Припой для пайки медных труб какой лучше


Выбираем припой для пайки медных труб холодильников SW19.ru

Добрый день!
Сегодня снимали видео о том какой припой лучше для пайки МАПП газом и если до этого я был однозначного мнения, то после данных экспериментов я решил "переобуться"

Мы не затрагивали тему пайки меди со сталью или пайку нержавейки, это мы будем делать в следующий раз, так же мы не затронули пайку алюминия, так как это вообще отдельная тема, которая заслуживает более глубокого анализа и будет в этом году обязательно снята, испытаем и карандаш лако и припой филалу и т/д/ а сейчас про медь или Cu (купрум)

Вообще пайка меди это одно удовольствие, из-за того, что металл это довольно "благородный" и к нему прилипает практически любой припой, даже без флюса, но мы будем сравнивать четыре вида припоев
1) П-14 старый друг лучше новых двух, но очень уж много на этот припой мы слышим нареканий от мастеров и коллег по цеху "пузырит, не течет, травит", конечно же можно грешить на плохой припой, но я думаю что тут больше проблема в температуре, ну нужно сильно прогревать трубки
2) Харрис нулевка - после П 14 я немного обалдел, скользит как масло, флюса нет, протекает на 100% (так показалось в начале), короче не припой а сказка.
3) Харрис 2 % тут я думал что меня вообще полностью разорвет от счастья, еще лучше нулевки, просто супер, не могу передать словами, но шов очень гладкий и аккуратный получился
4) Харрис 40% с белым флюсом, было даже страшно его использовать, дорогущий, думал сейчас сам будет он паять, если 2 % так хорош, но немного я расстроился, не так он уж и текучий, да и флюс все обгадил, остается проверить как флюс ведет себя через пару лет, но зато при распиле швов именно 40% шов показался мне самым твердым

Вот такие картинки получились, всем удачи в ремонте и делитесь своими знаниями и опытом, так устроен человек, для того чтобы вошло что-то, нужно чтобы что-то вышло или начнет гнить и тухнуть

Сантехника: TechCorner - Объяснение пайки и пайки

На протяжении многих лет двумя наиболее распространенными методами соединения медных труб и фитингов были пайка и пайка. Эти проверенные временем методы во многом схожи, но есть также несколько отличий, которые их отличают. В этой статье объясняются сходства и подчеркиваются различия между двумя процессами соединения, чтобы помочь определить, какой метод соединения наиболее желателен.

Обзор

Самый распространенный метод соединения медных труб - это использование фитингов из меди или медного сплава, в которые вставляются секции трубки и закрепляются с помощью присадочного металла с использованием процесса пайки или пайки.Этот тип соединения известен как капиллярное соединение или соединение внахлест, поскольку гнездо фитинга перекрывает конец трубки, и между трубкой и фитингом образуется пространство. Это пространство называется капиллярным. Поверхности фитинга и трубки, которые перекрываются для образования соединения, известны как стыковые поверхности. Затем трубка и фитинг прочно соединяются с помощью присадочного металла, который плавится в капиллярном пространстве и прилипает к этим поверхностям.

Рисунок 1. Соединение внахлест - трубчатые детали

Присадочный металл представляет собой металлический сплав, температура плавления которого ниже температуры плавления трубки или фитинга.Температура плавления медного (Cu) сплава UNS C12200 составляет 1 981 ° F / 1082 ° C. Таким образом, присадочные металлы для пайки и пайки труб и фитингов из меди и медных сплавов должны иметь температуру плавления ниже этой температуры.

Основное различие между пайкой и пайкой - это температура, необходимая для плавления присадочного металла. Американское сварочное общество (AWS) определило эту температуру как 842ºF / 450ºC, но часто округляется до 840ºF. Если присадочный металл плавится ниже 840 ° F, выполняется пайка.Выше этой температуры идет пайка.

