Ювелирное обозрение

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.

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.

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.

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.

Есть много способов сварки медных труб: индукционное соединение труб из меди, капиллярное соединение, разные тройники.

При этом в любой варке медных патрубков есть свои тонкости. В данной статье мы детально опишем, какие действия предпринять, чтобы соединение байпаса из меди саморучно получилось удачным.

Методы соединения труб из меди

Из самых простых методов — тройники для пайки медных труб. Ими легко пользоваться, для установки не нужны определенные навыки и механизмы. Но существует один нюанс: сварку с тройниками можно сделать только на патрубках, где есть резьба.

Как действовать, есть необходимо соединить стандартные гладкие байпасы из меди? Можно сказать, что возможно присоединить патрубки из меди при помощи фена.

Но это не очень хорошая идея. Да, такой прием может пригодиться (при наличии мощного строительного фена), но есть шанс, что вы перегреете металл.

Также существует индукционная сварка труб из меди. Ее просто сделать дома, поэтому не будем сильно останавливаться на ней.

Достаточно будет просмотреть видеообзор. Еще существует капиллярная сварка байпаса из меди. В нее входит сварка на высоких и низких температурах.

Чтобы соединить детали, у вас должны быть припой для сварки и стандартная горелка на газу. Оба эти методы часто используемые и легки в выполнении дома, поэтому обсудим пайку труб из меди твердым сплавом для паяния при использовании горелки.

Способ на больших градусах

Варка медных патрубков при применении высокой температуры часто используется. Такое капиллярное соединение медного байпаса происходит при нагреве больше 500`. В работе используют обычные сплавы для паяния медных труб в связках.

Они должны содержать металлы тугого плавления, лучше, чтобы сплав для паяния был из меди. Благодаря такому припою, будет сформировано хорошее и крепкое соединение. Такой способ сварки также именуют твердой.

Сварка патрубков из меди твердым сплавом для паяния получается по причине нагрева металла до приблизительно 750`. В этом случае припой должен расплавиться от нагрева горелкой, а не от нагретого байпаса.

Это важное правило. Такое способ разумный, если необходимо соединить патрубки, которые будут проводить централизованный газ или высокотемпературные жидкости.

Способ на низких температурах

Капиллярное соединение медных труб на низкой температуре заключается в использовании тех же механизмов, но детали из меди спаиваются при минус 500`.

В виде сплава для паяния тут не подходит твердый материал, тут необходим мягкий сплав металла легкого плавления. Тогда лучше использовать олово и свинец.

Такое соединение именуют мягким. Еще одно различие от твердой сварки в том, что тут сплав для паяния расплавляется не от огня электрогорелки, а, как раз, от прогретого элемента до больших градусов.

Поэтому такой метод сварки безопаснее для работы неопытным мастерам — возможность обжечься сводится к минимуму. Мягкая сварка хорошо подходит для соединения патрубков из меди маленькой ширины.

Как спаять элементы на основе меди

Кроме самого металла, необходимо приобрести стандартные дешевые устройства и компоненты. Для защиты элементов, пригодится пастообразный минерал. Помазок, чтобы его нанести. Твердый сплав для паяния (допустим и мягкий, исходя из варианта сварки).

Выбирая сплав для твердой сварки, изучите состав, в нем не должен содержаться свинец. При покупке сплава для паяния мягкой сварки, в нем, кроме компонентов олово и свинец, может содержаться еще серебро.

Независимо от задачи, в продаже есть сплав для паяния медного байпаса трех миллиметров.

Среди устройств понадобится прибор для нарезки металла, с ним можно нарезать патрубки. Заметьте, что прибор для резки труб должен быть хорошего качества, чтобы он не погнул металл при резке и не замял края.

Еще необходим инструмент, чтобы снять пастообразный минерал и щетка, чтобы зачистить байпас внутри. Также понадобится инструмент, чтобы расширять патрубки.

Важно помнить про самый необходимый прибор — горелку. Пламя надо настроить на узкое направление.

Если вы не можете работать с открытым огнем, но есть материальные средства, то купите паяльник для труб из меди. Его можно подключить к обычной розетке.

Такой прибор способен работать при любом припое. Его можно взять в качестве замены других инструментов, но надо будет купить качественный аппарат.

Способ сварки труб из меди

Сначала, при помощи прибора для нарезки металла, отсеките части патрубка той протяженности, которая нужна. После нарезки, кромки байпаса могут иметь зазубрины, их надо убрать при помощи прибора, который снимает пастообразные минералы с металла.

