Пайка алюминия, как справедливо считают многие специалисты, является довольно сложным в выполнении технологическим процессом. Между тем такое мнение можно считать верным лишь в отношении тех ситуаций, когда спаять изделия из алюминия пытаются, используя для этого припои и флюсы, которые применяются для соединения деталей из других металлов: меди, стали и др.
Если же используется специальный флюс для пайки алюминия, а также соответствующий припой, то этот технологический процесс не представляет особых сложностей.
Особенности и принципы процесса
Технологический процесс пайки затрудняет низкотемпературная величина плавки материала. Детали очень быстро будут терять прочность при нагреве, а конструкция снизит устойчивость при достижении температуры в 300 градусов. Если использовать легкоплавкие припои, которые состоят из кадмия, висмута, индия, олова, то они будут очень трудно вступать в контакт с алюминием, а также не будет обеспечиваться хорошая прочность.
Очень хорошая растворимость имеется у металлов, которые сочетают в себе цинк. В таком случае спаянные материалы будут обладать высокой надёжностью. Перед началом пайки следует очистить материал от окислов и грязи. Для этого применяется механическое воздействие. Можно использовать щётку или применять специальные флюсы, которые имеют сильнодействующий состав. Перед началом процедуры необходимо залудить участки, которые будут обрабатываться. Если покрытие оловянное, то деталь будет защищена от возникновения окислов.
Для надёжной пайки алюминиевых изделий нужно подбирать правильный нагревательный инструмент. А ещё надёжность соединения зависит от выбора сплава и флюса для пайки алюминия.
Пайка алюминия оловом и флюсом Ф 64
Флюс Ф 64 предназначен для пайки алюминия. Методика пайки не сложна. В первую очередь нужно снять изоляцию с проводов на 5 см. Изоляция снимается острым ножом под углом к проводу, чтобы не надрезать его. Надрезанный алюминий легко обламывается.
Инструменты и материалы для пайки алюминиевого провода
Далее нужно хорошо зачистить провод мелкой наждачной бумагой или острым ножом. Зачистив провод, его смачивают кисточкой с плюсом и острым ножом продолжают зачищать провод, но уже под флюсом. Таким образом снимают пленку окиси алюминиевого провода, не давая вновь окисляться на воздухе. Далее разогретым паяльником с припоем начинают лужение провода с его конца.
Если начать облуживать провод около изоляции, тогда можно ее подпалить. В этом случае потеряются изоляционные свойства провода. Провод облуживают паяльником, движениями вперед-назад, одновременно снимается окисная пленка с алюминия. Облудить провод ровно сразу не получится. Поэтому на не облуженные участки провода снова наносят флюс и горячим паяльником с припоем и движениями вперед-назад снимают участки оставшейся окисной пленки и обслуживают.
Таким образом покрывают припоем алюминиевый провод полностью. После лужения алюминиевый провод окунают в раствор соды (5 ст. л. на 200 гр. воды) и зубной щеткой смывают остатки флюса. В состав флюса входят активные кислоты, которые не только разъедают пленку, но и сам провод. Поэтому остатки флюса нужно смыть. Смыть его полностью не получится, так как он частично остаётся под припоем и въедается в провод.
Но хоть частично его нужно смывать. Медный провод не обслуживают флюсом Ф 64, лучше использовать раствор канифоли и спирта (50% на 50%). Кисточкой наносят жидкую канифоль на медный провод (предварительно зачистив его) и горячим паяльником обслуживают провод, начиная с конца. Жало паяльника должно быть ровным и чистым. Раковины на конце жала паяльника убирают мелким напильником.
А остатки сгоревшего припоя (шлака) вытирают губкой или тряпкой. Как только алюминиевый и медный провода облуженны, их скручивают пассатижами, кисточкой наносят жидкую канифоль и спаивают соединение, начиная также с конца. Если соединить алюминий без лужения припоем, то это соединение может нарушиться со временем. Соединение алюминия с медью представляет собой гальваническую пару, и при прохождении через него тока нагревает и разрушает соединение.