Припой для присадочного металла

Основным элементом, используемым в припоях, является олово (Sn), потому что олово имеет сродство с медью и стремится прилипать к трубке и фитингу из медного сплава. Однако использование чистого олова (Sn) приведет к очень слабому соединению, и, как и с любым чистым металлом, будет очень трудно работать. Поэтому в сплав с оловом добавляют другие элементы, чтобы обеспечить прочность и облегчить использование присадочного металла.До 1986 года наиболее распространенным припоем, используемым для соединения труб и фитингов из медного сплава, был припой 50/50, который состоял на 50% из олова (Sn) и на 50% из свинца (Pb). В соответствии с национальными требованиями, изложенными в Законе о безопасной питьевой воде, свинцовые припои были запрещены для использования в системах питьевой воды. С запретом на использование припоя 50/50 (Sn / Pb) было разработано много новых и более прочных бессвинцовых сплавов, которые сегодня широко используются во всех областях пайки. Они состоят из сплавов, которые по-прежнему состоят в основном из олова с добавлением различных комбинаций других элементов, таких как никель, висмут, сурьма, серебро и даже медь.

Присадочные металлы: припои

Паяные соединения обычно используются для достижения более высокой прочности соединения или сопротивления усталости. Для этого необходимо использовать более прочные присадочные металлы, чем те, которые в основном состоят из олова. Однако эта повышенная прочность обычно обеспечивается присадочными материалами, изготовленными из материалов, плавящихся при более высоких температурах. Температура пайки большинства припоев, используемых для соединения систем медных трубопроводов (сплавы BCuP и BAg, см. Ниже), составляет примерно от 1150 ° F / 621 ° C до 1550 ° F / 843 ° C.

Наиболее часто используемые типы присадочного металла для пайки, используемые для соединения медных труб и фитингов, делятся на две отдельные категории:

  • BCuP Alloy (произносится как b-чашка) - где B означает пайку, Cu - химический символ меди, а P - химический символ фосфора. Следовательно, припой BCuP - это в первую очередь медно-фосфорный припой, который может содержать от 0% до 30% серебра (Ag).
  • BAg Alloy (произносится как мешок) - где B означает пайка, а Ag - химический символ серебра.В то время как в сплавах BAg присутствуют и другие элементы, помимо серебра, большинство сплавов BAg могут содержать от 24% до 93% серебра.

Совместные требования и сильные стороны

Независимо от того, является ли используемый процесс соединения пайкой или пайкой, есть определенные основные шаги, которые необходимо соблюдать для стабильного получения прочных соединений. Эти основные шаги описаны в стандарте по установке (ASTM B828). Этот стандарт и его процедуры касаются подготовки концов, очистки и правильного применения нагрева и присадочного металла.Более подробно они описаны в Справочнике CDA по медным трубам.

Независимо от того, используется ли процесс соединения пайки или пайки, трубка должна быть полностью вставлена ​​в фитинг до задней части чашки фитинга.

Рисунок 2. Деталь Трубное соединение

Глубина нахлеста или глубина гнезда в фитингах внахлест или капиллярных соединениях указана в производственных стандартах ASME / ANSI B16.18 и B16.22 для фитингов под давлением. Это важный параметр, потому что в идеале присадочный металл должен быть расплавлен в капиллярном пространстве, чтобы он полностью стекал к задней части чашки фитинга и полностью перекрывал (заполнял) пространство между трубкой и фитингом.Хотя желательно 100% проникновение и заполнение фитинга капиллярного пространства, заполнение 70% паяного соединения (или не более 30% пустот) считается удовлетворительным для получения соединений, которые могут выдерживать максимальные рекомендуемые давления для паяных медных трубок и фитингов. системы.

Основное различие между паяными и паяными соединениями заключается в количестве стыков внахлест или заполнении, необходимом для развития полной прочности соединения. В случае паяного соединения все еще настоятельно рекомендуется полностью вставить трубку в заднюю часть чашки фитинга; однако полное заполнение этого места соединения по всей длине не является необходимым для достижения полной прочности соединения.Согласно Американскому сварочному обществу (AWS), предполагается, что припой проникает в капиллярное пространство, по крайней мере, в три раза больше толщины самого тонкого соединяемого компонента, которым обычно является труба. Это известно в отрасли как правило AWS 3-T.

