают двух модификаций: в виде карандаша либо в круглом корпусе.

Последняя модификация значительно удобнее в эксплуатации, но максимальный диаметр труб для таких фаскоснимателей составляет 36 мм.

  • Труборасширитель – специальное устройство, которое применяется для расширения концов медной трубы при монтаже без использования дорогостоящих фитингов. Выбор расширителя также зависит от максимального диаметра используемых труб.

Обратите внимание! Для того чтобы вы могли эффективно использовать труборасширитель, трубы должны быть либо достаточно мягкими, либо предварительно отожженными.

Сварка медной трубы с железной

Труборасширитель

  • Для подготовки поверхностей труб к соединению используются либо специальные губки («РОФЛАЙЗ»), либо ершики и щетки для очистки труб.
  • Газовые горелки. Разные виды соединений труб и используемого припоя требуют применения горелок различного типа.

Существуют горелки, работающие от стационарных перезаряжаемых баллонов многоразового типа, а также – более компактные горелки на одноразовых газовых баллонах. В качестве горючего газа в горелках применяется либо пропан, либо ацетилен-кислородная смесь.

Технология соединения медных труб

Итак, припой выбран, все необходимые инструменты подобраны. Пора переходить непосредственно к пайке труб.

Попробуем разобраться, по какой технологии производится соединение, а при необходимости – и ремонт медных труб?

  • Для того, чтобы сварной шов был максимально прочным и однородным, необходимо подготовить поверхности. Главным фактором такой подготовки является их очистка. Для очистки поверхности медной трубы перед свариванием используем губку РОФЛАЙЗ или специальную щеточку.

Также свариваемые поверхности необходимо защитить от вероятного попадания в сварной шов пыли, грязи или смазки – они будут препятствовать проникновению припоя в соединение.

Обратите внимание! Использовать для очистки медных труб перед пайкой вещества или инструменты, несущие абразивные частицы категорически запрещено!

  • Если мы собираемся монтировать медные трубы в систему холодного или горячего водоснабжения, а также – в отопительную систему с максимальной температурой теплоносителя не выше 110 градусов, то для соединения труб между собой можно обойтись без применения фитингов.

Для этого конец одной из соединяемых труб расширяем с помощью труборасширителя на диаметр, достаточный для вхождения в отверстие второй трубы с образованием пространства, достаточного для заполнения припоем.

  • После того как труба расширена, вставляем в нее другую трубу (глубина входа должна быть не меньше диаметра самой трубы). Зазор между внутренней и наружной трубами должен составлять 0,025-0,125 мм.
    Сварка медной трубы с железнойПрогрев соединения
  • Соединенные трубы прогреваем равномерно по всей длине соединения с помощью газовой горелки. Теплота от горелки должна равномерно распространяться по всей окружности соединяемых труб.

При этом припой нагревать не надо, а само соединение ни в коем случае не должно прогреваться до появления признаков плавления металла – это будет отрицательно влиять на срок службы и надежность сварного шва в дальнейшем.

  • Трубы для соединения считаются прогретыми до достаточной температуры, если приложенный к ним пруток припоя начинает плавиться при контакте со стенкой трубы. Чтобы улучшить результат соединения труб, пруток припоя перед началом пайки прогреваем в пламени горелки, не допуская, впрочем, его плавления.
    Сварка медной трубы с железнойПроцесс заполнения шва припоем
  • Если поверхность металла очищена достаточно, то приложенный к месту соединения припой под воздействием высокой температуры в пламени горелки и капиллярных сил начинает проникать в зазор между поверхностями труб. Так как расплавленный припой двигается по направлению к источнику теплоты, трубы должны быть прогреты достаточно.
  • После того, как пропаяно все соединение, трубы укладывают на ровную поверхность, не допуская провисания и деформации. Использование труб допускается не ранее, чем через час после завершения всей технологии сварки труб.
Читайте также:  Резьбовые фитинги для рвд

Правила сварного соединения медных труб

Чтобы сварка и установка медных труб были успешными, необходимо в процессе выполнения работ придерживаться следующих правил.