Таблица температурных режимов марок припоя
В результате место скрутки сильно нагревается и обугливается, что повышает пожароопасность. Оловянный припой нейтрален к алюминию, поэтому алюминиевые провода перед соединением с медью нужно лудить. Для пайки алюминиевых проводов хорошо подходят припой ПОС 61 и ПОС 50 с низкой температурой плавления 190 — 210С.
Методы пайки
Пайка алюминиевых материалов производится при помощи электрического паяльника, паяльной лампы или газовой горелки. Имеется несколько способов пайки из алюминия:
- С использованием припоя.
- С канифолью.
- С применением электрохимического метода.
С канифолью
Такой вариант пайки алюминиевой поверхности необходимо применять для небольших размеров детали. Зачищенный участок необходимо покрыть канифолью и поместить на шлифовальную шкурку, которая имеет среднюю зернистость. Сверху проводок прижимается залуженным жалом нагретого паяльника. Такое действие производить необходимо несколько раз, после чего выполняется сама процедура пайки. А также можно применить канифольный раствор в диэтиловом эфире.
В этом варианте конец паяльника не нужно отнимать от заложенного конца, а сверху просто потребуется добавить канифоль. Если необходимо соединить тонкие алюминиевые проводки, то паяльник подойдёт с мощностью в 50 Вт. Если толщина алюминия примерно в 1 мм, тогда паяльник необходимо выбирать в 100 Вт, а для деталей толще 2 мм потребуется предварительный подогрев места соединения.
С использованием припоя
Этот метод является очень распространённым и часто применяется в электротехнике, ремонте автомобилей, а также других изделий. Перед тем как начинать процесс, необходимо произвести покрытие материала сплавом, а дальше идёт соединение облуженных элементов. Детали, которые предварительно облущили, соединяются между собой и другими сплавами и металлами.
Можно применять легкосплавные припои, которые имеют в составе цинк, олово и кадмий. А также в последнее время очень активно применяют тугоплавкие материалы на основе алюминия. Легкосплавные составы применяются из-за того, что можно будет паять алюминиевые изделия при температуре до 400 градусов. Это позволит не испортить свойства материала и сохранить прочность. Составы с кадмием и оловом не позволят создать хороший контакт, а также они будут подвержены коррозии. В тугоплавких материалах нет таких недостатков.
Электрохимический метод
Если применять электрохимический метод, тогда потребуется устройство для выполнения гальванического покрытия. Таким образом будет производиться омеднение поверхности. Если такого аппарата нет, тогда придётся самостоятельно производить обработку детали. Для этого потребуется зачистить шкуркой необходимую поверхность, и нанести несколько капель медного купороса. А уже после к изделию подключается отрицательный полюс независимого источника электропитания.
Можно применить обычную батарейку или аккумулятор, а также любой другой электрический выпрямитель. На положительный вывод подсоединяется очищенный медный провод, который имеет диаметр в 1 мм и располагается в изолированной подставке. Когда происходит процесс электролиза, то на детали начинает оседать медь, а уже после можно проводить лужение участка, сушку с помощью паяльника. А уже после можно с лёгкостью запаять необходимое залуженное место.
Пруток для пайки алюминия в домашних условиях
Всем привет! Многие знают, что алюминий паяют в основном в аргоновой среде специальным сварочным аппаратом, но есть еще вариант для работы с газовой горелкой, да даже турбозажигалкой в небольших масштабах можно пользоваться.
Вообще это не первое мое знакомство с данной проволокой, но опыт покупок не очень хороший, так что поделюсь не только результатом тестирования, но и проверенными местами для покупки, чтобы не получить образец №2, но начнем по порядку.
Содержание
- Характеристики
- Распаковка и внешний вид
- Тестирование
- Итоги
Характеристики
Диаметр: 2,0 мм Длина: 500 мм Мягкий припой ISO 3677: ~B-Zn98Al 381-400 Примерный состав (вес %): 2,4 Al – остальное Zn Температура плавления ºС: 360 Прочность на разрыв (МПа): До 100 (Al) Плотность (г/cм3): 7,0
Распаковка и внешний вид
Последним и самым выгодным приобретением был образец №3 из banggood.
Пришел в небольшом сером пакете
Пруток дополнительно упакован в прозрачный зип-пакет.