Из-за повышенной прочности припоев, даже такое довольно небольшое проникновение наполнителя приведет к получению правильно изготовленного паяного соединения, более прочного, чем сама трубка или фитинг. Однако, в отличие от паяного соединения, где колпачок или галтель обеспечивает минимальную дополнительную прочность, паяное соединение должно быть выполнено таким образом, чтобы между трубкой и фитингом на торце фитинга был обеспечен хорошо развитый галтель или «колпачок» из присадочного металла. .Эта галтель, или крышка, как ее часто называют в торговле, позволяет распределять напряжения, возникающие внутри соединения (в результате теплового расширения, давления или других циклических реакций, таких как вибрация или термическая усталость), по поверхности галтели. В паяном соединении, изготовленном без хорошо развитой вогнутой галтели, все напряжения будут сосредоточены в острой точке контакта между трубкой, припоем (присадочным металлом) и фитингом, что может привести к развитию трещины под напряжением в трубке. в таком случае.Создание галтели при изготовлении паяного соединения значительно снижает эту возможность.

Рисунок 3. Объяснение правила AWS 3-T

Помимо прочности присадочного металла в соединении, при выборе использования паяных или паяных соединений необходимо также учитывать общую прочность соединения или узла (трубы, фитинга и соединения) после операции соединения. Как уже говорилось, по определению температура, определяющая разницу между пайкой и пайкой меди, составляет приблизительно 840 ° F / 449 ° C.Эта температура намного важнее, чем просто произвольный порог определения. Это важно, потому что 700 ° F / 371 ° C - это температура, при которой медь начинает отжигаться или переходить с твердого состояния (жесткое) на отожженное состояние (мягкое). С этим изменением характера происходит внутренняя потеря прочности - медь в твердом состоянии прочнее, чем медь в отожженном состоянии. Общий объем происходящего отжига и, следовательно, потеря прочности определяется температурой и временем, в течение которого материал находится при этой температуре.Чем выше температура, тем меньше времени требуется для перехода от жесткого к мягкому.

Поскольку температура пайки должна превышать температуру плавления припоев, от 1150 ° F / 621 ° C до 1550 ° F / 843 ° C, процесс создания паяного соединения вызывает отжиг или размягчение основных металлов, что приводит к снижение общей прочности сборки. Хотя паяное соединение явно прочнее, чем паяное соединение, номинальное внутреннее рабочее давление, то есть допустимое рабочее давление системы в режиме 24/7, ниже для отожженной трубки (см. Справочник по медным трубам, таблицы 3a - 3e).

Следовательно, это необходимо учитывать при принятии решения о пайке или пайке. Хотя паяные соединения прочнее и в целом более устойчивы к усталости (вибрация, тепловое движение и т. Д.), Рабочее давление в системе должно соответствовать допустимым пределам для отожженной трубы.

Дополнительные ссылки

  1. Американское общество сварки: Руководство по пайке - 3-е издание
  2. Американское общество сварки: Справочник по пайке - 4-е издание
  3. AWS A5.8 / AWS A5.8M: Технические условия на присадочные металлы для пайки и сварки припоем
  4. ASTM B32-04: Стандартные спецификации для металлического припоя
.

Пайка меди и медных сплавов

Рис. 1. Пайка происходит при температуре выше 840 градусов F, но ниже точки плавления основного металла. Источник: CDA, Справочник по медным трубам.

Четыре процесса, которые следует учитывать при соединении меди и медных сплавов, - это механическое соединение, сварка, пайка и пайка. Пайка подходит для небольших деталей и когда требуется высокая прочность соединения. По данным Американского сварочного общества (AWS), прочность паяного соединения может соответствовать или превышать прочность соединяемых металлов.Важно знать, когда выбрать пайку и как выполнять процесс.