Дальше, необходимо зачистить трубу внутри, применяя щеточку определенной длины. Надо обезжирить покрытие, применяя любой растворитель. Дальше, надо сделать патрубок шире прибором, чтобы присоединить пары труб воедино.

Сначала удостоверьтесь, что патрубки присоединены воедино достаточно плотно. Должен быть маленький зазор. Покрываем металл пастообразным минералом (только в области стыка патрубков).

Для нанесения пастообразного минерала используйте кисточку и ровно размажьте смесь по поверхности. Не накладывайте толстый слой пасты, на детали не должно оставаться лишнего.

При применении тройников для сварки медных патрубков, можно просто присоединить их воедино. Крутите их до конца. Должно получиться крепкое соединение, а паста должна лежать равномерным слоем.

Работая мягко сваркой, загорите горелку и ждите ее разгорания. Далее, поднесите огонь к соединению патрубков. Направляйте горелку в правую и левую стороны, чтобы равномерно разогреть элемент.

Возьмите сплав для паяния и понемногу прикладывайте его к щели между трубами, чтобы он расплавился.

Когда припой немного расплавится, уберите горелку, чтобы расплавленный материал заполнил зазор. Для этого нет необходимости целенаправленно разогревать припой, его плавление должно происходить от нагретого элемента.

Когда щель полностью заполнится сплавом паяния, соединению необходимо остыть. Лучше просто оставить эти элементы не надолго и не охлаждать дополнительно извне.

Чтобы сваять трубы из меди твердой сваркой, мы тоже применяем горелку. Необходимо быстро нагреть патрубки, но нагрев должен быть равномерным. Основное — не перегреть. Поэтому важно быстро действовать.

Настройте пламя горелки не до интенсивного, а немного выше среднего.

Горелку так же необходимо направлять на правую и левую стороны, чтобы разогреть, но немного быстрее. Лучше приобрести еще дистанционный градусник, чтобы следить за температурными показателями нагрева патрубка — до 800.

При отсутствии такого устройства, наблюдайте за цветом элемента, он должен стать темно-красным. Как только он таким станет, направляйте сплав для паяния в щель.

Он сразу начнет расплавляться от сильно нагретого элемента. Можно изначально немного разогреть сплав, чтобы работа пошла быстрее.

Хороший выход в двух вариантах — это точное наложение спала для паяния в щель. Новичку это, наврятли, удастся сразу, но со временем, у вас может получаться работать быстрее и лучше.

После применения твердой сварки, элемент тоже необходимо оставить остыть, и лучше не трогать его, чтобы не обжечься. Потом зачистите остатки пасты, если они будут на металле.

Заключение

Сварка труб из меди — простая работа, которую можно быстро научиться делать, даже не имея опыта работы со сваркой.

Соединение патрубков из меди легко сделать самому, важно помнить, что для этого понадобятся вспомогательные инструменты, трубы из меди и тройники для пайки.

Расскажите о своем опыте в отзывах, это может быть полезно неопытным мастерам. Успеха вам в работе!

Если вы планируете самостоятельно обустроить в доме медный трубопровод, стоит воспользоваться наиболее популярным методом проведения сварных работ — капиллярной пайкой.

Эта методика позволяет добиться прочного соединения, кроме того проста в освоении, благодаря чему применять ее может даже начинающий сварщик.

Такой способ соединения труб основан на капиллярном эффекте — припой, расплавленный до жидкого состояния, заполняет собой сварной шов и позволяет надежно соединить две поверхности. Капиллярная пайка, с подачей припоя снизу, дает возможность соединять медные трубы в любом положении, даже расположенные вертикально.

Материалы и оборудование, применяемые для соединения труб

Чтобы надежно соединить медные трубы необходимо соблюсти ряд определенных условий.

• Оптимальная температура спаивания медных труб должна быть выше 425 градусов, но нельзя при этом превышать температуру плавления меди.
• Еще один нюанс — при соединении труб их края нужно расположить как можно ближе друг к другу. Соблюдение этого условия крайне важно для правильного распределения припоя и получения прочного сварного шва.
• Вышесказанное относится к случаям, когда пайка выполняется с применением твердого припоя. Если же используются мягкие виды припоев, температура выше 425 градусов при сварке недопустима.

Вид используемого припоя, оказывает значительное влияние на итоговый результат сварки. Поэтому перед началом сварных работ следует разобраться в их основных различиях и тонкостях применения.

