Медно-фосфорный припой

Медно-фосфорный припой

Автор: Игорь

Дата: 22.07.2016

  • Статья
  • Фото
  • Видео

Считается, что медь очень хорошо поддается спаиванию. Это действительно так, если правильно подобрать расходные материалы и соблюдать технологию. Одним из основных таких материалов, которые активно применяются в промышленности и в частной сфере является припой медно-фосфорный. Он специально был разработан для спаивания меди, бронзы и латуни, а также различных их комбинаций. Несмотря на то, что в названии имеется всего два элемента, на самом деле это трехкомпонентный материал. В нем содержится еще серебро, которого здесь имеется целых 15%. Это помогает использовать технику в холодильной промышленности. Материал можно использовать как припой для пайки медных труб. Он обладает относительно низкой температурой плавления.

Меднофосфорный припой обладает повышенной текучестью, что помогает установить хорошие молекулярные связи с основным металлом, а также проникнуть во все глубины и трещины, что улучшит контакт. Благодаря этому, паяный шов отличается достаточно высокой прочностью и при этом отлично сопротивляется образованию коррозии. Припой медно-фосфорный обладает такой особенностью, что для его работы не нужен дополнительный флюс, так как в его составе имеется фосфор, который и выполняет все необходимые функции. Данный материал широко применяется при ремонте и монтаже холодильного оборудования. Также его применяют для изделий, которые подвергаются небольшим вибрационным нагрузкам и легким механическим ударам. Если в определенной марке имеется пониженное содержание серебра, или же оно вовсе отсутствует, то повышается пластичность готового шва.

Пайка медно-фосфорным припоем

Когда проводится пайка элементов, в которых имеются не термостойкие детали, к примеру, смотровые стекла, клапаны, ТРВ и прочее, то их следует предварительно охладить, чтобы не допустить критичного перегрева. Когда проводится пайка бронзы и латуни меднофосфористым припоем, то желательно все же применять флюс, чтобы они не покрывались окислительной пленкой, которая будет мешать растеканию и смачиванию расходного материала. В то же время, когда речь идет о меди и ее соединениях, то припой является самофлюсующимся. Не стоит применять данный материал для спаивания стали, так как по границе шва будет образовываться хрупкая пленка из фосфоритов. Ее наличие ставит под угрозу герметичность соединения. Также нежелательно использовать припой медно-фосфорный для тех цветных металлов, в составе которых содержится никель в соотношении выше 10%. Сам процесс может происходить при помощи стандартной горелки, которая бы смогла разогревать рабочие области до требуемой температуры. Материалы производятся согласно ГОСТ 16882.2-71.

Наиболее популярные модели медно-фосфорного припоя

На рынке присутствует множество моделей данного вида припоя от разнообразных производителей и брендов. Стоит остановить внимание и рассмотреть поподробнее самые популярные из них.

1. Felder CuP6 – чаще всего данный припой от немецкого производителя используется в работе с кондиционерами, системами вентиляции, трубопроводами и газопроводами. В специализированных торговых точках можно найти данное вещество в двух формах: пруты или гранулы. Материал начинает подвергаться плавлению при достижении температурной отметки в 300 градусов по Цельсию.

2. Harris 0 – основным назначением данной модели работа с медными деталями. В химическом составе вещества отсутствует серебро. Материал начинает подвергаться плавлению при достижении температурной отметки в 755 градусов по Цельсию. Состав вещества состоит из двух компонентов и выглядит следующим образов (значения указаны в процентном соотношении):

3. Castolin rb-5246 – твердая версия припоя от популярного немецкого бренда. Отличается своим высоким уровнем свойства смачиваемости, что позволяет добиваться практически идеально гладкого итогового результата соединения. Рабочая деятельность спаянного изделия может осуществляться при температурах до 150 градусов по Цельсию. Плавиться припой начинает при нагреве от 715 градусов по Цельсию.

4. Ф2 – отечественная модель медно-фосфорного припоя универсального типа. Достаточно твердая структура присадочного материала, позволяет создавать соединения с относительно хорошими физическими свойствами и механическими характеристиками. Также стоит отметить достаточно хорошую текучесть материала в расплавленном состоянии.

5. ПМФ 7 – еще одна модель припоя от отечественного производителя с семипроцентным содержанием флюса в составе. Благодаря достаточно высокой текучести с помощью данного расходного материала можно создать прочное и плотное соединение. В работе со всеми металлами и сплавами, за исключением меди, требуется применять дополнительный флюс для повышения качества итогового результата. Нельзя использовать вещество в работе со всеми видами сталей и чугуна. Припой начинает подвергаться процессу плавления при достижении температурной отметки примерно в 750 градусов по Цельсию.