С технологической точки зрения пайка и пайка по сути идентичны. Единственная разница заключается в используемом присадочном металле, а также в количестве времени и тепла, необходимого для завершения соединения. AWS определяет пайку как процесс соединения, который происходит при температуре ниже 840 градусов по Фаренгейту, а пайка - выше 840 градусов по Фаренгейту, но ниже точки плавления основного металла. На практике для медных систем большая часть пайки выполняется при температуре примерно от 450 до 600 градусов по Фаренгейту, в то время как большая часть пайки выполняется при температуре от 1100 до 1500 градусов по Фаренгейту.Однако при пайке медной трубки отжиг трубки и фитинга, вызванный повышенным нагревом, может привести к тому, что номинальное давление в системе будет меньше, чем у паяного соединения.

Температура плавления меди составляет 1 981 градус по Фаренгейту (ликвидус) и 1 949 градусов по Фаренгейту (солидус). При пайке важно знать температуру плавления соединяемых металлов и присадочного металла. Разница между состоянием солидуса и ликвидуса заключается в диапазоне плавления, который может быть важным при выборе присадочного металла.Он указывает ширину рабочего диапазона для присадочного металла и скорость затвердевания присадочного металла после пайки. Присадочные металлы с узкими диапазонами, с серебром или без него, затвердевают быстрее и, следовательно, требуют осторожного нагрева. Температура ликвидуса - это минимум, при котором будет происходить пайка. См. Рисунок 1 , где указаны диапазоны плавления некоторых распространенных припоев.

Паять или не паять

Согласно книге Лукаса-Милхаупта «Что такое пайка» (www.lucasmilhaupt.com) выбор пайки зависит от пяти факторов:

  1. Размер соединяемых деталей. Пайка чаще используется для мелких деталей и требует нагрева широкой поверхности для доведения присадочного материала до точки текучести, что часто непрактично для больших деталей.
  2. Толщина металлических профилей. Более широкий нагрев и более низкая температура, используемые при пайке, в отличие от сварки, позволяют соединять секции без коробления или деформации металла. Сильный жар сварки может вызвать прожиг или деформацию тонкого среза.
  3. Совместная конфигурация. Пайка не требует ручного отслеживания, а присадочный металл протягивается через область стыка за счет капиллярного действия, которое одинаково легко работает на прямых, неровных или трубчатых стыках.
  4. Природа неблагородных металлов. Для соединения разнородных металлов пайка не расплавит один или оба металла, если присадочный металл металлургически совместим с обоими основными металлами и имеет температуру плавления ниже, чем у любого из соединяемых металлов. Обратите внимание, что медные сплавы можно легко припаять к другим металлам, таким как чугун, инструментальная и нержавеющая сталь, никелевые сплавы и титановые сплавы.
  5. Количество выполняемых стыков. Если вы выполняете много стыков, ручная пайка выполняется быстро и просто, а автоматическая пайка может быть выполнена недорого с использованием простых производственных технологий.

Паяльные флюсы

Паяльные флюсы для меди имеют водную основу, растворяют и удаляют остаточные оксиды с поверхности металла, защищают металл от окисления при нагревании и способствуют смачиванию соединяемых поверхностей. Паяльные флюсы также показывают температуру (см. Рисунок 2 ).

Наиболее часто используемые флюсы и припои для меди и медных сплавов показаны на рис. 3 , а руководство по их использованию показано на рис. 4 . Эту и другую подробную информацию можно найти в The Welding Handbook , 8th Edition, Vol. 8, опубликованный Американским сварочным обществом и доступный от Ассоциации разработчиков меди под названием Welding Copper and Copper Alloys , A1050-72 / 97.

Процесс

Для пайки используются те же основные этапы, что и для пайки, с единственной разницей в использовании флюсов, присадочных металлов и количества используемого тепла.

Как правило, могут выполняться соединения внахлестку и стык. Перед соединением металлов обязательно удалите все оксиды и поверхностные масла абразивной тканью, подушечками или щетками. Такие загрязнения мешают правильному течению присадочного металла и могут снизить прочность соединения или вызвать разрушение. Можно использовать химические чистящие средства, если их тщательно смыть, но не прикасайтесь к чистой поверхности голыми руками или в масляных перчатках.