Работая с медными трубами, наиболее часто пользуются следующими видами припоев:

• Стандартный. Он подходит для пайки меди, латуни, белой жести, а также может быть применен для лужения. Однако для трубопроводов, предназначенных под питьевую воду, этот вид припоя не годится.
• Мягкий. Такой припой чаще всего применяют для пайки в местах соединения труб и фитингов.
• Твердый (Rothenberger РОЛОТ). Наиболее оптимальный вид припоя для сварки медных труб капиллярно-щелевым способом. Используется в процессе монтажа труб в трубопроводы различных систем отопления и водоснабжения.

Медные трубопроводы, соединенные с помощью Rothenberger РОЛОТ, применяются не только в отрасли водоснабжения, но и в газоснабжении. Кроме того, такие трубы могут выступать в роли комплектующих к холодильным установкам, системам кондиционирования и маслопроводам.

Полезная информация! Если при монтаже медных трубопроводов был использован припой Rothenberger РОЛОТ, фитинги уже можно не применять.

Рассматриваемый припой относится к медно-фосфорным, а также содержит в составе серебро и имеет высокую сопротивляемость деформациям. Благодаря этому он широко применяется для сварки труб, которые эксплуатируются в условиях повышенных температур и значительных физических нагрузок.

Припой Rothenberger РОЛОТ

• Во время сварки медных труб медно-фосфорные разновидности припоев являются самофлюсующимися. А при пайке латуни и бронзы следует дополнительно использовать флюс, чтобы предотвратить образование окиси на металле.
• Припои медно-фосфорные, из-за наличия компонентов фосфора в их составе, отличаются некоторой хрупкостью. Поэтому нецелесообразным будет их использование для соединения алюминиевой бронзы и труб с содержанием никеля более 10%.
• Припои, содержащие серебро, аналогичны медно-фосфорным по своим характеристикам, но благодаря пониженному содержанию фосфора, они могут быть использованы для пайки цветных металлов.

Инструменты, необходимые для пайки медных труб

Для того чтобы своими силами качественно осуществить монтаж медного трубопровода, вам понадобится ряд специальных инструментов.

При сварке и монтаже медных трубопроводов используются:

• Труборез. Этот инструмент, который, как понятно из названия, предназначен для резки труб. Конкретная модель трубореза подбирается в зависимости от того с трубами какого диаметра вы будете работать и других особенностей монтажа (к примеру, трубы предстоит обрезать в труднодоступных местах). Стоимость трубореза в основном зависит от его диаметра.
• Фаскосниматель. С его помощью обрабатывают края обрезанной трубы, а именно снимают фаску и грат. Фаскосниматели могут иметь вид карандаша или быть заключенными в круглый корпус. Последние очень удобны в использовании, но имеют недостаток — непригодны для обработки труб диаметром более 36 мм.

Труборез

• Труборасширитель. Это устройство, широко применяемое в ходе монтажа трубопровода для расширения концов труб и позволяющее в некоторых случаях обойтись без дорогостоящих фитингов. Решающим фактором для выбора модели труборасширителя также становится диаметр монтируемых труб. Работать он может как на ручном приводе, так от электричества (более производительный вид труборасширителя, подходящий для больших объемов работ).

Совет! Для эффективного использования труборасширителя, труба должна обладать достаточной пластичностью и легко гнуться. В противном случае перед расширением ее следует разогреть горелкой, иначе есть риск разрыва трубы.

Технология сварки медных труб

После подбора необходимого оборудования и выбора припоя наступает следующий этап работ — пайка труб.

Рассмотрим самые важные технологические моменты, которые следует учесть как при первичном соединении, так и, в случае необходимости, при ремонте медных труб.

• Для получения максимально однородного и прочного шва первоочередная задача — произвести тщательную очистку поверхности труб. Для этих целей обычно используются специальные губки РОФЛАЙЗ или щетки.

Также перед началом пайки нужно убедиться, что на свариваемых поверхностях отсутствует пыль, смазка или другие посторонние вещества, так как это может помешать правильному распределению припоя.

Обратите внимание! Перед пайкой медных труб нельзя очищать их поверхность абразивными веществами или инструментами.

• При сооружении медного водопровода, предназначенного под водоснабжение (горячее и холодное), а также под отопительные системы, рассчитанные на температуру не более 110 градусов, установка фитингов не является обязательной.

Чтобы выполнить такой монтаж, следует с помощью труборасширителя увеличить отверстие на конце одной из труб, которые планируется соединить, до размера пригодного для вхождения в нее второй трубы и наполнения припоем.

• Далее в расширенный конец одной из труб вставляется вторая на глубину не менее их диаметра. Оптимальный зазор между внутренней и наружной трубой при этом должен равняться 0,025-0,125 мм.