Физические и химические свойства материала

Присадочный материал для пайки, в основе химического состава которого лежат медь и фосфор, получает все свои свойства именно благодаря наличию того или иного дополнительного элемента в составе. Чаще всего в специализированных магазинах можно найти модели предназначения для пайки меди, бронзы и латуни. Соответственно химический состав максимально приближен к составу материала, для которого предназначен припой.

Если рассматривать в общем, то практически все модели абсолютно от всех брендов обладают достаточно высоким уровнем смачиваемости. Благодаря этому удается значительно повысить контакт с рабочей поверхностью изделия, следовательно, улучшить качество итогового результата соединения.

Определенные модели могут начинать плавиться только при достижении температурной отметки в 800 градусов по Цельсию, что достаточно повышает опасность проводимых работ, однако позволяет добиться максимально возможной прочности соединения. Большинство моделей обладают свойством защиты от влияния коррозии и эрозии. Также можно найти модели с содержанием флюса в составе, что убирает необходимость его использования.

Низкотемпературные

С мягкими припоями работать легче, но образующийся шов механически не очень устойчив. Для эксплуатации в системах водоснабжения и отопления при стабильном давлении низкотемпературной пайки бывает вполне достаточно.

Существует множество видов припоев с оловом в качестве базового компонента, обеспечивающих хороший результат.

Содержание основного металла в применяемых сплавах достигает 95-97 %. Остальные компоненты – это сурьма, медь, серебро, висмут, селен. Вот несколько примеров:

  1. Отличные качества демонстрирует двухкомпонентный сплав с серебром в количестве 3 %. Стоит он больше, чем остальные составы. Совсем небольшое содержание серебра, тем не менее, сказывается на ценообразовании.
  2. Хорошие свойства у двухкомпонентного сплава с концентрацией меди 3 %. Это вполне понятно, припой, содержащий медь в заметном количестве, не может быть плохим по определению.
  3. Приемлемый результат дает трехкомпонентная композиция из металлов с преобладанием олова, 3,8 % серебра и 0,7% меди. Оправданность применения последнего сплава – вопрос открытый. Стоит он из-за серебра дороже, а качества несколько хуже, чем у припоя без включения благородного металла.

Это основные составы, применяемые для мягкой пайки. Теоретически можно использовать композиции из олова и свинца, но в связи с токсичностью последнего элемента в водопроводах такой припой не применяют.

Для успешного проведения мягкой пайки нужен флюс. Благо, проблем с этими средствами нет никаких. Удачный вариант – флюсовая паста для пайки медных изделий, состоящая из хлорида цинка, канифоли и вазелина.

Мягкая пайка проводится при обеспечении большой площади контакта труб. Поэтому соединяются они прочно.

Читайте также  Размер ванной

Если предполагается эксплуатация трубопровода при высоких температурах (больше 110 ℃), то проводить процесс при низких температурах никак нельзя.

В принципе, через такое соединение можно пропускать горячую воду короткий период времени почти при температуре кипения, но тогда давление в системе не может превышать 6 атм. Это никого устраивать не может.

Технология

После того, как принадлежности и инструменты подготовлены, переходят к самой пайке:

Отрезаем деталь необходимой длины

Для раскроя трубных заготовок используют труборезы с ручным или электрическим приводом. Чтобы рез был ровным, после каждого оборота следует затягивать на треть хода регулирующий прижим маховик. Кромку следует обработать фаскоснимателем и зачистить ершиком. Если соединение стыковое, одну из труб следует расширить. Далее поверхности обезжиривают и проверяют качество их сопряжения.

Наносим флюс на поверхность трубы

Флюсовую пасту наносят на внутреннюю поверхность кисточкой, встроенной в крышку баночки. Она должна быть полностью покрыта флюсом, в то же время на ней не должны скапливаться излишки.

Соединяем

Детали вставляются одна в другую с легким проворотом в обе стороны. Это помогает равномерно распределить флюс.

Излишки флюса необходимо стереть чистой ветошью.

При низкотемпературной пайке включенную горелку направляют на стык. Стык необходимо прогреть равномерно, плавно перемещая факел. Катушку с припоем берут в левую руку. Проволокой касаются зазора, припой плавится и заполняет его.

В этот момент пламя немного отводят в сторону, давая припою затечь в зазор.

