Lem za lemljenje bakra: vrste lema i njihove karakteristike + savjeti za odabir

Bakrene cijevi su dijelovi za globalne ili lokalne komunikacijske sustave koji prenose plin, vodu, naftne derivate, rashladne tekućine i ostale važne resurse. Za spajanje pojedinačnih fragmenata u jedinstvenu mrežu koristi se lem za lemljenje bakra. Odabire se ovisno o uvjetima u kojima se sustav koristi.

Pravilno oblikovan spoj osigurava nepropusnost cijelog kompleksa i sprječava istjecanje tvari koja se dovodi u okoliš. A njihovo nepravilno spajanje u budućnosti može dovesti do mnoštva problema.

Pokušajmo se razumjeti u vrste lemova i u to kojem od njih je bolje dati prednost u konkretnoj situaciji.

Što je lem?

Lem je čisti metal ili termoplastična legura od nekoliko komponenata. Namijenjen je za spajanje bakrenih dijelova u zajedničku cjelovitu mrežu.

Pod utjecajem visokih temperatura lem se topi, širi po zoni obrade i brtvi površinu. Nakon konačnog hlađenja na cijevnom materijalu nastaje čvrst, ravnomjeran šav bez pogrešaka.

Tehnologija spajanja dvaju fragmenata provedena prema takvom principu naziva se lemljenje.

Među glavnim prednostima metode valja istaknuti:

• spajanje bez deformacije;
• očuvanje prvobitnog oblika obrađivanih dijelova;
• odsutnost svakog unutarnjeg naprezanja;
• izvrsna čvrstoća i visoka razina nepropusnosti stvorenog šava;
• otpornost učvršćenog područja na različite temperaturne režime, uključujući intenzivno zagrijavanje;
• jednostavno razdvajanje šavnih dijelova u slučaju potrebe za promjenom formata sustava.

Lemljenje se provodi posebnom opremom – lemilom, plinskim plamenikom ili lemnom lampom. Neposredno prije rada zona se temeljito čisti od površinskih nedostataka i tehničkih ulja, i tek tada se pristupa radu.

Proces spajanja dijelova cijevi odvija se lako i brzo, ali zahtijeva obvezno poštivanje osnovnih sigurnosnih pravila. Kako bi se izbjegli problemi i ozljede, na ruke je potrebno staviti čvrste radne rukavice, lice i oči zaštititi posebnim naočalama ili maskom, a odjeću zaštititi čvrstom pregačom. To će zaštititi majstora od potencijalnih nesreća.

Za lemljenje u kućanskim uvjetima najčešće se koristi lemilica. Plamenik ili lampu upotrebljavaju tamo gdje snaga lemilice nije dovoljna ili je potrebno spojiti dijelove velike debljine i znatne mase.

Klasifikacija lemova za bakrene cijevi

Lemovi za kvalitetno i pouzdano lemljenje bakrenih cijevi izrađuju se od različitih komponenti. Proizvodi se međusobno razlikuju po obliku i kemijskom sastavu.

Vrsta i parametri spojnih elemenata određuju se područjem naknadne uporabe cijevnog sustava od bakrenih dijelova.

Razlike prema temperaturi taljenja

Prema razini temperaturne obrade lemovi se dijele na tri tipa:

• niskotemperaturni;
• srednjetemperaturni;
• visokotemperaturni.

Niskotemperaturne varijante tale se u rasponu od 150 do 450 °C. Ne mijenjaju početne fizičke parametre dijelova. U području spoja stvaraju uredan, ali ne previše čvrst šav. Namijenjene su za uporabu u sustavima grijanja i vodovodnim mrežama koje nisu izložene ozbiljnim opterećenjima.

Osiguravaju nepropusnost i cjelovitost cijevi promjera do 10 cm, ugrađenih u komunikacijske sustave koji prenose toplinski medij temperature do 130 °C.

Srednjetemperaturni i visokotemperaturni materijali omekšavaju pri vrijednostima u rasponu od 450 do 1100/1850 °C. Jamče maksimalno čvrst, snažan spoj koji nije osjetljiv na vanjske utjecaje.

Visokotemperaturni lemovi odlikuju se dobrom pouzdanošću i prikladni su za uporabu u centraliziranim i privatnim sustavima grijanja te plinskim cjevovodima. Omogućuju izradu dodatnog odvoda bez demontaže cijelog sklopa.

Područje spojeno srednjetemperaturnim ili visokotemperaturnim lemom pokazuje otpornost na mehanička oštećenja i mirno podnosi aktivna toplinska opterećenja.