Прогрев места соединения медных труб

• Соответственно технологии, место соединения следует прогреть по всей его протяженности. При этом нужно постараться распределить тепло равномерно по всей окружности стыка труб.

В процессе прогрева стоит избегать излишнего (металл не должен при этом плавиться) перегрева стыка труб, так как это оказывает отрицательное влияние на надежность шва, и, соответственно, уменьшает срок службы трубопровода.

• Определить, достаточно ли прогреты трубы, можно прикоснувшись к ним прутком припоя, если он начал плавиться — нужная температура достигнута. Для того чтобы соединение получилось более качественным, перед началом пайки пруток припоя можно немного прогреть горелкой, следя при этом, чтобы не началось плавление.

Заполнение шва припоем

• Если поверхность соединяемых труб была тщательно очищена, то после того, как припой будет приложен к месту соединения, под влиянием высоких температур он начинает плавиться и заполнять собой зазор между трубами. Он имеет свойство двигаться в сторону источника тепла, поэтому трубы в месте соединения предварительно тщательно прогревают.
• После окончания пайки, трубы, во избежание деформации, выкладываются на ровную поверхность. Пригодными к дальнейшему использованию они становятся примерно через час после завершения сварных работ.

Основные правила соединения медных труб путем сваривания

Для того чтобы сваривание и последующая установка медных труб были выполнены успешно, во время работы следует придерживаться ряда правил, а именно:

• Не стоит производить сваривание слишком длинным пламенем газовой горелки, поскольку уменьшенное пламя дает более качественный прогрев соединяемых поверхностей, а также способствует очищению соединения.
• Еще один важный нюанс — тщательное обезжиривание и очищение поверхности металла перед сваркой. Все действия при этом следует выполнять аккуратно, не нарушая целостности трубы. Недопустимо приступать к сварным работам не выполнив это условие.
• Перед началом нагрева, нужно убедиться, что все детали правильно расположены, имеют нужный размер и зазоры. Если зазор меньше, чем требуется по технологии, следует его увеличить, воспользовавшись труборасширителем с соответствующей насадкой.
• Если вы соединяете две медные трубы при помощи метода капиллярной пайки и используете медно-фосфорный припой, то флюс в этом случае не требуется, так как данный припой — самофлюсующийся. Но когда медные трубы соединяются через фитинг из другого металла или с применением припоя другого вида, то с наружной стороны соединения нужно нанести немного флюса.

По завершении сварных работ и до начала установки труб и их монтажа, излишки флюса с поверхности металла обязательно удаляются.

Соединение через фитинг

• В процессе пайки соединяемые детали, равномерно прогревая, следует довести до необходимой температуры, не допуская при этом их нагрева до градуса плавления металлов. Если все-таки произошел перегрев и деформация участков трубы, то они отбраковываются.
• Циклы нагрева при пайке должны быть непродолжительными. Нагрев уже охлажденной детали заново не допускается, поскольку это ведет к снижению прочности соединений.
• Припой следует наносить непосредственно на сам сварной шов, контролируя при этом равномерность его распределения. Для большей равномерности шов прогревается при помощи газовой горелки.

Меры безопасности во время сварки

Сваривание медных труб, как и любой другой вид сварных работ, следует производить в строгом соответствии со всеми правилами и мерами безопасности.

Так как используемые при сварке припои, содержат кадмий и фтористые соединения, которые способствуют образованию опасных для здоровья токсических газов и дыма, приступать к выполнению работ можно только убедившись, что помещение хорошо вентилируется.

Также не стоит забывать о правилах эксплуатации газовых горелок, как стандартных ацетилено-кислородных, так и с одноразовыми баллонами. Газовые горелки не следует включать вблизи каких-либо легко воспламеняемых предметов и веществ, во избежание возгорания. Если вы используете горелку со сменными баллонами, в процессе замены соблюдайте осторожность — не допускайте их падения и механических ударов.

Кроме того, во избежание ожогов и повреждения глаз, всегда проводите сварные работы в спецодежде и с использованием средств индивидуальной защиты — специальных очков со светофильтрами, респиратора и перчаток.

Видео-урок. Монтаж медных труб.

Видео-урок. Сварка медных труб.

Технология, приведенная в этой статье, позволяет выполнять монтаж медных трубопроводов, не используя дорогостоящие фитинги. Придерживаясь вышеописанных рекомендаций и обладая некоторыми базовыми навыками, вы без проблем сможете самостоятельно обустроить в своем доме медный трубопровод практически любой сложности.