Пропаянный стык должен остывать обычным путем, баз обдува или смачивания жидкостью. Это позволит избежать эффекта отжига.

Для высокотемпературной требуется более горячее пламя. Его получают, сжигая смесь пропана с кислородом либо ацетилена с воздухом. Прогревать стык следует равномерно и быстро, избегая пережога. Нужную температуру заготовки (750 о С) можно определить по темно- вишневому цвету. Прогретый, но не расплавленный горелкой паяльный состав подают в зону стыка.

Опытные мастера сразу нагревают стык ровно настолько, сколько требуется для плавления и затекания паяльного состава. Начинающим пайщикам придется потренироваться на учебных заготовках. Избыток расплава удаляют медной лентой, предназначенной для удаления припоя. Пропаянный шов должен остывать естественным путем, без обдува холодным воздухом.

После остывания чистой сухой ветошью следует снять остатки флюсовой пасты.

Твердые средства для пайки используют для капиллярной стыковки и соединения трубопроводной арматуры, которая используется для подачи воды.

Пример пайки припоем серебро 1%

При пайке медных труб используют специальную пасту, газ, вспомогательные инструменты и технологическое оснащение.

При соединении медных деталей твердым припоем необходимо соблюдать все необходимые меры безопасности.

Припой

Перед тем как паять медно-фосфорным припоем трубы, нужно приобрести материал, который будет выступать в роли связующего компонента. Припой также бывает двух видов:

  • Твердый. Такой припой изготавливается в форме длинных стержней. В состав соединительных материалов марки Cu94 P6 и Cu92 P6 Ag2 твердого типа входит 6-процентная добавка фосфора, поэтому максимально допустимая температура его плавления составляет 750 градусов. В припоях другого типа не содержится веществ, понижающих возможную температурную обработку, поэтому их можно нагревать до 900 градусов. Твердосплавные материалы чаще всего используются для соединения труб газоснабжения, кондиционирования и ГВС, а также при монтаже магистралей, функционирующих при высоком давлении.
  • Мягкий. Припой этого типа выпускается в виде тонкой проволоки, диаметр которой редко превышает 3 мм. Мягкий материал больше подходит для использования в быту, при организации водопроводных сетей.

Дополнительно рекомендуется приобрести флюс для медно-фосфорных припоев. Это пастообразное вещество, продающееся в банках необходимо для того, чтобы быстро и эффективно очистить места стыков труб. Флюс хорошо снимает окись со швов, благодаря чему характеристики припоя значительно улучшаются. Кроме этого, этот компонент усиливает сцепление припоя и медной поверхности.

Паста выпускается для мягкого и твердого припоя. Поэтому выбирать флюс необходимо исходя из выбранного метода соединения труб.

Кроме припоя, горелки и прочих инструментов, рекомендуется также подготовить фитинги. Они потребуются, если придется делать повороты водопроводной магистрали. Стоят эти элементы недорого.

Медно-фосфорные припои предназначены для соединения меди с медью, или медными сплавами, а также для пайки серебра. Для снижения температуры плавления и повышения пластичности в припой добавляют олово и цинк, цирконий. Припои предназначены для пайки деталей из меди, стали, серебра, латуни и других медных сплавов в том числе без использования флюса. В зависимости от назначения изготавливаются различных составов и марок. От состава припоя зависит не только спаиваемый материал, но и температура плавления. Для тонких и ответственных, прецизионных соединений используются припои с низкой температурой плавления и наоборот. Далее будут представлены только самые популярные марки припоев, но мы можем поставить и другие, требующиеся Вам марки.

МАРКИ ПРИПОЙ МЕДНО-ФОСФОРНЫЙ

ПРИПОЙ ПМФ (ГОСТ 4515-93, ТУ 1733-025-17228138-2004) — медно-фосфорный для пайки конструкций из меди при производстве трансформаторов, электродвигателей большой мощности, генераторов, шинопроводов и т.д. Припои данных марок используются и для спайки медных трубок холодильных кондиционеров. Благодаря содержанию фосфора (обычно от 7% до 10%) снижается температура плавления при пайке, что облегчает и ускорят производственные процессы. Температура плавления припоя зависит от содержания фосфора и находится в диапазоне температур от 714°С до 820°С. Припой может применяться без флюса. Форма поставки: прутки диаметром 4,0мм и 9,0мм, ленты толщиной от 0,3мм до 1,0мм и шириной от 10,0мм до 50,0мм.