Итак:

  • Для максимально эффективной сварки пламя газовой горелки должно быть несколько уменьшено. Такое пламя создает максимальный нагрев соединяемых поверхностей, и в то же время — очищает соединение.
  • Все металлические поверхности перед сваривание должны быть предварительно очищены 9без нарушения их целостности) и обезжирены. Сварка необезжиренных или загрязненных поверхностей не допускается.
  • Перед нагревом необходимо проверить взаимное расположение деталей, их размер и требуемые зазоры. В случае, если зазор между деталями меньше требуемого по технологии, применяем труборасширитель с насадкой соответствующего диаметра.
  • При соединении методом капиллярной пайки медных труб с медными флюс не требуется при использовании медно-фосфорного припоя (припой является самофлюсующимся). При пайке медных труб с трубами или фитингами из других металлов (латунь, бронза) или с использованием другого припоя снаружи соединения наносим минимальное количество флюса.

Излишки флюса подлежат обязательному удалению после завершения работ по свариванию труб и перед установкой труб при монтаже трубопровода.

Сварка медной трубы с железной

Соединение через фитинг

  • Детали при пайке прогреваются равномерно, до требуемой температуры. Нагрев соединяемых деталей до температуры их плавления не допускается. В случае перегрева и начала деформации деталь отбраковывается.
  • Цикл нагрева деталей припайке должен быть максимально коротким. Повторный нагрев охлажденных деталей нежелателен – это приводит к снижению прочностных характеристик.
  • При пайке труб припой наносим непосредственно на шов между трубами, проверяя равномерность его распределения в сварном шве. Для равномерного распределения припоя прогреваем шов с помощью газовой горелки.

Техника безопасности при сваривании медных труб

  • При выполнении работ по свариванию медных труб, впрочем как и при проведении сварки труб электросваркой,  необходимо строго соблюдать все правила техники безопасности.
  • Все работы, связанные с выделением токсичных газов и дыма (пайка с использованием припоев с содержанием кадмия, пайка с флюсами, содержащими фтористые соединения) должны выполняться в помещениях, обеспечивающих должный уровень вентиляции.
  • Кроме того, необходимо соблюдать предосторожности при работе с газовыми грелками – как оснащенными одноразовыми баллонами, так и стандартными ацетилен-кислородными.
  • Также не следует забывать об использовании спецодежды и средств индивидуальной защиты – респиратора, очков и перчаток.

Видео-урок по монтажу медных труб

Видео-урок по сварке медных труб

Как видите, описанная выше технология позволяет осуществлять монтаж медных труб без применения дорогостоящих фитингов. Так что при определенном навыке и соблюдении рекомендаций вы сможете сваривать медные трубы в конструкции практически любой сложности.

Как приварить медь к стали – Ковка, сварка, кузнечное дело

При изготовлении многих изделий, таких как испарители, эжекторы, конвертеры, фурмы доменных печей, химическая аппаратура, кристаллизаторы, электровакуумные приборы, и других случаях, появляется потребность соединения различных стальных деталей с медными, бронзовыми или латунными.
Вопросу, как приварить медь к стали уделяется достаточно много внимания, что объясняется разнообразием и трудностью выполнения задач, которые необходимо решать конкретно в каждом случае.

Сварка медной трубы с железной

Помимо непосредственного сваривания медных изделий со стальными деталями, в целях уменьшения расходования цветных металлов целесообразно наплавлять на стальные поверхности медь, бронзу, латунь.

Также в промышленности применяются плакированные стали медью и сплавами на ее основе, к примеру, биметалл латунь-сталь, в котором сочетаются достаточная пластичность и высокая прочность с хорошей теплопроводностью, коррозионной стойкостью, высокими антифрикционными свойствами и электропроводностью.

Эти биметаллы хорошо себя ведут при различных технологических операциях – гибке, сварке, штамповке и пр.

