Нюансы высокотемпературной пайки :)
Имея почти пятидесятилетний регулярный опыт пайки оловянно-свинцовыми припоями, как-то ни разу не задумывался о том, чтобы попробовать высокотемпературную пайку - никогда не нравилось то, чем нельзя заниматься на столе, сидя в удобном кресле, в удобной одежде, с хорошим освещением, в приятном климате и т.п. Но во Франции очень популярны медные трубы, спаянные высокотемпературными твердыми припоями. В съемном доме, где мы сейчас живем, этим трубам больше двадцати лет, спаяны не слишком аккуратно, на некоторых есть следы былых протечек. Стало интересно, насколько сложно будет ремонтировать их самому, без привлечения местных сантехников, которые трое через одного криворукие донельзя.
Еще весной начал читать профильные форумы, но мало что оттуда вынес. В основном там любят противопоставлять ацетилен с кислородом пропану с воздухом, "профессиональный" инструмент - китайскому noname, и в основном оперируют качественными категориями: "вот такая горелка сможет прогреть трубу 25 мм", "такая горелка никуда не годится", "пропан это не возьмет". В том, какие именно особенности газов, горелок, жиклеров, сопел и прочего влияют на конкретные факторы нагрева, мало кто разбирается.
В итоге, как обычно, решил начать с минимума. Заказал на Ali три горелки-насадки на "туристические" одноразовые баллоны - с узким вихревым соплом, с соплом пошире, и с подогревом газа, несколько прутков медно-фосфорного припоя Cu93P7 и три банки разных порошковых флюсов - STAR Flux, Rori Fluix-4 и AL Brazing Flux. Когда горелки пришли - сразу же расширил воздухозаборные отверстия с 4-5 до 6.5-8 мм, а на вихревую сколхозил кольцо-заслонку (на остальных такие заслонки уже были).
Протестировал горелки - наиболее горячее пламя, как и ожидалось, дает вихревая, наиболее мощное - та, что с более широким соплом, а та, что с подогревом, особыми качествами не блистала. Расплавить мелкие медные детальки или паять твердым припоем короткие трубки может любая из горелок. Интереса ради припаял отломанную стойку к душевой настенной корзинке из мягкой стали - со флюсом получилось гораздо легче и приятнее, чем обычным паяльником и оловянно-свинцовым припоем.
Продолжая читать сообщества ремонтников, уяснил себе, что основная проблема при высокотемпературной пайке медных труб - их высокая теплопроводность, из-за чего приходится греть нужный участок либо небольшим горячим пламенем (обычно ацетилен или пропан с кислородом), либо сильным пламенем с меньшей температурой (пропан или МАПП/МАФ с воздухом). Связываться с ацетиленом или кислородом ради эпизодической потребности не хотелось, но аббревиатуру МАПП я запомнил - как и восторги, с которыми о нем отзывались многие ремонтники.
Через некоторое время и впрямь обнаружил просачивание воды в одном из старых стыков с дефектной пайкой:
Сообщил хозяйке, добавив, что могу попробовать сам, но раньше этого не делал, поэтому заранее не уверен в результате. Она предпочла пригласить водопроводчика. Тот перепаял проблемный стык, я еще позавидовал, как быстро нагревается труба от его горелки, и как легко растекается припой (как я понял, у него был МАПП с кислородом). Но после его ухода выяснилось, что трубы потекли еще в трех местах, не считая двух резьбовых соединений, которые он тоже собрал как попало. Тот самый классический советский сантехник, которые исправляет только то, на что показали пальцем, чтобы иметь повод прийти и взять плату еще раз.
Хозяйка, увидев этот ужас, тут же согласилась, чтобы я попробовал сам. :)
Поскольку я обоснованно опасался, что моих горелок может не хватить для полного рассоединения проблемных стыков и запаивания их обратно без нарушения соседних паек и соосности фланцевых патрубков-отводов, решил ограничиться только заливкой дефектов припоем. В сообществе ремонтников меня за эту идею загнобили, и на относительно новых трубах я и сам бы не стал так делать, но здесь трубы и старые, и паяны как попало, так что в ближайшие несколько лет более вероятны течи в других местах, чем в заново пропаянных. Ну и многолетний опыт ремонта разных электрических соединений показывает, что в большинстве случаев не обязательно все отпаивать, зачищать и припаивать заново. Если плохо запаяно только с одной стороны, обычно достаточно убрать основную массу окислов и хорошо пропаять на повышенной температуре с подходящим флюсом - припой отлично затекает в полости, вытесняя оттуда грязь.
