Отопление и водоснабжение вашего дома - [46]
Сварка применяется для соединения медных труб диаметром более 108 мм и толщиной стенки от 1,5 мм.
Наиболее распространенный метод соединения медных труб в системах домашнего водоснабжения и отопления — пайка как твердым припоем (высокотемпературная пайка), так и мягким припоем (низкотемпературная пайка).
Пайка медных трубопроводов
Пайка — сложный физико-химический процесс получения неразъемного соединения материалов в результате взаимодействия твердого паяемого (деталь) и жидкого присадочного металла (припоя) путем их расплавления при смачивании, растекании и заполнении зазора между ними с последующей его кристаллизацией.
Портативные горелки для пайки.
Техника соединения медных труб очень легка и надежна. Наиболее распространенной и популярной техникой соединения труб является капиллярная низкотемпературная и высокотемпературная пайка. Мягкая пайка (низкотемпературная) проходит при температуре 220–250 °C в зависимости от примененного припоя. Для нагрева соединения применяют газопламенный нагрев смесями: пропан-воздухпропан-бутан-воздух. Допустимо применение ацетилен-воздух.
Электрические нагреватели (щипцы).
В случае, когда недопустимо применение открытого пламени, для небольших диаметров применяют электрические нагреватели электро-индукционного 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.
Образование паяного соединения сопровождается спаем между припоем и паяным материалом. Прочностные характеристики паяного соединения определяются 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 между 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.
Получение паяного соединения состоит из нескольких этапов:
— предварительной подготовки паяемых соединений;
— удаления загрязнений и окисной пленки с поверхностей паяемых металлов с помощью флюса;
— нагрева соединяемых деталей до температуры ниже температуры плавления паяемых деталей;
— введения в зазор между паяемыми деталями жидкой полоски припоя;
— взаимодействия между паяемыми деталями и припоем;
— кристаллизации жидкой формы припоя, находящейся между соединяемыми деталями.
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 мин (в ходе соревнования до 1,5 мин). В результате медные трубопроводы в сантехнике на низкотемпературной пайке стали классическим вариантом.
ПАЙКА КАК СПОСОБ СОЕДИНЕНИЯ ИМЕЕТ ОПРЕДЕЛЕННЫЕ ДОСТОИНСТВА:
❐ она 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 выдерживаются 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.
Твердая (высокотемпературная) пайка проходит при температурах 670–750 °C. Для пайки применяется только газопламенный метод нагрева. Используются смеси: пропан-кислород, ацетилен-воздух. Допустимо ацетилен-кислород.
Основой капиллярной пайки является так называемый капиллярный эффект, его суть заключается в том, что при небольшом расстоянии между стенками двух смачиваемых поверхностей жидкость за счет явления адгезии поднимется вверх по капилляру, преодолевая при этом силу тяжести. Этот эффект дает возможность припою равномерно распространяться по всей поверхности вне зависимости от положения трубы (можно, например, подавать припой снизу).