Сварка медной трубы с железной

Условия сваривании медных изделий со стальными

  • При сваривании латуней марок Л062-1 и Л63 используется медная проволока с применением плавленых флюсов АНФ-5 или марки МАТИ-5. Этим способом сваривания можно также воспользоваться для получения соединений меди и стали. В процессе сваривания таким методом необходимо смещать электрод на медную деталь и выбрать такой режим, при котором контактирование жидкой меди со сталью было бы как можно меньше по времени, что бы избежать хрупких прослоек (процесс диффузии меди между зерен стали).
  • Допустимая глубина диффузии меди в структуру стали, без влияния на механические свойства стали не должна быть больше 0,3-0,5мм. Считается, что на диффузию меди в стальные изделия при сварке, наплавке, пайке помимо времени контактирования со сталью расплавленной меди оказывают влияние также следующие факторы: напряженное состояние металла, структурное состояние и химический состав стали.
  • При соединении медных изделий со стальными деталями, свариванием и наплавке медного слоя на поверхность стали применяют керамический флюс марки К-13 МВТУ. Данный флюс содержит следующие компоненты:
  1. мел – 15%;
  2. глинозем – 20%;
  3. магнезит – 15%;
  4. плавиковый шпат – 20%;
  5. песок кварцевый – 8-10%;
  6. бура безводная – 15-19%;
  7. алюминий в порошке – 3-5%;
  • Шихта готовится на жидком стекле, гранулируется и после просушки прокаливается в печи при температуре 450 градусов по Цельсию. Сварка проводится на постоянном напряжении с обратной полярностью, при этом свариваемое изделие жестко крепится на медной подкладке с охлаждением (толщина до 2,5мм) или на графитной (толщина 5-6мм).

Разделы: Сварочные работы – как варить

Разнообразные методы соединения меди

Сварка медных труб. Медные коммуникации обладают массой преимуществ. Трубопроводы, изготовленные из меди, обладают отличным сроком службы, прекрасными эксплуатационными характеристиками, выдерживают высокие нагрузки, перепады температур, давление, трубопровод из меди можно смело прятать в пол или стены, не боясь при этом за его целостность.

Трубы из меди применяются во множестве отраслей промышленности — от самолетов до водопроводов, а также в бытовых целях. Медь легко перерабатывается, почти не портится со временем — срок службы коммуникаций из меди может легко превысить срок службы самого здания.

Соединение медных труб — достаточно ответственная задача. Обычно для этой цели используется сварка, что мы и рассмотрим в этой статье.

Скажем сразу, что сварка медных труб — достаточно сложное занятие, поскольку медь сама по себе сваривается достаточно сложно — в частности, для этого необходимы специальные электроды и защитная атмосфера.

Сварка медной трубы с железной

Идеальный материал для трубопровода

Способы сварки медных труб

Технология сварки меди, оборудование и электроды выбираются, прежде всего, в зависимости требуемой герметичности шва, назначения свариваемых труб и прочих желаемых характеристик соединения.

Как правило, применяется два метод соединения медных труб — это газовая (ацетиленовая) и электродуговая сварка. В качестве электродов для электродуговых работ могут применяться как плавкие, так и неплавкие электроды — мы рассмотрим оба вида.

Помимо этого, для соединения медных труб могут использоваться такие технологии, как соединение прессованием и соединение разъемными соединениями — для этого применяются различные соединительные элементы, фитинги и так далее.

Несмотря на то, что эти способы позволяют достичь достаточно прочного и надежного соединения, в данной статье они рассматриваться не будут, поскольку она посвящена именно соединению медных труб.

Сварка медных труб плавкими электродами

Ручная сварка медных труб с использованием плавких покрытых электродов дает возможность получать удовлетворительные свойства сварного соединения, однако состав шва будет иметь существенные отличия от состава металла самих труб — это происходит за счет легирования меди раскислителями во время сварочного процесса.

Раскислители для соединения меди вводятся в проволоку электрода и в его покрытие. При этом для добавок в проволоку электрода могут применяться кремний, марганец, олово, фосфор, цинк и так далее; в покрытие же добавляются такие материалы, как плавиковый и полевой шпаты, ферросилиций, ферромарганец, кремнистая медь и так далее, само же покрытие замешивается, как правило, на жидком стекле.

Недостатки этого метода сварочных работ — это сниженная тепло- и электропроводность сварного шва, особенно при работе медными электродами, сильное разбрызгивание, повышенная пористость шва и отличия его химического состава от основного металла.

В качестве плавких электродов используются такие электроды, как «Комсомолец-100», «МН-5», для бронз — «МНЖ5-1».

Возможна сварка меди плавкими электродами с использованием флюсового покрытия — в частности, может применяться керамический флюс типа ЖМ-1. Для того, чтобы повысить характеристики соединения, могут использоваться электроды из бронзы — это, например, электроды БрКМЦ3-1.

Читайте также:  Калькулятор для расчета фермы из профильной трубы для навеса

Сварка неплавкими электродами

Ручная и автоматизированная сварка медных труб может проводиться в защитной среде с использованием неплавкого электрода — чаще всего используются

вольфрамовые электроды толщиной до 10мм и присадочная проволока, помимо этого,
возможно использование и плавких электродов.