Благословясь, отвинтил спаянную конструкцию от резьбовых соединений:
Слева - труба 16 мм, справа - 22 мм, отводы - по 16 мм. Протекали дефекты на нижнем патрубке правого тройника (его хорошо видно на исходном фото), на левом патрубке левого тройника, и на стыке конца правой трубы с резьбовым фитингом.
Начать решил с правого конца трубы - она хоть и самая толстая и теплоемкая, но поблизости нет других стыков, припой в которых можно было бы неосторожно расплавить, нарушив соосность фланцевых патрубков-отводов. Сперва грел только вихревой горелкой, но удалось нагреть металл только до темно-вишневого свечения (около 700 C), а нужно было хотя бы 850. Тогда поставил вторую горелку для "фонового" нагрева, так удалось добиться вишневого цвета и плавления припоя, но он отказывался растекаться, застывая такими вот мазками:
Повторял нагрев несколько раз, в итоге удалось поймать такое положение факелов, при котором припой начал более-менее течь, но лишь в том месте, на которое я направлял узкое пламя вихревой горелки. Получился такой вот некрасивый валик:
Но я решил, что дефект, возможно, удалось закрыть.
На правом тройнике дефект был побольше:
Неудивительно, что он когда-то уже протекал. Затем канал забился солями жесткости, и течь прекратилась, как и в нескольких других местах, где видны следы протечек.
С этим стыком возился часа два, но не сумел добиться нормального расплавления припоя - слишком велики утечки тепла во все три стороны. Получился вот такой ужас (припоя было больше, это я сверху часть спилил):
С левым тройником, где труба 16 мм, получилось чуть лучше, но ненамного:
Заранее предчувствуя неудачу, подсоединил трубы к системе, и не обманулся - все три стыка продолжали сочиться, разве что из правого тройника стало течь чуть слабее - не десяток капель в минуту, а всего-то две-три. :) Поскольку убил на это почти весь день, решил взять паузу.
Можно было бы купить мощную горелку с широким соплом, но она сгодилась бы только на концевой стык, а промежуточные нетрудно было бы перегреть. Пошел снова читать про способы повышения температуры пламени. Внимание снова привлек МАПП-газ. Огорчило то, что восторги его любителей были написаны в основном в начале 2000-х, когда он еще был с метилацетиленом, а более поздние отзывы о пропиленовых смесях - либо одобрение при использовании с кислородом вместо пропана, либо сдержанные при использовании с воздухом. В России до сих пор популярен состав МАФ
Поскольку альтернатив не просматривалось, проехался по магазинам и купил два баллона от Rotherberger - "Maxigas 400" за 10 евро, и "MAPP" за 35. В первом - смесь ацетона, пентана, пропана и бутана, во втором - пропилена и пропана. Метилацетилена и близко нет.
Оба баллона с резьбовым креплением 7/16"-28, переходников тут в рознице не продают - заказал, но хотелось все закончить побыстрее. Стал городить крепление для "цанговой" горелки к этому баллону. Наружное кольцо у него всего на полмиллиметра меньше, чем у "туристического" баллона, но этого хватает, чтоб не дать кулачкам повернуться и распереть лепестки цанги.
Снял пластмассовую юбку с цангой:
Сперва вырезал из старой полноформатной SIM-карты толщиной 0.8 мм некое подобие кольца с лепестками:
Кое-как держит, но плохо, поскольку материал тонкий и мягкий. Хотел попробовать что-то более толстое, но подумал, что правильнее будет изобразить крепление с накруткой. Сколхозил некое подобие гайки из толстого оргстекла, стал пытаться нарезать на нем некое подобие резьбы штуцером самого баллона, но мягкий алюминий почти не продавливал оргстекло, а при увеличении усилия заготовка лопнула. Изобразил то же самое из полипропилена - он оказался слишком мягким, на неглубокой резьбе с нужной силой прижима не держался совершенно:
В итоге вернулся к первому варианту, вырезав "лепестковое" крепление из стального листа 0.5 мм:
Штуцер сделал из какой-то детальки от использованного флакона - не то дозатора жидкого мыла, не то спрея. Я их специально разбираю, добывая оттуда такие вот деталюшки - регулярно куда-то пригождаются.
С этим креплением насадка села, почти как родная, ни разу не сбилась и не давала ни малейшей утечки газа.
Сперва попробовал Maxigas 400 - заметной разницы с пропан-бутаном не обнаружил. Может, градусов на полста он и горячее, но без измерений этого не видно.
Затем попробовал баллон MAPP - с ним температура уже заметно выше, при небольшой интенсивности кончик сопла нагревается докрасна, чего на пропан-бутане не происходит. Медную проволочку на средней интенсивности оплавляет чуть быстрее, чем на пропане, но именно чуть - где-то на 10-15%. До прироста в 35%, как у оригинального MAPP, ему далеко.
Снова снял конструкцию из труб, попробовал нагреть концевой стык одной горелкой - светится чуть ярче, но до плавления припоя не доходит. Добавил "фоновую" горелку на пропане - дело пошло, припой начал нормально течь, но без флюса не слишком охотно смачивал латунь фитинга. Вот так выглядела фаза остывания после убирания пламени вихревой горелки, до убирания "фоновой":
Добавил по очереди STAR Flux и Flux-4 - смачивание улучшилось, но кипящий флюс стал разбрызгиваться по трубе. В конце концов получилось так:
Сверху - твердая корка застывшего флюса, которая не смывается водой и не поддается ручной стальной щетке с нетолстой проволокой. Обрабатывать напильником или жесткой щеткой на болгарке побоялся, чтоб не повредить трубу.
Два оставшихся стыка дались нелегко, но победил и их:
По-прежнему не ощущается запаса по температуре - стоит чуть отвести один из факелов, как припой сразу же густеет и перестает течь, а добавлять мощности не хотелось из опасения нарушить геометрию конструкции.
Собрал - на этот раз везде сухо. Прошло двое суток - нигде нет даже следов воды. Надеюсь, что хватит хотя бы на два-три года. :)
В качестве следующего этапа рассматриваю горелку на пропане или недоМАПП и сжатом воздухе. Вроде как еще сотню-другую градусов таким образом можно выиграть. В строймагах продают литровые баллоны с кислородом, но связываться с ним категорически не хочется, и хранить такое дома - тоже.
Еще весной начал читать профильные форумы, но мало что оттуда вынес. В основном там любят противопоставлять ацетилен с кислородом пропану с воздухом, "профессиональный" инструмент - китайскому noname, и в основном оперируют качественными категориями: "вот такая горелка сможет прогреть трубу 25 мм", "такая горелка никуда не годится", "пропан это не возьмет". В том, какие именно особенности газов, горелок, жиклеров, сопел и прочего влияют на конкретные факторы нагрева, мало кто разбирается.
В итоге, как обычно, решил начать с минимума. Заказал на Ali три горелки-насадки на "туристические" одноразовые баллоны - с узким вихревым соплом, с соплом пошире, и с подогревом газа, несколько прутков медно-фосфорного припоя Cu93P7 и три банки разных порошковых флюсов - STAR Flux, Rori Fluix-4 и AL Brazing Flux. Когда горелки пришли - сразу же расширил воздухозаборные отверстия с 4-5 до 6.5-8 мм, а на вихревую сколхозил кольцо-заслонку (на остальных такие заслонки уже были).
Протестировал горелки - наиболее горячее пламя, как и ожидалось, дает вихревая, наиболее мощное - та, что с более широким соплом, а та, что с подогревом, особыми качествами не блистала. Расплавить мелкие медные детальки или паять твердым припоем короткие трубки может любая из горелок. Интереса ради припаял отломанную стойку к душевой настенной корзинке из мягкой стали - со флюсом получилось гораздо легче и приятнее, чем обычным паяльником и оловянно-свинцовым припоем.