Сразу после очистки нанесите кистью тонкий ровный слой флюса на обе поверхности.Не наносите флюс пальцами, потому что химические вещества, содержащиеся во флюсе, могут быть опасны при попадании в глаза, рот или открытые порезы. Металлы медь-фосфор и медь-серебро-фосфор (BCuP) считаются самофлюсующимися металлами на основе меди.

Надежно поддержите поверхности и обеспечьте между ними достаточное капиллярное пространство для потока расплавленного припоя. Чрезмерный зазор в шарнире может привести к растрескиванию под нагрузкой или вибрацией. Совместный зазор от 0,001 до 0.005 дюймов развивает максимальную прочность и надежность соединения.

Рис. 2. В таблице показано, как флюсы реагируют на различные температуры и при какой максимальной температуре флюс защищает металл. Источник: CDA, Справочник по медным трубам.

Используйте только количество тепла, необходимое для плавления и растекания присадочного металла. Перегрев стыка или направление пламени в капиллярное пространство может сжечь флюс, нарушив его эффективность и не допуская попадания присадочного металла в стык.Нагрейте область стыка, чтобы втянуть присадочный металл в капиллярное пространство. При работе с открытым пламенем, высокими температурами и горючими газами необходимо соблюдать меры предосторожности, описанные в ANSI / AWS Z49.1, «Безопасность при сварке, резке и смежных процессах».

Дайте готовому стыку остыть естественным образом. Шоковое охлаждение водой может привести к его повреждению или растрескиванию. Когда он остынет, счистите все оставшиеся остатки флюса влажной тряпкой и проверьте все готовые сборки на целостность соединения.

.

Справочник по медным трубам: 5. Методы соединения

Существует несколько категорий методов соединения медных труб и фитингов:

Паяные или паяные соединения

Эти методы соединения включают пайку, пайку и электрическое сопротивление. Паяные соединения с капиллярной арматурой используются в водопроводе и канализации. Паяные соединения с капиллярными фитингами используются там, где требуется большая прочность соединения или где рабочие температуры достигают 350 ° F.

Пайка предпочтительна и часто требуется для соединений в трубопроводах систем кондиционирования и охлаждения. Соединение с помощью электрического сопротивления - это беспламенный способ выполнения паяных соединений, хотя тепло все еще выделяется.

Номинальные значения «давление-температура» для паяных и паяных соединений приведены в таблице 14.4a. Более подробную информацию о паяных и паяных соединениях можно найти в разделе «Фитинги, припои и флюсы».

Медная труба также может быть соединена стыковой сваркой без использования фитингов.Необходимо соблюдать осторожность при использовании надлежащих методов сварки. Методы сварки описаны в публикации CDA A1050, Сварка меди и медных сплавов .

Соединения без пламени

Беспламенные методы механического соединения десятилетиями использовались для подземных труб, для соединений, где использование тепла нецелесообразно, и для соединений, которые, возможно, придется время от времени разъединять. Традиционные методы включают соединительные системы с развальцовкой и канавкой.

Новые методы для большинства общих сантехнических приложений включают в себя фитинги Press-connect и Push-connect без пайки, которые включают в себя эластомерную прокладку или уплотнение (например, EPDM).Диапазоны номинальных значений давления и температуры для герметичных соединений приведены в таблице 14.4b.

Дополнительные методы соединения

Механически сформированные экструдированные отводы или тройники обычно используются в различных сантехнических и трубопроводных системах, где часто встречаются тройники. Вытягивание тройника - это механический процесс; однако для завершения требуется паяное соединение. Пайка ответвления в тройник механической формы не допускается.

.

Пайка медных трубок

Этот инструмент изменяет медные фитинги, создавая неглубокий отпечаток в стенке фитинга, уменьшая глубину раструба до 3/8 дюйма. Его следует использовать только для соединений, которые будут паяться.

Прочность трубных соединений

Стыковые соединения медных трубок могут быть такими же прочными, как и сама медь, если присадочный металл достаточно прочен. Это связано с тем, что вся нагрузка должна переноситься через контактную поверхность двух небольших поверхностей на концах каждой детали (см. Рисунок 1 ).Стыковые соединения обычно не используются для соединения медных труб, потому что поддерживать соосность во время пайки сложно.