5 метров обошлись мне в $8 с поинтами, то есть $1.6 за метр — перейти в магазин
В центре виден белый порошковый флюс, пруток в меру жесткий, выглядит как алюминий без окисления
Сравнение
Первым был куплен крайний левый образец №1 в али. Он абсолютно идентичен по свойствам с образцом №3, но 3 метра обошлись мне в $12, то есть $4 за метр, что почти втрое дороже. проверить текущую цену
В центре образец №2. Он стоит $5 за 3 метра или $1.7 за метр, как и образец №3
Но как только берешь пакет в руку, понимаешь, что это ПОС с не очень густым флюсом внутри.
не покупать тут
Еще два образца по $8 за 3 метра так и не были доставлены, вероятно их даже не отправили.
Тестирование
Алюминий со временем покрывается оксидной пленкой, из-за которой поверхность становится матовой, так вот, перед спаиванием поверхности обязательно нужно зачищать до блеска, иначе припой просто будет шариками скатываться по поверхности независимо от степени ее нагрева. Образец №1
Вообще правильно нагреть деталь до температуры около 400 градусов, а затем просто водить прутком, который будет плавиться и заполнять собой щели, но у меня мало опыта, поэтому чтобы не перегреть поверхность, я периодически вношу пруток в пламя горелки. Если температура низкая, припой скатится по поверхности шариком, если достаточная — залудит ее.
Проверка на излом показывает хороший результат — разрыв происходит не по шву
Образец №2. Плавится очень хорошо, выделяет много дыма, воняет горелым «аспирином». К алюминию липнет, но если перегреть, довольно быстро выгорает.
Работать неудобно из-за вони и необходимости контролировать температуру.
Образец №3. Решил спаять трубки внешними стенками
Пробуем разорвать шов. После того как трубка выскочила из тисков, я зажал ее выше, выведя из фокуса и заметил это только на стадии создания гифок
Но есть фото результата на котором видно, что шов не пострадал.
Ну и напоследок срастим алюминиевую трубку с куском «дюральки»
Тест на разрыв так же прошел успешно
Итоги
Занятная проволока — алюминий паяет отлично, заполняя собой даже мелкие щели, главное чтобы стыки не были загрязнены. К меди тоже липнет хорошо, но опытные люди говорят, что для работы с ней лучше использовать другие сплавы, хотя для экстренного полевого ремонта вполне сгодится и этот пруток.
Температура плавления алюминия около 660ºС, казалось бы, можно использовать прутки и на 450-500 градусов, но можно столкнуться с двумя проблемами: 1. Массивную деталь до 500 градусов нужно еще чем-то прогреть 2. Можно перегреть место пайки и испортить деталь
Самым оптимальным мне показался образец №3. Соответствует заявленным характеристикам и стоит дешевле остальных минимум вдвое. Так же на выбор есть лоты разной длины: 1 метр — $2.89 2 метра — $4.39 3 метра — $6.39 5 метров — $9.89
перейти в магазин
Припои, флюсы, материалы
Можно применять для пайки алюминия олово, но только в тех случаях, если имеется высокоактивный флюс, а также произведена хорошая зачистка участков. Оловянные соединения необходимо дополнительно покрывать специальными составами, поскольку наблюдается плохая прочность и слабая защита от коррозии.
Очень хорошие паяные соединения можно получить, если использовать припой с кремнием, цинком, алюминием или медью. Такие материалы выпускаются как отечественными, так и зарубежными производителями. Русские марки припоев выпускаются под названием ЦОП40. Согласно ГОСТу они в своём составе имеют 60% олова и цинка 40%, ещё есть припой 34А. В его состав входит 66% алюминия, 6% кремния и 28% меди. Состав придаст хорошую прочность месту контакта и обеспечит надёжную устойчивость от коррозии. К иностранным составам относится HTS- 2000. Это средство очень удобно в применении.
Такие сплавы можно применять с крупногабаритными деталями, а также с высоким теплоотводом, если использовать грелку или предметы из алюминиевых сплавов, имеющие высокотемпературное плавление. Если никогда раньше не производили пайку предметов, тогда желательно посмотреть специальные обучающие видео, которые помогут ответить на многие вопросы.