В качестве защитных газов используются аргон, гелий, азот. Последний наиболее целесообразен в использовании, так как такая сварка дешевле, а КПД разряда выше. При соединении труб малой толщины лучше использовать аргон, так как дуговой разряд в нем более устойчив.

Для сварки меди вольфрамовым электродом используется постоянный ток прямой полярности, материал электрода — чаще всего лантанированный вольфрам (электроды ЭВЛ) либо вольфрам с добавлением иттрия (ЭВИ), а также торированный вольфрам. Электрод располагается в плоскости стыка под необходимым углом, при необходимости трубы подогреваются до нужной температуры.

Сварка меди и ее сплавов угольным и графитовым электродом применяется ограниченно, в основном для соединения малоответственных изделий. Электроды затачиваются на конус, ток прямой, полярность обратная. Возможно использование присадочных материалов с добавкой фосфора в качестве раскислителя, а также добавка в сварочную ванну флюса — как правило, для этого используется бура.

Газовая сварка медных труб

Сварка меди и ее сплавов может проводиться с использованием кислородно-ацетиленовой горелки.

Сварка медной трубы с железной

Процесс газовой сварки меди

  • Рассмотрим этот способ подробнее.
  • До недавнего времени ацетиленовая сварка являлась основным процессом для сварки меди и медных сплавов, но сейчас ее вытеснили более совершенные сварочные процессы.
  • Существенный недостаток метода — значительная деформация труб за счет высокой температуры, а также повышенная зернистость соединения.

С помощью ацетиленовой сварки возможно соединение труб диаметром до 120мм и с толщиной стенок до 4 мм. Для сварки применяются присадочные стержни диаметром до 12 мм марок Св-08 и Св-08А.

Поворотные стыки сваривают за один проход, поворачивая трубу. Пламя при сварке делают нейтральным, расход ацетилена — около 100 литров в час на миллиметр толщины стенки.

Контактная сварка меди

Помимо вышеперечисленных методов, возможна и контактная сварка меди. Для контактной сварки меди широко применяются тугоплавкие электроды — их изготавливают из вольфрама и молибдена. При контактной работе с медью важно использовать качественный присадочный материал, поскольку сама по себе медь об
ладает плохими литейными свойствами.

Для того, чтобы шов, полученный контактной сваркой, обладал наилучшими характеристиками, рекомендуется использовать присадочный материал из чистой меди с добавлением раскислителей — это позволит добиться наилучших результатов контактной сварки.

Заключение

Мы рассмотрели различные способы сварки меди. Как несложно заключить, наиболее перспективной технологией является дуговая сварка в защитной среде с использованием неплавкого вольфрамового электрода и с добавлением присадочной проволоки подходящего состава — то есть с добавлением раскислителей, позволяющих добиться оптимальных характеристик сварного шва.

Способы сварки меди с нержавейкой: ручная аргонодуговая, электродуговая, ультразвуковая

Преимущественные характеристики меди:

  1. Теплопроводность.
  2. Хорошая пластичность металла.
  3. Устойчивость к коррозиям.
  4. Электропроводность.
  5. Низкий коэффициент трения.
  6. Долговечность.

Отличительные особенности меди

Медь способна проводить тепло в шесть раз больше по сравнению с обычным железом. Из-за этого сварку необходимо производить с увеличенной тепловой энергией, а в некоторых случаях возможен даже предварительный подогрев основного металла.

В обычных условиях медь инертна, но в процессе нагревания она вступает в реакцию с кислородом, водородом, фосфором и серой. Кислород способен окислять медь при высокой температуре, а выше 900 оС скорость окисления значительно увеличивается.

Это происходит из-за того, что в первоначальном составе меди содержится кислород в связанном состоянии. Закись меди образует эвтектику с меньшей температурой плавления (1065 оС). Температура плавления меди 1085 оС.

Поэтому кислород, что содержится в ней, ухудшает ее положительные показатели.

Сложности сварки меди с нержавейкой

Наличие водорода и его выход в атмосферу имеет влияние на конечный результат сварки с нержавеющей сталью. Он может вызвать пористость меди и в дальнейшем образовать трещину в сварочном шве. Растворимость водорода зависит от температуры и парциального давления в атмосфере защитных газов. В процессе кристаллизации водород в меди растворяется в два раза быстрее, чем в другом железе.