Муфты, напротив, самоустанавливаются во время сборки и пайки. В раструбном соединении присадочный металл не должен быть таким прочным, как медь, поскольку площадь контакта между трубкой и муфтой может быть увеличена (см. , рис. 2, ).

Когда площадь соединения большая, напряжение в припое низкое, поэтому присадочный металл может быть намного слабее основного металла.Поэтому, когда вы используете коммерческие медные трубные фитинги с глубокими чашками, вы можете использовать мягкий припой с пределом прочности на разрыв около 5000 фунтов на квадратный дюйм (PSI), например, для соединения более прочных медных трубок с пределом прочности на разрыв около 30000 фунтов на квадратный дюйм.

Рисунок 1
Стыковые соединения между медными трубками могут быть такими же прочными, как и сама медь, если присадочный металл достаточно прочен, чтобы выдерживать нагрузку через контактную площадку двух небольших поверхностей на концах каждый кусок.

Конструкция муфтового соединения

Трубное соединение должно быть достаточно прочным, чтобы выдерживать такие нагрузки, как давление, собственный вес и тепловое расширение. Если вы выберете комбинацию присадочного металла и глубины раструба, которая сделает соединение более прочным, чем труба, сама труба станет ограничивающим фактором в конструкции.

Прочность соединения горелки с паяной муфтой зависит от:

Рисунок 2
В муфте присадочный металл не должен быть таким же прочным, как медь, поскольку площадь контакта между трубкой и розеткой можно сделать большие.
  • Длина внахлест (обычно глубина раструба).
  • Прочность присадочного металла.
  • Прочность суставов.

Используя эти переменные, вы можете оценить требуемую глубину введения по следующей формуле:

X = TW / 0.8L

Где:

X = требуемое перекрытие
T = предел прочности основного металла на растяжение
L = прочность на сдвиг металлического припоя или припоя
W = толщина более тонкого элемента
0.8 = коэффициент прочности (или безопасности)

При пайке соединения медь-медь предел прочности меди на растяжение составляет около 30 000 фунтов на квадратный дюйм, а прочность на сдвиг припоя - около 5000 фунтов на квадратный дюйм. Для трубы толщиной 0,065 дюйма перекрытие должно составлять 0,48 дюйма или 8,7 раза1 толщины трубы.

Рис. 3
На этой диаграмме показаны прочность соединения и напряжение сдвига по длине перекрытия для паяных и паяных соединений.

При пайке соединения меди с медью с использованием любой из обычно используемых классификаций AWS для припоя, например BCuP или BAg, прочность на сдвиг припоя составляет около 25 000 фунтов на квадратный дюйм.Для трубы толщиной 0,065 дюйма перекрытие должно составлять 0,100 дюйма, или 1,5 толщины трубы.

Соотношение между толщиной трубы и длиной внахлест для паяных и паяных соединений показано на рис. 3 .

Пайка внахлест

Чтобы проверить, работает ли теория на практике, сотрудники автора паяли и проводили испытания на растяжение на 1 1/2 дюйма. медная труба с толщиной стенки 0,045 дюйма. Испытываемые соединения представляли собой стыковое соединение и раструб с перекрытием в один, два и три раза больше толщины трубы.Все образцы, в том числе стыковое соединение, вышли из строя в основном металле.

Не новость, что для паяных соединений требуется только небольшое перекрытие. В ходе циклической серии испытаний в конце 1950-х годов 10 лабораторий спаяли более 1200 образцов для испытаний на растяжение. Лаборатории выполнили эти испытания на следующих объектах с различными перекрытиями:

  • 410 печь из нержавеющей стали, припаянная в печи BNi – 1
  • Печь из мягкой стали, припаянная медью
  • Медная горелка, припаянная при помощи BAg – 1
  • Горелка из мягкой стали– спаянный с BAg – 1

Результаты этих испытаний показали, что для получения полноценного соединения не требуется большого перекрытия.Во всех случаях предел прочности основного металла на растяжение был достигнут, когда перекрытие было в два раза больше толщины элементов (2t). Отчет был опубликован под названием American Welding Society (AWS) C3.1–63.

Обратная сторона нахлеста

Глубина врезки влияет на два важных аспекта пайки: прочность соединения и легкость его пайки. Хотя с точки зрения прочности кажется, что большее перекрытие лучше, перекрытие, превышающее вдвое толщину более тонкого элемента (2t), не делает соединение более прочным.

Фактически, увеличение перекрытия намного больше, чем 2t, только усложняет вам выполнение прочного соединения по следующим причинам.

Во-первых, припой должен равномерно течь в небольшой зазор между деталями по всей длине и окружности соединения. Одно из препятствий заключается в том, что чем длиннее перекрытие, тем дальше должен течь припой и тем больше у него возможностей улавливать газ, который вызывает пустоты в стыке. Достаточная подача флюса и достаточно сильный равномерный нагрев соединения способствуют протеканию припоя в соединение, но по мере увеличения перекрытия и увеличения диаметра это становится труднее.

Рис. 4
На этой диаграмме показан общий состав припоя на основе меди и характеристики плавления.

Во-вторых, припой начинает плавиться при более низкой температуре, чем температура, при которой припой становится полностью жидким. Эта температура называется температурой солидуса. Чуть выше этой температуры припой представляет собой смесь твердого вещества и жидкости. Он густой и слякотный, как замороженный напиток.В этом состоянии металл не может легко попасть в плотно прилегающий стык. Представьте, что вы быстро потягиваете замороженный напиток через небольшую трубочку - это сложно!

По мере того, как присадочный металл больше нагревается, он становится более жидким, пока не достигнет температуры ликвидуса. При этой температуре присадочный металл полностью жидкий и легко проникает в крошечные промежутки между деталями. Или, как в нашем примере, замороженный напиток теперь плавится и легко течет через небольшую соломинку. Температуры солидуса и ликвидуса для некоторых распространенных присадочных металлов показаны на рис. 4 .

Чтобы еще больше усложнить ситуацию, во время пайки небольшое количество основного металла меди растворяется в присадочном металле, а небольшое количество легирующих элементов из присадочного металла диффундирует в основной металл меди. Когда это происходит, изменяется химический состав присадочного металла. Это увеличивает температуру ликвидуса, а присадочный металл становится толстым и вязким, даже если он горячий. Опять же, толстый, слякотный присадочный металл нелегко проникает в стык.

К счастью, этот процесс диффузии-растворения является медленным по сравнению со временем, которое требуется припоям, чтобы попасть в должным образом нагретое соединение.Однако, если соединение недостаточно нагревается до того, как будет введен припой, припой сначала станет жидким и станет толще при повторном нагреве соединения. Чем дольше соединение находится при температуре пайки, тем больше состав припоя становится похожим на саму медь. Это объясняет, почему бывает трудно переплавить соединение после пайки.

Распространение, однако, не так уж и плохо. Например, компрессоры с реактивными двигателями используются при температурах выше температуры плавления припоя, который удерживает их вместе.В этом случае детали выдерживаются в печи при температуре диффузии так долго, что припой полностью растворяется в основном металле, и соединение практически отсутствует, позволяя двигателю оставаться вместе в эксплуатации.

Использование фитингов под пайку при пайке

Если чрезмерное перекрытие делает излишне трудным получение прочного паяного соединения, почему промышленность использует фитинги для пайки с таким большим перекрытием?

Рис. 5
В этой таблице показана глубина гнезда для фитингов под пайку и пайку, а также экономию при использовании 3/8 дюйма.–Глубокая розетка.

Ответ прост: юристы. Обычные медные и латунные фитинги предназначены для пайки, а не для пайки. Обычно они обеспечивают перекрытие 10 или более, что необходимо для обеспечения достаточной прочности, если соединение выполнено припоем (см. , рис. 5, ).