Помимо припоев, необходимо использовать также специальные флюсы, которые имеют в своём составе цинк, фтор, бурат аммония, а также триэтаноламин и другие элементы. К популярным отечественным флюсам относится Ф64, который имеет хорошую химическую активность. Обычно это средство применяется даже без предварительной очистки деталей от оксидной плёнки. А также можно использовать 34А, который содержит в своём составе хлорид лития, цинка и калия, а также фторид натрия.
Чем паять алюминий и его сплавы?
Чтобы пайка алюминия осуществлялась на качественном уровне, следует применять припои, в состав которых входит кремний, алюминий, серебро, медь, цинк.
В продаже можно найти состав, в котором различное соотношение данных составляющих.
При выборе припоя следует учесть, что наибольшую стойкость к коррозии, прочность имеет то соединение, которое паяли с помощью припоя с высоким содержанием цинка.
Чем больше его в составе, тем выше показатели.
Припои на основе олова и свинца применять для пайки алюминия можно.
При этом стоит хорошо подготовить поверхность материала, качественно зачистить щеткой из нержавейки и приобрести высокоактивные флюсы.
Все же специалисты не рекомендуют применять такой припой — алюминий в нем плохо растворяется.
Видео:
Кроме этого, соединение будет подвержено коррозии, оно нуждается в покрытии лакокрасочными составами.
Припои, которые применяются для пайки алюминия, являются высокотемпературными. Подходящими для работы можно считать алюминиево-кремниевый, алюминиево-медно-кремниевый состав.
Припой из серебра
Для пайки чистое серебро не используют. Чаще всего для соединения латуни используют сплавы, в состав которых кроме серебра входит цинк, кадмий, никель, другие металлы.
Медь с серебром хорошо расплавляется, шов, который остается от плавки, отличается высокой прочностью.
Если в составе припоя серебра 10%, то его можно использовать для соединения деталей из стали.
Латунные и другие поверхности имеют после спаивания аккуратный, чистый шов.
Флюсы
Выбирая флюсы, стоит оценивать их характеристики. Не все из них проявляют активность по отношению к алюминию, особенно, если применяются припои, состав которых содержит олово и свинец, составы с серебром.
При покупке стоит приобрести флюсы, которые так и называются «Для пайки алюминия».
Видео:
Также можно купить флюс: виды 34А, Ф61А, Ф59А (высокотемпературный), а можно проконсультироваться с продавцом.
Канифоль
Что делать, если под рукой отсутствует припой, флюс, предназначенный для работы с алюминием. Можно воспользоваться припоями, куда в состав входят олово, свинец.
ВАЖНО ЗНАТЬ: Что нужно знать об ингибиторах коррозии металла?
При этом оксидную пленку нужно будет разрушать канифолью. Таким образом, новая пленка не будет образовываться при нанесении на поверхности канифоли.
Если образуется немного пленки, то ее необходимо потереть специальным скребком из нержавейки. Можно добавить немного металлических опилок.
Производя трение по поверхности элементами из нержавейки, пленка будет разрушаться. Канифоль защитит от воздействия алюминия с воздухом.
Вместе с этим, происходит воздействие припоем. Такой метод специалисты рекомендуют применять в крайнем случае.
Если есть возможность, лучше приобрести флюс, припой, изготовленный для работы с поверхностями из алюминия, его сплава.
Подготовка материала
Чтобы достигнуть хорошего качества соединения, нужно использовать не только правильные технологии, но и уметь хорошо подготовить обрабатываемую поверхность. Нужно удалить все загрязнения и оксидные плёнки. Механическая обработка выполняется при помощи шкурки или металлической щётки, а также иногда применяют проволочную нержавеющую сетку и шлифовальную машинку. А также можно использовать разные кислотные растворы.
Обезжиривать поверхность нужно с помощью растворителя, ацетона или бензина. Когда происходит зачистка алюминиевой поверхности, то сразу же образовывается оксидная плёнка. Однако её толщина будет ниже первоначальной, а потому паяльный процесс облегчится.
Инструменты
Если необходимо произвести соединение алюминиевых изделий в домашних условиях, то целесообразно использовать электропаяльник. Это универсальный прибор, который очень удобно позволяет припаивать провода, ремонтировать маленькие трубки и прочие элементы. Для приспособления необходимо минимальное количество пространства. А также в доме обязательно должно быть электричество. Если нужно починить крупногабаритный прибор, тогда применяют для пайки алюминия газовую горелку, для которой используют бутан, аргон и пропан. Чтобы производить пайку предметов в домашних условиях, подойдёт стандартная паяльная лампа.
Если применяются газовые горелки, то необходимо постоянно наблюдать за пламенем, которое представляет собой сбалансированную подачу газов и кислорода. Если имеется правильная газовая смесь, то язык пламени будет ярко-синий. Неяркий оттенок будет свидетельствовать о том, что имеется избыток кислорода.
Припои для твердой пайки
Долгое время российскому потребителю был доступен только припой 34А. Основной составляющей этого состава является алюминий (до 66%). Температура пайки составляет 530-550⁰С. Работать с ним надо предельно осторожно, чтобы не расплавить или не повредить скрепляемые детали, ведь плавление самого алюминия начинается уже при 660⁰С. К тому же при производстве работ по рекомендации изготовителя пруток припоя необходимо периодически обмакивать во флюс Ф-34А.
Температура пайки алюминия припоем HTS-2000 (американского производства) составляет около 400 градусов. Соединение элементов осуществляют без применения флюса. Это в значительной мере упрощает технологический процесс.
Еще одним довольно популярным и распространенным припоем с флюсовым сердечником является швейцарский Castolin 192 FBK. Температура пайки у него немного выше – 440 градусов. Наличие флюса в структуре прутка облегчает удаление оксидной пленки с поверхности и обеспечивает надежное сцепление припоя с алюминием.
Оба вышеописанных импортных состава изготавливают на основе цинка, поэтому место пайки имеет высокие антикоррозионные свойства.
Недавно у иностранных производителей появился достойный конкурент – припой для пайки алюминия «Супер А+», который разработали и теперь изготавливают в Новосибирске. По своим техническим характеристикам он ни в чем не уступает западным аналогам. Процесс твердой пайки осуществляют при тех же приемлемых для металла 400 градусах. Причем нет нужды использовать флюс. А вот цена на него гораздо ниже (в 2-3 раза), чем у его западных аналогов. Состав ингредиентов разработчики предусмотрительно пока не публикуют.
Этапы пайки алюминия
Пайка алюминиевых предметов особо ничем не отличается от соединения других металлических материалов:
- Сначала необходимо зачистить и обезжирить место будущего соединения.
- Уже после все элементы устанавливаются в рабочее положение.
- На необходимый участок наносят флюс и изделие начинают нагревать при помощи паяльника или горелки.
- Когда наблюдается повышение температуры, то пруток припоя плавится, им необходимо постоянно касаться поверхности элементов, тем самым контролируя процесс.
Необходимо запомнить, что пайку следует производить в хорошо проветриваемом помещении, поскольку в процессе нагревания выделяются опасные соединения.
Если применяется бесфлюсовый припой, тогда необходимо знать о некоторых нюансах работы. Чтобы оксидная плёнка не мешалась, надо концом прутка выполнить царапающие движения по участку элемента. Таким образом, оксидная целостность будет нарушаться, а припой пойдёт в контакт с обрабатываемым металлом.
Разрушить оксидный слой можно и другими способами. Обрабатываемый участок нужно поцарапать металлической щёткой или прутком из нержавеющей стали.
Чтобы обеспечить максимальную прочность соединения, необходимо обработать участки лужением.
Припои для других металлов
Если изделия, трубы состоят из меди, то специалисты не рекомендуют использовать сварочные работы.
В этом случае рекомендуется пайка медных труб твердым припоем, виды которых можно купить в любом специализированном магазине.
В отличие от алюминия, в припой для пайки медных труб может входить серебро, а также медно-фосфорный состав.
Спайка изделий из этого металла может осуществляться твердым, мягким припоем. Припой для пайки меди можете увидеть на видео ниже.
Видео:
Пайка твердыми припоями с серебром требует наличия специального оборудования — газовой горелки.
Популярностью пользуются припои с содержанием серебра. В составе припоя может находиться до 55 процентов этого металла.
Среди особенностей такого припоя можно отметить низкую температуру, при которой плавится металл. Серебро в составе вещества хорошо смачивает поверхности металла.
Серебро способствует хорошему заполнению щелей, которые образовываются между соединяемыми поверхностями. При использовании такого припоя образуются плотно-вакуумные швы.
Пайка меди твердым припоем отличается от пайки мягким. Применяя твердый припой, необходимо создать условия, при которых пайка волной припоя происходит при температуре, которая выше 420-425 градусов.
Стоит помнить, что при этом температура не должна превышать температуру, при которой соединяемые металлы плавятся.
Пайка, где используется мягкий припой для медных труб, должна происходить при температуре, которая составляет менее 425 градусов.
Флюс с составом серебра, который при этом используется, не дает возможности оксидной пленки образовываться.
Сплав меди и цинка называется латунный сплав. При пайке латуни есть свои особенности. Когда происходит термическое воздействие на латунный элемент, сплав выделяет цинк.
Видео:
При этом образовывается пленка из оксида меди, цинка. Удалить ее довольно сложно. Флюсы и припой при этом выбираются в зависимости от того, какой состав имеет сплав.
Серебряный припой, флюсы применяются для латуни, в составе которых есть медь. Если латунь включает в себя больше цинка, то серебряный припой должен быть ПСр40 и выше.
Когда поверхность латуни соединяется с серебряными припоями, то латунный слой может сильно расплавиться, поэтому следует контролировать нагрев металла и время всего процесса.
Техника безопасности
Перед началом работы с паяльником всегда нужно сначала изучит правила безопасности.
- Работать нужно только при открытом окне. Поскольку можно отравиться из-за выделений в процессе работы.
- Вокруг не должно быть ничего легковозгорающегося. Если паяльник уронить на бумагу, к примеру, то это может привести к возникновению пожара.
- Аппарат держать следует исключительно за специальную ручку, поскольку в процессе работы он сильно нагревается, что может привести к ожогу.
- К паяльнику нельзя подпускать ребёнка. Устройство всегда следует держать в труднодоступном для малыша месте.
- Аппарат опускать в перерывах между пайкой можно только на специальную подставку. Если паяльник будет помещён на стол, то возможно возгорание.
Следуйте этим простым правилам, и никаких проблем во время работы не возникнет.
Чтобы производить качественную пайку алюминиевых материалов в домашних условиях, необходимо полностью соблюдать технологию. Если выбирать качественные методы, припои, флюсы и материалы, тогда результат будет положительным.
Как паять сплавы алюминия?
Сплавы алюминия своими руками можно спаять, если купить припой и флюс марки 34А.
Проще всего запаять авиаль, сплав Амц. А вот литейные сплавы, дуралюмин, АК4, В95 паять очень сложно, так как у них низкая температура плавления.
Видео:
Если возникла необходимость запаять какую-либо деталь из таких сплавов, действовать нужно крайне осторожно.
В противном случае можно получить пережог. Потеря прочности сплава составит при этом около 30 процентов в том месте, где производилась пайка. Иногда металл полностью плавится.
Сплавы дуралюмин, В95 при нагреве могут деформироваться, поэтому прогревать их с помощью горелки нельзя.
Мелкие изделия можно нагреть в специальной печи, так будет удобнее контролировать температуру.
Чтобы снять с поверхности сплава оксидную пленку нужно обработать ее флюсом, у которого активность повышенная. Широко известны такие марки — флюс 34А, НИТИ-18.
Их чаще всего применяют при работе с алюминиевыми сплавами. Важно знать, что флюс марки 34А может привести к сильной коррозии металла.
ВАЖНО ЗНАТЬ: Как фосфатировать металл в домашних условиях?
Чтобы этого не допустить, после проведения спаивания деталей, флюс, который остался на поверхности, нужно убрать.
Для этого необходимо провести ряд действий:
- изделие нужно помыть водой около 20 минут, применяя щетку. Вода должна быть горячей — примерно 80 градусов;
- около получаса промыть изделие в холодной воде;
- сделать раствор хромового ангидрида и обработать в нем изделие;
- после обработки поверхность должна просохнуть при высокой температуре около 25-30 минут.
