Размещение горелки при пайке труб:
1 — наружная труба; 2 — горелка; 3 — зона нагрева; 4 — внутренняя труба.
Собранное соединение трубы нагревают пламенем горелки в месте соединения, равномерно распределяя теплоту. При этом сам припой нагревать не следует. Соединение не должно быть нагрето до температуры плавления металла, из которого изготовлены трубы. Применяют горелку соответствующего размера с несколько уменьшающимся пламенем. Перегрев соединения усиливает взаимодействие основного металла с припоем (т. е. усиливает образование химических соединений). В итоге такое взаимодействие отрицательно влияет на срок службы соединения.
Наиболее приемлемым является использование согласованных припоя и флюса для конкретного вида пайки одного производителя. В этом случае гарантированно обеспечивается качество паяного шва и соответственно всего соединения.
Качество и прочность пайки, выдерживаемая температура соединения зависят от применяемого припоя. В большинстве случаев пайку соединений осуществляют при помощи нескольких марок припоев.
Для мягкой пайки в основном применяют сплавы на основе олова с добавками серебра или меди. Свинцовые припои в питьевом водоснабжении не применяются. Выпускаются обычно в виде проволоки с D = 2–3 мм, что удобно при работе с капиллярными соединениями.
Ручной труборез.
Для того чтобы рез трубы был строго перпендикулярным, используются ручные труборезы.
Нагрев соединения.
Применяют несколько уменьшающееся пламя, которое создает максимальный нагрев и очищает соединение. Соединяемые трубы нагревают равномерно по всей окружности и длине соединения. При пайке меди с медью при помощи медно-фосфорных припоев флюс не требуется. Для пайки нагревают соединение равномерно до требуемой температуры. Припой наносят на монтажный зазор соединения. Для равномерного распределение припоя в соединении на больших диаметрах возможно введение припоя дополнительно с противоположной стороны. Расплавленный припой течет в сторону более нагретого места соединения. При кристаллизации припоя соединение должно быть неподвижно. Остатки флюса тщательно удаляют после пайки. Цикл нагрева должен быть коротким, и следует избегать перегрева. После сборки трубопровода обязательна технологическая промывка для окончательного удаления остатков флюса и загрязнений. При пайке необходимо обеспечить соответствующую вентиляцию, так как может появиться вредный для здоровья дым (паров кадмия из припоя и фтористых соединений из флюса).
Для твердой пайки применяют в основном две группы припоев: медно-фосфорный, медно-фосфорный с серебром и многокомпонентные на основе серебра (серебра не менее 30 %). Медно-фосфорные и медно-фосфорный с серебром — твердые припои, специально разработанные для пайки меди и ее сплавов, при этом они являются самофлюсующимися.
В отличие от медно-фосфорных сплавов твердые серебряные припои не содержат фосфор. Эти припои обладают высокой пластичностью, прочностью и коррозионной устойчивостью. По сравнению с медно-фосфорными более дороги. Выпускают их в виде твердых прутков с D = 2–3 мм. При пайке требуется флюс.
Необходимо принимать тщательные меры предосторожности при использовании низкотемпературного медного припоя, содержащего кадмий, в связи с отравляющим воздействием паров кадмия.
Нагрев для мягкой пайки, как правило, осуществляют пропановыми (пропан-воздух или пропан-бутан-воздух) горелками. Пятно контакта между пламенем и поверхностью соединения постоянно перемещают для достижения равномерного нагрева всего соединения и при этом время от времени касаются прутком припоя до капиллярной щели (обычно с практикой достаточность нагрева определяется по цвету поверхности и появлению дыма флюса). Электронагрев соединения принципиальных отличий в пайке не имеет.
Если при контрольном касании прутком припой не плавится, нагрев продолжают. Нагревать пруток подаваемого припоя не следует. При этом ни в коем случае не следует забывать о необходимости перемещения пламени, чтобы не перегреть какой-то отдельный участок соединения. Как только припой начал плавиться, пламя отводят в сторону и позволяют припою заполнить монтажный (капиллярный) зазор.
Вследствие капиллярного эффекта заполнение монтажного зазора происходит автоматически и полностью. Нет необходимости во введении излишних количеств припоя, поскольку это не только расточительно, но также может привести к затеканию излишков припоя внутрь соединения.
При использовании стандартных прутков припоя с D = 2,5–3 мм, количество припоя приблизительно равно диаметру трубы. На практике необходимый по длине участок припоя отгибают в виде буквы «Г». В этом случае не расходуется излишне припой и четко контролируется момент «пропаяно — не пропаяно», что немаловажно при большом объеме работы.
Для твердой пайки нагрев ведут только газопламенным способом (пропан-кислород или ацетилен-воздух, допустимо ацетилен-кислород) при температуре окружающего воздуха от -10 °C до +40 °C. При использовании меднофосфорного припоя пайка возможна без флюса. Так как паечный шов гораздо прочнее, то допускается некоторое уменьшение ширины спаивания по сравнению с мягкой пайкой. Для выполнения твердой пайки требуются высокая квалификация и опыт, в противном случае очень легко перегреть металл и возможны разрывы.
Пламя горелки должно быть «нормальным» (нейтральным). Сбалансированная газовая смесь содержит равное количество кислорода и газообразного топлива, в результате чего пламя нагревает металл, не оказывая другого воздействия. Факел пламени горелки при сбалансированной газовой смеси ярко-синего цвета и небольшой величины.
Уменьшающееся пламя горелки указывает на избыточное количество газообразного топлива в газовой смеси, которое превышает содержание кислорода. Незначительно уменьшающееся пламя нагревает и очищает поверхность металла для операции пайки быстрее и лучше.
Пересыщенная кислородная смесь — это газовая смесь, содержащая избыточное количество кислорода, в результате чего образуется пламя, которое окисляет поверхность металла. Признаком этого явления служит черный окисный налет на металле. Факел пламени горелки, насыщенный кислородом, бледно-голубого цвета и маленький.
Соединяемые трубы нагревают равномерно по всей окружности и длине соединения. Оба элемента соединения нагревают пламенем горелки в месте соединения до темно-вишневого цвета (750–900 °C), равномерно распределяя теплоту. Допускается выполнять пайку в любом пространственном положении соединяемых деталей.