Поскольку производители фитингов практически не контролируют, где их фитинги будут использоваться или как они будут соединяться, наименее рискованное занятие для них - это то, к чему прибегают юристы, - это сделать все фитинги пригодными для пайки.

Фитинги для пайки можно паять, но глубина чашки может усложнить вашу жизнь. Доступны фитинги с короткими чашками, предназначенные для пайки, и их легче паять, чем фитинги для пайки, но они, как правило, являются изделиями специального заказа с ограниченным распределением. Подрядчики, которые поставляют вам эту арматуру, сталкиваются с теми же рисками ответственности, что и ее производители.

Аттестация процедур и паяльных машин

Когда вы квалифицируете Спецификацию процедуры пайки (BPS) в соответствии с разделом IX ASME, во время аттестации должно использоваться минимальное перекрытие, которое будет использоваться в производстве.Другими словами, если перекрытие, используемое на испытательном купоне, составляло 1/4 дюйма, минимальное перекрытие, которое должно использоваться при производстве, составляет 1/4 дюйма. Вы также должны быть уверены, что производственное перекрытие как минимум вдвое превышает толщину соединяемая более тонкая часть (2t). Это обеспечивает достаточную прочность стыков для производственных стыков.

Когда вы квалифицируете сварщика с резаком, он или она ограничиваются перекрытием, которое использовалось в тестовом купоне, плюс 25 процентов. Другими словами, если перекрытие тестовых купонов составляло 1/2 дюйма.максимальное допустимое перекрытие составляет 5/8 дюйма. У вас нет минимального перекрытия, потому что, если вы можете правильно припаять глубокую муфту, вы также можете припаять более мелкую муфту.

Облегчение жизни при пайке

Поскольку для достижения полной прочности паяного соединения требуется лишь небольшое перекрытие (2t), вам не нужна полная глубина фитинга паяного соединения. Большая глубина лунки только усугубляет ваши страдания, когда вы делаете сустав. Что еще хуже, чем больше диаметр трубки, тем глубже раструб и тем сложнее сделать соединение.

Можно сделать несколько вещей, особенно с более крупными фитингами, чтобы облегчить вашу жизнь.

  • Купить фитинги для пайки. Их нет в продаже.
  • Отрезать излишки в механическом цехе. Это работает, но стоит дорого.
  • Обрежьте лишнюю чашку на поле. Это слишком дорого и, вероятно, приведет к деформации фурнитуры.
  • Вставьте трубу в трубу с небольшим перекрытием. Хотя это работает, это сложно контролировать, потому что трубка может свободно входить и выходить из гнезда во время сборки.
  • Деформируйте фитинг ближе к концу, используя инструмент, подобный показанному на вводной фотографии. Этот инструмент ограничивает глубину введения до 3/8 дюйма и обеспечивает надежный упор трубки, поэтому вы можете легко поддерживать нужную глубину введения.

Вальтер Дж. Сперко, P.E., инженер-консультант, специализирующийся на технологиях сварки и пайки, а также опыт работы с трубопроводами. С ним можно связаться по адресу: Sperko Engineering Services Inc., 4803 Archwood Drive, Greensboro, NC 27406–9795, 336–674–0600, факс 336–674–0202, sperko @ asme.org, www.sperkoengineering.com.

Примечание

1. Поскольку припой ползет при температуре окружающей среды, фитинги для паяных соединений фактически рассчитаны на единичное напряжение 235 фунтов на квадратный дюйм и ограничены максимальным давлением при различных температурах в соответствии с ASME B16.22. В результате глубина гнезда для пайки составляет 10 т или более.

Американское сварочное общество, 550 N.W. LeJeune Road, Майами, Флорида 33126, 800–443–9353, www.aws.org.

ASME International, Three Park Ave., New York, NY 10016, 800–843–2763, www.asme.org.

Фил Гурриерри из Integrated Mechanical Services, Плимут-Собрание, Пенсильвания, и Майк Лэнг, United Association Local 501, Аврора, Иллинойс, помогли подготовить образцы для испытаний для информации в этой статье.

.

Смотрите также