В процессе сварки есть вероятность появления пористости в околошовной области из-за накапливания там водорода. Поэтому к свариваемому металлу предъявляют жесткие требования по содержанию в нем водорода. Электрошлаковый переплав и вакуумное плавление позволяют понизить содержание водорода в меди.

Сера в меди присутствует до 0,1%, растворяется в жидком виде, но нерастворима в твердой меди. На качество сваривания не имеет существенного влияния.

Из-за перечисленных выше свойств существуют определенные сложности сварки меди с нержавеющей сталью:

  1. Разный химический состав. Водород и кислород, присутствующие в меди, может существенно снизить качество сварочного шва.
  2. Разные коэффициенты теплопроводности (у нержавеющей стали он намного ниже).
  3. Разный температурный режим плавления: нержавейка плавится при 1800 оС, а медь при 1085 оС, активно вступая в реакцию с атмосферными газами.
  4. Коэффициент растворения меди в нержавейке имеет максимум 0,4%.
  5. В процессе формирования сварочного шва между сталью и медью формируется резкая граница из-за перенасыщения вкраплений из стали.
  6. Есть вероятность образования в стали слоя с микротрещинами, которые будут заполнены медью. Для избежания этого необходимо сварочную дугу немного перемещать на медную деталь: таким образом в область шва подается расплав меди.

Надежный и прочный сварной шов можно получить с помощью ручной аргонодуговой сварки. Наплавляя медный металл на нержавейку с использованием флюсов в сфере защитных газов, полученное соединение будет устойчиво к длительным статическим нагрузкам (не теряя своей пластичности). Перед началом сварки необходимо обработать кромки шва 10% раствором каустической соды.

Проще выполнить сваривание нержавейки с чистой медью, чем с дополнительными включениями. Встречается такой состав без примесей реже, поэтому выбор свариваемого способа и основная технология процесса сварки такая же, как и для других цветных металлов.

Основные способы сваривания меди с нержавейкой

Нержавейка и медь достаточно различны по своим составам, самый распространенный способ их сваривания – аргонодуговой. Также возможно применение электродуговой, совсем редко – ультразвуковой сварки.

Ручная аргонодуговая сварка

Данный тип сварки выполняется с повышенной силой сварочного тока, это вызвано высокой способностью меди к теплопроводности. В некоторых случаях допустимо применение стальной подкладки. Суть ручной аргонодуговой сварки – в образовании сварочного шва с помощью расплавления присадочного материала.

Использование газа аргона защищает сварочную ванну от негативного воздействия химических элементов атмосферы, таким образом убирается вероятность появления дефектов и брака в сварочном шве.

Для выполнения сварочных работ берутся неплавящиеся вольфрамовые электроды. Если вместо аргона используется другой газ (азот), то в этом случае необходимо применять графитовые электроды. Аргон на 38% тяжелее кислорода, что позволяет успешно вытеснять его из области сварки.

Аргонодуговая технология позволяет добиться содержания железа в сварочном шве до 10%. А если применить холодную сварку, то его содержание будет более 10%. Чтобы увеличить итоговую прочность шва, его дополнительно легируют с помощью цинка.

Необходимая техника:

  • инвертор или другой источник питания, подходящий для аргонодуговой сварки;
  • вольфрамовые электроды;
  • аргон;
  • редуктор;
  • присадочный материал;
  • защитные элементы (сварочная маска, перчатки и т. д.).

Электродуговая технология сваривания

Этот универсальный способ сваривания можно применять и для сварки меди с нержавеющей сталью. Электродуговую сварку необходимо выполнять с помощью источника большого тока с невысоким напряжением. Технология электродугового метода одновременно позволяет произвести плавку металла электрода (или присадочного материала) и соединяемого металла, вследствие этого формируется сварочная ванна.

Между электродом и металлом возникает дуговой разряд. Расплавление происходит за счет локального распределения тепловой энергии дуги, образовывая сварочную ванну и защитный шлак.

Необходимое оборудование:

  • источник питания;
  • плавящиеся или неплавящиеся электроды;
  • молоток, зубило;
  • металлическая щетка;
  • присадочный материал;
  • защитная одежда (маска, перчатки).

Ультразвуковая сварка

Данный вид сварки используется только в промышленных сферах. Сущность данного способа в преобразовании электрических колебаний в механические. Чаще используют для сваривания пластмассы, но возможно использование и для цветных металлов.

Оборудование:

  • источник питания;
  • кронштейн для крепления;
  • система преобразования колебаний;
  • привод для увеличения силы давления.
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector