Jak pájit, pájet a svařovat nerezovou ocel s mědí – v 5 snadných krocích!

Pokud stavíte projekt, který vyžaduje spojení dílu z mědi a nerezové oceli, tento článek vás naučí, jak na to. V mém případě jsem stavěl domácí kotlík a potřeboval jsem spojit nerezové trojsvorkové kování s 2″ měděným sloupkem. Jedná se o velmi častý spoj v pivovarnictví a lihovarnictví a znalost správného způsobu spojování těchto dvou různorodých kovů zajistí úspěch projektu. Je možné zakoupit 2″ měděné kování, které lze na místě připájet, ale ve srovnání s nerezovými jsou poměrně drahé a ve skupině na Facebooku jsme diskutovali o tom, že měděná kování časem netěsní správně. Vzhledem k měkkosti mědi a těchto kování mohou být náchylné k poškrábání a promáčknutí. Z těchto důvodů si myslím, že zůstanu u používání nerezové trojsvorkové kování. Takže hlavní otázkou zde je, zda lze měď spojit pájením, letováním nebo dokonce svařováním, a pokud ano, jak to udělat ?

Může se měď a nerezová ocel svařovat dohromady?

Lze tedy měď a nerezovou ocel svařovat dohromady? Stručná odpověď zní: „Ano“, lze je svařit, ale je to velmi obtížné a nabízí to jen velmi malou strukturální pevnost. Proč se ptáte ? No, tady je dlouhá odpověď.

Svařování mědi a nerezové oceli má dva problémy. Za prvé, tyto dva kovy mají podstatně odlišné teploty tání. Nerezová ocel se taví při teplotě přibližně 1400 °C, zatímco měď při 1085 °C, což je rozdíl 315 °C, a proto je vytvoření louže z obou kovů velmi obtížné. Dále jsou tu metalurgické problémy spojené s mícháním různorodých kovů během svařování. Protože nerezová ocel není plně rozpustná s mědí a má podstatně vyšší teplotu tání, začne tuhnout a vytvářet struktury zrn/krystalů jako první. Přítomná měď zůstane v kapalném stavu a bude vtlačena mezi tyto tvořící se krystalické struktury, čímž vznikne velmi týdenní spojení. Při dalším ochlazování svaru se zrna nerezové oceli začnou v důsledku ochlazování smršťovat, což způsobí, že se zrna od sebe odtrhnou. V tomto okamžiku je měď ještě příliš horká na to, aby dodala struktuře zrn jakoukoli strukturální pevnost, a ve svaru se vytvoří velké trhliny, což je známé jako praskání za tepla. Praskání za tepla vážně ohrožuje pevnost tohoto typu svaru. Pokud chcete spojit měď a nerezovou ocel, je nejlepší volbou pájení. To znamená, že pokud máte správné vybavení a dovednosti jako Eb průmysl svařování mědi a nerezové oceli dohromady lze provést.

Jak svařovat měď s nerezovou ocelí metodou TIG

Pokud nemáte v garáži svářečku s elektronovým svazkem jako Eb Industries, existuje jiný způsob svařování/pájení nerezové oceli a mědi. Níže je obrázek úspěšného svaru měděné trubky s nerezovou trojsvorkovou fermeží. Bylo to provedeno pomocí svářečky Tig s křemíkovou bronzovou tyčí. Technicky by se to nyní klasifikovalo jako pájení Tig, protože nerezová ocel má vyšší bod tání než přídavná tyč z křemíkového bronzu. Křemíkobronzová tyč má teplotu tání přibližně 1050 °C, zatímco nerezová ocel má teplotu tání 1400-1450 °C. Tento proces je více diskutován na adiforums.com, pokud máte zájem vidět, co někteří profesionálové říkají o svařování mědi a SS metodou Tig.

Pokud chcete vyzkoušet svařování/pájení mědi na nerezovou ocel pomocí svářečky Tig, Tom Spisak III má několik dobrých rad. Říká: “ Každý, kdo má nějaké zkušenosti s Tigem, by měl být schopen tento spoj vytvořit pomocí silikonového bronzového drátu, který je snadno dostupný v místním obchodě se svářecími potřebami. “ Na obrázku výše je vidět svár, který Tom vytvořil mezi nerezovou trojsvorkovou objímkou a měděnou trubkou.

Co budete potřebovat ke svařování/pájení mědi a nerezu :

• Tigová svářečka
• Plyn argon
• 1/16″ tyč ze silikonového bronzu
• Hlava wolframové elektrody se špičatým hrotem

Postup při svařování:

• Krok 1: Všechny svařované/pájené díly očistěte kouskem Emory nebo ocelové vlny.
• Krok 2: Sestavte díly a ujistěte se, že k sobě těsně přiléhají. V případě potřeby je upněte.
• Krok 3: Zapněte argonový plyn, nastavte svářečku Tig na stejnosměrný proud a
  33 pps se špičatou wolframovou elektrodou.
• Krok 4 : Soustřeďte teplo na měď, pomalu přidávejte materiál přídavné tyče do bazénku a zároveň přetahujte bazének k nerezovému
  fermeži. Nechcete zde roztavit nerezovou ocel, jinak dojde k výše zmíněnému praskání konstrukce.
• Krok 5 : Po dokončení sváru zkontrolujte nedokonalosti očištěním oblasti drátěným kartáčem, zkontrolujte také případné netěsnosti. Pokud stavíte ještě jako já, budete se chtít ujistit, že nedochází k žádným netěsnostem.

Zde je video, které ukazuje svařování mědi na nerezovou ocel metodou Tig/pájení.

Může se měď a nerezová ocel pájit nebo pájet dohromady ?

Ano, měď a nerezovou ocel lze snadno pájit nebo letovat dohromady pomocí přídavného materiálu, který obvykle obsahuje cín a stříbro . Na rozdíl od svařování, kdy oba kovy tavíme dohromady, se při pájení nebo letování používá plnicí materiál, který obě části spojí dohromady, aniž by došlo k jejich roztavení. Tvrdé pájení se od pájení liší teplotou, protože tvrdé pájení obvykle vyžaduje zahřátí nad 450 °C/840 °F, aby se díly spojily pomocí tvrdé pájky. Pájení se provádí při teplotách nižších než 450 °C/840 °F za použití pájky. Oba výplňové materiály obsahují stříbro, čím vyšší je obsah stříbra, tím vyšší je teplota tání a tím pevnější je spoj mezi díly. Pájením tedy získáte mnohem pevnější spojení než pájením.

Jak pájet nerezovou ocel na měď

Pokud se rozhodnete pájet součástky dohromady, postačí vám k tomu běžná instalatérská pájka obsahující 95 % cínu a 5 % antimonu. Pro dosažení lepších výsledků můžete také použít elektrickou pájecí soupravu Stay-Bright Kit With Flux od společnosti Lincon, která obsahuje 95 % cínu a 5 % stříbra. Obě pájky mají bod tání 230 °C a lze je zahřívat jednoduchým plynovým hořákem na propan nebo Mapp. Oba kusy budete muset důkladně očistit a na všechny pájené plochy nanést vrstvu tavidla. Pro tuto práci mám rád bílou tavicí pastu Harris. Tavidlo je důležité, protože rozpouští oxidy, které vznikají při zahřívání, a napomáhá proudění pájky do spoje tím, že poskytuje ochranu proti vzdušnému kyslíku. Níže je video pájení nerezové oceli na měď a následné testování spoje na pevnost.

Níže jsem rozebral proces pájení mědi na nerezové armatury ve formátu krok za krokem, který by měl být velmi snadný. Pokud se chystáte pájet měď na měď, mohl by vás zajímat tento návod Jak pájet měď

Materiály potřebné k pájení:

• Propanový nebo Mappův plynový hořák
• Pájka pro instalatéry obsahující 95 % cínu 5 % antimonu nebo Lincon Electric Solder Stay-Bright Kit With Flux, která obsahuje 95 % cínu a 5 % stříbra, je lepší
• Harris white flux pasta nebo ekvivalentní tavidlo ujistěte se, že je schopné leptat nerezovou ocel.
• Ocelová vlna nebo emory hadřík

Postup pájení:

• Krok 1 : Očistěte všechny pájené díly kouskem emory nebo ocelové vlny.
• Krok 2: Naneste bílou tavicí pastu na pájenou plochu. Je důležité použít tavidlo vhodné pro nerezovou ocel, protože je třeba povrch naleptat, aby se pájka mohla správně spojit. Můžete použít
  kyselinu mořskou (chlorovodíkovou), kyselinu fosforečnou, fluoridová tavidla a chlorid zinečnatý, všechna budou fungovat.
• Krok 3: Přiložte obě části k sobě a začněte měď zahřívat buď propanbutanovým, nebo plynovým hořákem MAPP. Nerezovou ocel přímo nezahřívejte. Jakmile se pájka začne tavit na mědi, přesuňte teplo na nerezovou ocel. Zahřívejte, dokud neuvidíte, že pájka teče do spoje. Poté zdroj tepla odstraňte.
• Krok 4: Nechte díl vychladnout, dokud není teplý, a poté setřete přebytečné tavidlo vodou a mýdlem.
• Krok 5: Proveďte zkoušku těsnosti, abyste ověřili, zda je spoj zcela utěsněn.

Tady je několik dalších výrobků doporučených členy skupiny Home Disttilers of America na Facebooku:

• Stay-brite 8 1/8″ Silver Solder
• Harris SCLF16 Stay Clean Liquid Soldering Flux, 16 oz

Jak pájet nerezovou ocel na měď

Pájení mědi zajistí pevnější spojení díky vysokému % stříbra v pájecí tyči. Bude však také dražší a vyžaduje použití acetylenového nebo Mappova plynového hořáku k roztavení pájecí tyče. Můžete zakoupit pájecí tyče s různým % obsahu stříbra a buď tyče potažené tavidlem, nebo tyče bez povlaku. V mém případě bych doporučil použít ke spojení měděných a nerezových dílů pájecí tyč potaženou modrým tavidlem s obsahem 45 % stříbra, která má teplotu tavení přibližně 600 °C/1100 °F. Pokud byste požadovali větší pevnost, můžete použít oranžovou tavidlem potaženou 56% stříbrnou pájecí tyč. Před pájením budete také chtít použít stříbrné pájecí tavidlo Harris „Stay-Silv“ nebo ekvivalentní výrobek k očištění všech dílů. Níže naleznete video s ukázkou pájení mědi na nerezovou ocel.

Níže jsem rozebral postup pájení mědi na nerezové armatury krok za krokem. Než začnete, je důležité, abyste si uvědomili, že můžete poškodit povrch nerezové oceli jejím přehřátím během procesu pájení. Chrom se v nerezové oceli používá k prevenci koroze, při dlouhodobém zahřívání nerezové oceli v rozmezí
425-870 °C ( 800-1600 °F ) může chrom difundovat z povrchu a vytvářet karbidy chromu, čímž ocel přestane být nerezová. Tím je náchylná ke korozi a praskání. Tomu můžete zabránit tím, že nebudete díly nadměrně zahřívat a po 4 minutách zahřívání je ochladíte ve vodě.

Materiály potřebné k pájení:

• Cetylenový hořák nebo plynový hořák Mapp
• Pájecí tyč potažená modrým tavidlem s obsahem 45 % stříbra
• Ocelová vlna nebo smirková tkanina

Pájení Postup:

• Krok 1: Očistěte povrch ocelovou vlnou nebo emoriovou tkaninou.
• Krok 2: Naneste tavidlo na oba pájené povrchy, ujistěte se, že máte tavidlo, které je schopné leptat nerezovou ocel a které je určeno pro vysoké teploty pájení (nad 840 F), nemůžete zde použít typické instalatérské tavidlo.
• Krok 3: Přiložte díly k sobě a začněte krouživým pohybem zahřívat měď, přičemž se ujistěte, že ji zahříváte rovnoměrně kolem trubky. Jakmile začne pájecí tyč proudit, přesuňte hořák více k nerezovému, což by mělo vtáhnout plnivo do spoje mezi oběma díly. Nerezová ocel přenáší teplo pomaleji než měď, takže se nebude zahřívat na teplotu tak dlouho. Proto nejdříve začneme zahřívat měď. Pokud pájíte ventil, který může být citlivý na teplotu, obalte ventil mokrou radou, aby se vnitřní části ventilu neroztavily.
• Krok 4: Nechte díl vychladnout, dokud není teplý na dotek, a poté před úplným vychladnutím odstraňte tavidlo pomocí vody a mýdla.
• Krok 5: Proveďte zkoušku těsnosti, abyste ověřili, zda je spoj zcela utěsněn.

Jaký je rozdíl mezi tavidlem potaženou a nepotaženou stříbrnou pájecí tyčí?

Probereme si výhody vs. nevýhody použití tavidlem potažených pájecích tyčí vs. nepotažených pájecích tyčí. Zřejmou výhodou používání tavidlem potažených pájecích tyčí je pohodlí. Na díly, které pájkujeme, nemusíme nanášet tavidlo, protože je již na tyčce, a nemusíme tedy stříbrné pájecí tavidlo kupovat zvlášť. Nevýhodou pájecí tyče potažené tavidlem je, že je obtížné kontrolovat množství tavidla naneseného na náš spoj, když je již na tyči, a co hůř, pokud spoj přehřejeme, tavidlo může vytvořit tvrdý černý film podobný sklu, který se neuvěřitelně těžko odstraňuje. Slyšel jsem argumenty tak i tak, osobně se mi více líbí tyče potažené tavidlem. Rád bych zde slyšel váš názor na to, kterému způsobu dáváte přednost, napište mi komentář na konci článku.

Další zdroje

Tady je několik dalších zdrojů o pájení, tvrdém pájení mědi a stavbě kotlů, které stojí za přečtení.

• Homedistillers.org – How-to Solder SS Ferrule to Copper Pipe
• Facbook Group Discussion – Tips on Attaching Stainless Furrel To Copper Pipe.
• Ebindustries.com – Svařování mědi k nerezové oceli
• Learntomoonshine.com – Postavte si vlastní měděnou pálenici na pálení pálenky