Продолжая читать сообщества ремонтников, уяснил себе, что основная проблема при высокотемпературной пайке медных труб - их высокая теплопроводность, из-за чего приходится греть нужный участок либо небольшим горячим пламенем (обычно ацетилен или пропан с кислородом), либо сильным пламенем с меньшей температурой (пропан или МАПП/МАФ с воздухом). Связываться с ацетиленом или кислородом ради эпизодической потребности не хотелось, но аббревиатуру МАПП я запомнил - как и восторги, с которыми о нем отзывались многие ремонтники.
Через некоторое время и впрямь обнаружил просачивание воды в одном из старых стыков с дефектной пайкой:
Сообщил хозяйке, добавив, что могу попробовать сам, но раньше этого не делал, поэтому заранее не уверен в результате. Она предпочла пригласить водопроводчика. Тот перепаял проблемный стык, я еще позавидовал, как быстро нагревается труба от его горелки, и как легко растекается припой (как я понял, у него был МАПП с кислородом). Но после его ухода выяснилось, что трубы потекли еще в трех местах, не считая двух резьбовых соединений, которые он тоже собрал как попало. Тот самый классический советский сантехник, которые исправляет только то, на что показали пальцем, чтобы иметь повод прийти и взять плату еще раз.
Хозяйка, увидев этот ужас, тут же согласилась, чтобы я попробовал сам. :)
Поскольку я обоснованно опасался, что моих горелок может не хватить для полного рассоединения проблемных стыков и запаивания их обратно без нарушения соседних паек и соосности фланцевых патрубков-отводов, решил ограничиться только заливкой дефектов припоем. В сообществе ремонтников меня за эту идею загнобили, и на относительно новых трубах я и сам бы не стал так делать, но здесь трубы и старые, и паяны как попало, так что в ближайшие несколько лет более вероятны течи в других местах, чем в заново пропаянных. Ну и многолетний опыт ремонта разных электрических соединений показывает, что в большинстве случаев не обязательно все отпаивать, зачищать и припаивать заново. Если плохо запаяно только с одной стороны, обычно достаточно убрать основную массу окислов и хорошо пропаять на повышенной температуре с подходящим флюсом - припой отлично затекает в полости, вытесняя оттуда грязь.
Благословясь, отвинтил спаянную конструкцию от резьбовых соединений:
Слева - труба 16 мм, справа - 22 мм, отводы - по 16 мм. Протекали дефекты на нижнем патрубке правого тройника (его хорошо видно на исходном фото), на левом патрубке левого тройника, и на стыке конца правой трубы с резьбовым фитингом.
Начать решил с правого конца трубы - она хоть и самая толстая и теплоемкая, но поблизости нет других стыков, припой в которых можно было бы неосторожно расплавить, нарушив соосность фланцевых патрубков-отводов. Сперва грел только вихревой горелкой, но удалось нагреть металл только до темно-вишневого свечения (около 700 C), а нужно было хотя бы 850. Тогда поставил вторую горелку для "фонового" нагрева, так удалось добиться вишневого цвета и плавления припоя, но он отказывался растекаться, застывая такими вот мазками:
Повторял нагрев несколько раз, в итоге удалось поймать такое положение факелов, при котором припой начал более-менее течь, но лишь в том месте, на которое я направлял узкое пламя вихревой горелки. Получился такой вот некрасивый валик:
Но я решил, что дефект, возможно, удалось закрыть.
На правом тройнике дефект был побольше:
Неудивительно, что он когда-то уже протекал. Затем канал забился солями жесткости, и течь прекратилась, как и в нескольких других местах, где видны следы протечек.
С этим стыком возился часа два, но не сумел добиться нормального расплавления припоя - слишком велики утечки тепла во все три стороны. Получился вот такой ужас (припоя было больше, это я сверху часть спилил):
С левым тройником, где труба 16 мм, получилось чуть лучше, но ненамного:
Заранее предчувствуя неудачу, подсоединил трубы к системе, и не обманулся - все три стыка продолжали сочиться, разве что из правого тройника стало течь чуть слабее - не десяток капель в минуту, а всего-то две-три. :) Поскольку убил на это почти весь день, решил взять паузу.
Можно было бы купить мощную горелку с широким соплом, но она сгодилась бы только на концевой стык, а промежуточные нетрудно было бы перегреть. Пошел снова читать про способы повышения температуры пламени. Внимание снова привлек МАПП-газ. Огорчило то, что восторги его любителей были написаны в основном в начале 2000-х, когда он еще был с метилацетиленом, а более поздние отзывы о пропиленовых смесях - либо одобрение при использовании с кислородом вместо пропана, либо сдержанные при использовании с воздухом. В России до сих пор популярен состав МАФ
Поскольку альтернатив не просматривалось, проехался по магазинам и купил два баллона от Rotherberger - "Maxigas 400" за 10 евро, и "MAPP" за 35. В первом - смесь ацетона, пентана, пропана и бутана, во втором - пропилена и пропана. Метилацетилена и близко нет.
Оба баллона с резьбовым креплением 7/16"-28, переходников тут в рознице не продают - заказал, но хотелось все закончить побыстрее. Стал городить крепление для "цанговой" горелки к этому баллону. Наружное кольцо у него всего на полмиллиметра меньше, чем у "туристического" баллона, но этого хватает, чтоб не дать кулачкам повернуться и распереть лепестки цанги.
Снял пластмассовую юбку с цангой:
Сперва вырезал из старой полноформатной SIM-карты толщиной 0.8 мм некое подобие кольца с лепестками:
Кое-как держит, но плохо, поскольку материал тонкий и мягкий. Хотел попробовать что-то более толстое, но подумал, что правильнее будет изобразить крепление с накруткой. Сколхозил некое подобие гайки из толстого оргстекла, стал пытаться нарезать на нем некое подобие резьбы штуцером самого баллона, но мягкий алюминий почти не продавливал оргстекло, а при увеличении усилия заготовка лопнула. Изобразил то же самое из полипропилена - он оказался слишком мягким, на неглубокой резьбе с нужной силой прижима не держался совершенно:
В итоге вернулся к первому варианту, вырезав "лепестковое" крепление из стального листа 0.5 мм:
Штуцер сделал из какой-то детальки от использованного флакона - не то дозатора жидкого мыла, не то спрея. Я их специально разбираю, добывая оттуда такие вот деталюшки - регулярно куда-то пригождаются.
С этим креплением насадка села, почти как родная, ни разу не сбилась и не давала ни малейшей утечки газа.
Сперва попробовал Maxigas 400 - заметной разницы с пропан-бутаном не обнаружил. Может, градусов на полста он и горячее, но без измерений этого не видно.
Затем попробовал баллон MAPP - с ним температура уже заметно выше, при небольшой интенсивности кончик сопла нагревается докрасна, чего на пропан-бутане не происходит. Медную проволочку на средней интенсивности оплавляет чуть быстрее, чем на пропане, но именно чуть - где-то на 10-15%. До прироста в 35%, как у оригинального MAPP, ему далеко.
Снова снял конструкцию из труб, попробовал нагреть концевой стык одной горелкой - светится чуть ярче, но до плавления припоя не доходит. Добавил "фоновую" горелку на пропане - дело пошло, припой начал нормально течь, но без флюса не слишком охотно смачивал латунь фитинга. Вот так выглядела фаза остывания после убирания пламени вихревой горелки, до убирания "фоновой":
Добавил по очереди STAR Flux и Flux-4 - смачивание улучшилось, но кипящий флюс стал разбрызгиваться по трубе. В конце концов получилось так:
Сверху - твердая корка застывшего флюса, которая не смывается водой и не поддается ручной стальной щетке с нетолстой проволокой. Обрабатывать напильником или жесткой щеткой на болгарке побоялся, чтоб не повредить трубу.
Два оставшихся стыка дались нелегко, но победил и их:
По-прежнему не ощущается запаса по температуре - стоит чуть отвести один из факелов, как припой сразу же густеет и перестает течь, а добавлять мощности не хотелось из опасения нарушить геометрию конструкции.
Собрал - на этот раз везде сухо. Прошло двое суток - нигде нет даже следов воды. Надеюсь, что хватит хотя бы на два-три года. :)
В качестве следующего этапа рассматриваю горелку на пропане или недоМАПП и сжатом воздухе. Вроде как еще сотню-другую градусов таким образом можно выиграть. В строймагах продают литровые баллоны с кислородом, но связываться с ним категорически не хочется, и хранить такое дома - тоже.