Podjela prema kemijskom sastavu

Prema kemijskom sastavu moderni, praktični lemovi dijele se na meke lako taljive i tvrde teško taljive.

U prvu kategoriju ulaze sljedeće pozicije:

• Olovni – sadrže samo olovo u čistom obliku i tale se pri temperaturi od 180 do 230 °C;
• Kositreni – sastoje se od kositra i tale se pri 220 °C, stvaraju čvrst i plastičan šav;
• Olovo-kositreni – mogu sadržavati od 15 do 90% kositra. Temperatura taljenja takvih elemenata iznosi 183-280 °C;
• Kositrano-bakreni – sastoje se 97% od visokokvalitetnoga kositra i 3% od bakra. Spadaju među najpopularnije i prodaju se po razumnoj cijeni. Stvaraju čvrsti spoj s dobrom otpornošću na koroziju;
• Bakreni sa srebrom – sastoje se 95% od bakra i 5% od srebra. Odlikuju se visokim karakteristikama čvrstoće i osiguravaju pouzdano spajanje između fragmenata.

Koriste se meki lako topljivi sastojci za spajanje u jedinstveni kompleks cijevi promjera od 6 do 108 mm. U području spoja stvaraju uredan šav širine od 7 do 50 mm.

Meki niskotemperaturni lemovi su primjenjivi za organizaciju mreža grijanja, individualnih i centraliziranih vodovodnih magistrala. Za plinske komunikacije takva opcija kategorički nije prikladna.

Olovo se smatra štetnim elementom za ljudsko zdravlje. Korištenje lemova koji sadrže olovo kategorički je zabranjeno u mrežama koje dovode vodu u višestambene ili privatne kuće, poduzeća ili javne ustanove. Na druge vrste komunikacija ova zabrana se ne odnosi.

Za visokotemperaturnu obradu prikladni su čvrsti vatrostalni materijali:

• Bakar u kombinaciji sa srebrom i cinkom – sadrži 30% bakra, 44% srebra i 26% cinka. Područje spajanja odlikuje se dobrom čvrstoćom, zadržava plastičnost, učinkovito se odupire koroziji i pokazuje povišenu toplinsku provodljivost;
• Bakar s fosforom – legura od 94% bakra i 6% fosfora. Tijekom lemljenja ne zahtijeva primjenu fluksa. Stvara čvrst i pouzdan spoj, ali djelomično gubi elastičnost pri niskim temperaturama okoline;
• Srebro – tijekom lemljenja zahtijeva obvezno korištenje fluksa. Stvara čvrst, pouzdan šav s dobrom plastičnošću i visokom otpornošću na koroziju. Košta znatno više od analoga od jednostavnih metala i nema široku primjenu. Koristi se tamo gdje postoji ekonomska opravdanost i postavljaju se povećani zahtjevi za kvalitetom spoja cijevi.

Pomoću vatrostalnih lemova montiraju se kompleksi od cijevi promjera od 12 do 159 mm, uključujući plinske komunikacijske mreže, trase grijanja i vodovodne magistrale promjera od 28 mm.

Kako bakar ne bi izgubio svoje karakteristike čvrstoće tijekom lemljenja, ne biste trebali uranjati dio sa svježim šavom u vodu ili ga izlagati umjetnom puhanju radi hlađenja. Pouzdan, čvrst i dugotrajan spoj osigurat će metal koji se ohladio prirodnim putem.

Korištenje klasičnih bakreno-fosfornih ili bilo kojih drugih elemenata dopušteno je pri stvaranju spojeva preklapanjem. Takva opcija spajanja osigurava maksimalnu čvrstoću konstrukcije i povećava radni vijek cjevovoda.

Mekani lemovi se radi lakšeg korištenja obično izrađuju u obliku kolutova. Čvrsti elementi isporučuju se u obliku žica različite duljine.

Radi pojačanja cjelovitosti i povećanja čvrstoće šava, preklop mora iznositi najmanje 5 mm. Tijekom obrade potrebno je ostaviti mikroskopski razmak kako bi lem ravnomjerno ušao unutra, ispunio praznine i stvorio pouzdanu nepropusnu zakrpu.

Flus – značajke i namjena

Flux – to je specifičan tehnički materijal za lemljenje bakrenih cijevi. Štiti površinu dijelova od oksidacije i troske. Sprječava kontakt zalemljenog šava s kisikom. Povećava ukupnu kvalitetu spoja i daje mu dobru čvrstoću i optimalnu plastičnost.

U prostoriji u kojoj se obavlja lemljenje bakrenih cijevi potrebno je osigurati kvalitetnu ventilaciju. Zapaljive i lako zapaljive tvari bolje je unaprijed ukloniti kako slučajna iskra ne bi izazvala požar ili bilo koji drugi slučaj opasan po zdravlje čovjeka.

Fluxovi za lemljenje bakrenih cijevi dolaze u različitim konzistencijama.

Među najtraženijima i najpopularnijima:

• pasta;
• prah;
• tekućina.

Tvar u obliku paste za lemljenje bakrenih cijevi stoji više od ostalih materijala, ali u potpunosti opravdava svoju visoku cijenu. Prikladna je za korištenje odmah nakon kupnje i ne zahtijeva od majstora da išta dodaje u sastav za poboljšanje radnih svojstava.

Pasta se nabavlja za izvođenje odgovornog lemljenja koje zahtijeva maksimalno jasno i kvalitetno brtvljenje spojnih područja. Tvar se lako nanosi na bakrenu površinu, izvrsno se lijepi na nju i dobro se raspoređuje po zoni obrade tijekom zagrijavanja.

Pasta-flux je vrlo jednostavna i praktična za upotrebu. S njom može bez ikakvih poteškoća raditi ne samo profesionalni stručnjak s velikim praktičnim iskustvom, već i bilo koji kućni majstor.

Gotovi šav izgleda uredno i osigurava cjelovitost spoja svih dijelova sustava. Ostaci tvari lako se uklanjaju po završetku rada.

Prahovita sredstva prodaju se po nižoj cijeni i dobro se čuvaju u posebnim spremnicima. Maksimalnu učinkovitost pokazuju zajedno s ojačanim, teškotaljivim lemovima. Smatraju se manje praktičnima zbog problematičnosti ravnomjernog nanošenja na područje obrade.

Tekuća sredstva prodaju se u zatvorenim bocama. Normalno kontaktiraju s mekanim lemovima i lako se nanose na bakrenu površinu, osiguravajući visoku čvrstoću spojnog šava. Za osiguranje kvalitetnog spoja tekući fluks i lem uvijek se koriste istovremeno, a ne odvojeno.

Bez obzira na konzistenciju, topilo treba nanijeti odmah nakon čićenja bakrenog dijela. Ako se to zanemari, metalna površina ponovno će se prekriti oksidima i neće je biti moguće ravnomjerno obraditi.

Nakon obrade topilom, dijelove treba lemiti odmah. Time se eliminira mogućnost prodiranja stranih čestica na radnu površinu.

Za nanošenje pastoznog topila potrebna je posena četka s elastićnim vlaknima srednj duljine. Ne treba koristiti previše sredstva. To neće utjcati na kvalitetu i čvrstoću spoja.

Tijekom spajanja dijelova potrebno je pokazati pažnju i oprez. Dospijeće topila na kožu uzroku jej ne samo toplinsku, već i kemijsku opeklinu.

Ako se to ipak dogodi, potrebno je odmah prekinuti lemljenje i isprati sredstvo s kože s puno sapunice.

Zahtjevi za kvalitetu flusova

Za topila za individualnu i industrijsku uporabu postavljaju se određeni zahtjevi.

Sredstvo mora ispunjavati sljedeće kriterije:

• manja gustoća strukture i viskozost u odnosu na lemilo (za isravno za-mjenjivanje);
• sposobnost ravnomjernog raspoređivanja po radnoj površini;
• otapanje oksidnog sloja;
• sPrečavanje ponovne oksidacije bakrenih elemenata;
• otpornost na agresivne visoke temerature;
• mogćnost lemljenja kako na horizontalnim, tako i na vertikalnim dijelovima komunikacijskog sustava;
• stvaranje urednog, estetski lijepog šava.

Pri korstenju kvalitetnih topila, prašina i prljavština nastali uslijed lemljenja uklanjaju se lako i brzo, ne ostavljajući na cijevnom elementu nikakve tragove koji kvare izgled. Spoj je pouzdan i dugi niz godina zadržava strukturalni integritet.

Topila na bazi prahova i kolofonija treba priremiti neposredno prije početka lemljenja. Radna tvar u određenoj porciji miješa se s anhidridom i odmah nanosi na područje obrade.

Popularne vrste materijala

Na tršištu su topila za lemljenje bakrenih cijevi zastupljena u vrlo širokom asortimanu.

Najvećom popularnošću uživaju sljedeće tvari:

• s visokom antikorozivnom sposobnošću;
• s plemitim materijalima u sastavu;
• na bazi kolofonija.

Antikorozivno topilo sastoji se od nekoliko složenih elemenata, otapala i fosfora. Tijekom zagrijavanja otapaju se u tekućini, stupaju u reakciju i tvore organske komponente.

Štite područje šava od oksidacije i prerane korozije. Pospješuju odvod viška vlage iz zone lemljenja.

Primjena topila u procesu lemljenja bakrenih cijevi sprječava stvaranje pora u strukturi šava. Spoj je cjelovit i ne sadrži strane uključke koji smanjuju čvrstoću spoja.

U drugoj vrsti flusa glavni aktivni sastojak je salicilna kiselina. Tijekom upotrebe otapa se u smjesi etanola, tvari koje sadrže zlato i industrijskog vazelina.

Stvara besprijekorno ravan, uredan i estetski spojni šav koji ne zahtijeva dodatnu složenu obradu. Ne oštećuje materijal cijevi koja je uz područje obrade.

Klasični aktivni flus sadrži kolofonij i određenu količinu natrijeve soli. Tvar ima izražena zaštitna svojstva i učinkovito štiti cjevovod od pojave korozije. Kolofonij prekriva šav tankim i čvrstim zaštitnim filmom, a natrijeva sol suzbija oksidacijske procese.

Mješavine koje stvaraju kiselinu ili je izvorno sadrže, kvalitetno čiste površinu i uklanjaju oksidni sloj. Kako se metal u budućnosti ne bi oštetio i zadržao osnovna fizička svojstva, obrađeno područje nakon lemljenja potrebno je temeljito oprati.

Takav flus prodaje se po razumnoj cijeni i osigurava čvrstu, pouzdanu vezu. Međutim, gotov šav ostaje vrlo vidljiv i odmah upada u oči na vanjskim dijelovima bakrenog cjevovoda.

Bez obzira na vrstu i osnovni sastav, flus je potrebno nanositi što ravnomjernije, ne dopuštajući ni milimetarski propust. Ako na bilo kojem dijelu metala ne bude tog premaza, cijev će s vremenom početi hrđati i trebat će je zamijeniti.

Glavni nedostatak flusa na bazi kolofonija je termička slabost. Loše podnosi visoke temperature i pri stalnom pregrijavanju pougljuje se.

Kako pravilno odabrati lem?

Pravilno odabran lem pomoći će bez posebnog napora organizirati komunikacijski sustav bilo koje složenosti. Ako se radi o radu u kućnim uvjetima, vrijedi koristiti materijal koji se topi na niskim temperaturama.

Primjena visokotemperaturnih tvrdotaljivih elemenata u kućanstvu je problematična jer zahtijeva zagrijavanje radne legure do 600-900 stupnjeva. To je bez posebne opreme prilično teško postići.

Lemljenje prehrambenog bakra može se obavljati posebnim lemovima koji ne sadrže toksične i otrovne agresivne elemente koji mogu naštetiti zdravlju.

Korištenje metala i njihovih derivata koji se tope na visokim temperaturama povezano je s određenim rizikom. Tijekom obrade mogu oštetiti ili čak spaliti bakrenu cijev s tankom stijenkom.

Kako se to ne bi dogodilo, ima smisla uzeti čvrst, ali niskotaljiv meki lem, a tvrdi varijantu ostaviti za debelostijene bakrene komunikacije.

Kada se na sustav ne očekuju velika opterećenja, nije nužno koristiti tvrdi lem, osim ako to nije uvjetovano drugim zahtjevima. U osnovnim kućanskim sustavima za stvaranje pouzdanog spoja sasvim će biti dovoljni meki lako taljivi lemovi.

Za spajanje bakrenih cijevi u plinskim mrežama treba birati lemove koji sadrže srebro. Oni osiguravaju maksimalnu čvrstoću šava, neutralnost na vibracije i visoku otpornost na vanjske i unutarnje utjecaje.

Za srebro će se morati platiti nešto skuplje, ali sigurnost, pouzdanost i trajnost sustava s vremenom će nadoknaditi sve financijske troškove.

Zaključci i koristan video na temu

U videu će biti riječi o tome kako provesti lemljenje bakrenih cijevi:

O tome koje flukseve odabrati za lemljenje bakrenih cijevi u kućnim uvjetima bit će riječi u sljedećem videu:

Metodika lemljenja bakrenih cijevi pomoću mekog lema:

Pravilno korištenje lema omogućuje lako i brzo spajanje bakrenih cijevi u jedinstveni sustav. Gotovi šav ispada uredan i osigurava nepropusnost mreže bilo koje konfiguracije.

Više se ne mora brinuti o tome da može doći do curenja ili ispuštanja vrijednog resursa. Cjevovod, pomoću kvalitetnog lema ujedinjen u cjeloviti kompleks, pouzdano radi i dugo služi, ne zahtijevajući od vlasnika stalnu pažnju ili mukotrpnu njegu.