ПРИПОЙ ПМФОЦр (ТУ 48-21-663-89, ТУ 1733-005-17228138-2006) — медно-фосфорный припой с содержанием олова и циркония и температурой плавления от 640°С до 680°С для пайки серебра, меди, латуни, и других медных сплавов в том числе без использования флюса. Припой применяется для пайки бытовых смесителей, теплообменного оборудования, холодильного оборудования, волноводов, кондиционеров и электрических машин высокой мощности. Припой может быть поставлен со специальным флюсом. Форма поставки: прутки или проволока диаметром от 2,0мм до 4,0мм.

В зависимости от марки припои поставляются в различных формах:
проволока диаметром от 2,0мм до 4,0мм намотанная на катушки или в бухты,
пруток (стержень) диаметром от 4,0мм до 9,0мм длиной порядка 400мм
лента толщиной от 0,3мм до 1,0мм шириной от 10,0мм до 50,0мм.
Подробная информация в нашей электронной системе www.agent-itr.ru

СОСТАВ ПРИПОЯ, ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ, ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИЕ И ТЕМПЕРАТУРНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПРИПОЯ ПМФ, ПМФОЦр Вы найдете в файле ниже.

Как проходит пайка сложных металлов?

Не так уж она и отличается от соединения других металлов по своей технологии. Например, наш процесс – пайка меди и стали. Мы никуда не денемся от тщательной очистки поверхности от главного врага хороших швов – окисной пленки. Мы будем использовать флюсовую смесь для улучшения процесса пайки.

Таблица паяльных флюсов.

Между заготовками не забудем оставить зазор адекватно ширины – примерно 0,5 мм. Разогрев металлов нужно проводить также, без каких-либо новых нюансов. При достижении рабочего температурного уровня припой соединяем с деталями.

Затем конструкцию оставлять остывать максимально естественным образом. Вуаля, никаких новостей и секретов хозяйки медной горы. Где технологические нюансы, и о чем статья?

Читайте также  Размеры маточников для кроликов

Нюанс, конечно, есть. Имя ему – припой для пайки меди. Все дело в его качестве и природе. Он великолепно подходит для работы как с медными заготовками, так и деталями из ее самых разнообразных сплавов, в которых партнерами выступают железо, никель, фосфор, олово, марганец и другие.

Все многочисленные варианты сплавов и их применения изложены в ГОСТе 52955 – 2008. Если в таких сплавах имеют место окислы, они без проблем убираются – в этом случае проблем при пайке медным припоем практически нет.

Если же «партнерские» металлы имеют свойства образовывать оксиды, с которыми флюсы для пайки меди справляются с трудом или вообще не справляются, то могут возникнуть проблемы.

Если говорить о типе соединений, то в пайке медных труб чаще всего применяется нахлесточный вид шва с шириной нахлеста не меньше 5-ти мм. Это не самый эстетичный вариант металлических соединений, но зато самый прочный и долговечный.

К счастью, в пайке можно формировать швы любой толщины без потреб качества, что никак не получится при сварке с помощью электрода. В зазор между заготовками медно фосфорный припой отлично втягивается, чтобы заполнить все возможные ниши и промежутки с образованием отличной герметичности соединения.

Подготовка труб к соединению паянием предусматривает расширение одного из концов труб, чтобы при соединении между соединяемыми трубками образовался небольшой зазор. Он необходим для выполнения капилярной пайки, когда под действием физических сил смачивания поверхности припой равномерно распределяется по всей полости меж соединяемых деталей. Причём пространственное положение трубок почти не играет роли. В этом случае капилярный эффект сильнее силы тяжести.

Обязательной процедурой является очистка поверхности меди от окисла. Для этого используются механические средства — щётки и ёршики. Это позволит избежать появления окалины, препятствующей надёжной спайке. С другой стороны — не будет образовываться окалина внутри фреоновой магистрали, которая могла бы впоследствии засорить компрессор. Флюс при паке медных трубок не требуется, если используется твёрдый самофлюсующийся медно-фосфорный припой.

Стыкованные трубки сначала прогреваются открытым пламенем газовой горелки по середине соединения. Поднесённый к стыку и контактирующий с медью припой расплавляется и затекает в стык под действием капилярных сил. Внимание! Нельзя перекаливать медь — она может потерять свои прочностные свойства.

Понадобяться инструменты и материалы:

  • труборез
  • зенковка
  • расширитель труб
  • ёршик и щётка
  • газовая горелка
  • припой медно-фосфорный Harris 0