Флюсы для алюминия
Пайка алюминия достаточно сложный технологический процесс. Помимо оксидной пленки на поверхности алюминия, процесс затруднён необходимостью воздействия более высоких температур, чем при пайке меди. Тем не менее, паять алюминий можно, поскольку для этих целей были разработаны специальные флюсы.
Основная задача флюса для низкотемпературной пайки алюминия, это растворение оксидной пленки, которая мешает нормальному растеканию припоя и соединению деталей. Для пайки алюминия применяются только активные флюсы, в составе которых имеется кислота. Абсолютно не подходит для этих целей канифоль, и другие, подобные ей, неактивные флюсы.
Состав флюса для алюминия
Основными компонентами активных флюсов для пайки алюминия при температуре ниже 300 градусов, это органические кислоты и их амиды, а также триэтаноламин. Наибольшей активностью отличаются олеиновая, элаидиновая, муравьиная и уксусная кислота.
Связано это с тем, что активность всех вышеперечисленных кислот повышается с ростом температуры. Поэтому воздействуя на оксид Al2O3, они способны полностью разрушить его, что даст припою нормально пристать к поверхности спаиваемых деталей из алюминия.
Особенности проведения работ по соединению алюминия
Применяя флюс для пайки алюминия, необходимо иметь представление о некоторых понятиях и терминах, используемые для данной работы. Итак, используя для работы флюс для пайки алюминия, помните, что это своеобразная смесь, где присутствуют органические или неорганические компоненты, главной задачей которых является обеспечение прочного соединения и адгезии физико-химической природы припоя для обеспечения прочного соединения однородной группы металлического поверхности, а иногда разных по природе материалов металла.
Использование флюса для пайки алюминия
Чтобы флюс для пайки алюминия ф 64 подошёл к материалу обработки, необходимо знать некоторые физические и химические характеристики и свойства алюминия:
- Алюминий имеет высокую степень для обеспечения теплопроводности, а также достаточную электропроводность.
- Алюминий очень устойчив к органическим и неорганическим растворителям.
- Материал имеет достаточную пластичность, то есть гнётся, меняет форму, что позволяет в свою очередь выпускать различные группы изделий – проволоку, технологические листы, изделия гнутой формы и т.д.
- Температура плавления одна из самых низких, всего +660 С.
Учитывая вышеперечисленные параметры можно сделать вывод, что флюс для пайки алюминия должен иметь специальную структуру взаимодействия с поверхностью.
Марки флюсов для пайки алюминия
Флюс Ф59А — предназначен для низкотемпературной пайки алюминия, а также сплава АМц с медью и сталью, при температуре от 150 до 320 градусов.
Флюс Ф61А — кроме пайки алюминия предназначен для спаивания деталей из оцинкованного железа, меди и бериллиевой бронзы. Температура работы с флюсом, как и в предыдущем случае, составляет 150-320°С.
Флюс Ф54А — состоит на 82% из триэтаноламина. Данный флюс также предназначен для пайки алюминия и его сплавов в домашних условиях.
Флюс Ф64 — подходит для пайки алюминия и дюралюминия.
Данный вариант флюса для алюминия чем-то напоминает паяльный флюс ЛТИ-120, который предназначен для пайки меди, никеля и углеродистой стали. При нанесении флюса Ф-64 на поверхность алюминиевых деталей, и под воздействием высоких температур, он способен разрушить прочную плёнку оксида алюминия, очистив тем самым металл для нормального растекания припоя.
Все вышеперечисленные флюсы — подходят для пайки алюминия. Ну а о том, как паять провода, всегда можно узнать на сайте .
Сфера применения
Использование флюса для пайки ф 64 достаточно обширное, и достаточно указать несколько технологических направлений, где широко используется алюминиевая основа:
- Создание систем теплопроводной магистрали, например, автомобильные радиаторы.
- В энергетических системах замкнутого пространства, например образование замкнутой электрической цепи.
- Соединение токоведущих частей, которые были разорваны под воздействием механической силы, например провода общей магистральной сети электропроводов.
- Создание технологических конструкций, которые обеспечивают связь по принципу электропроводимости.
Флюс Ф 64
Припои, основа для качественного соединения изделий из алюминия
Как видно, флюс для пайки своими руками позволит отремонтировать как сложные и проблемные источники повреждения, так и лёгкие участки и узлы. В качестве припоя используют такие традиционные материалы как:
- Олово;
- Сплав с использованием цинка;
- Сплав на основе кадмия.
Температура плавления выше перечисленных материалов в диапазоне от +200 С до +400 С, и для этих целей можно использовать не очень мощный работоспособный паяльный инструмент. Дополнительно в качестве припоя используют тугоплавкие вещества, в составе которых присутствуют медь, цинк и даже кремний.
Пайка алюминия
Господствует мнение, что алюминий и его сплавы относятся к трудно паяемым материалам. Однако это общераспространенное убеждение можно считать верным лишь в том случае, если речь идет о пайке с использованием обычных припоев и флюсов, применяющихся для пайки меди, стали и некоторых других металлов. При использовании современных материалов, предназначенных специально для пайки алюминия, пресловутая труднопаяемость алюминия почти ничем себя не проявляет.
Пайка алюминия
Трудность пайки алюминия обычными припоями и флюсами обуславливается целым рядом факторов. Прежде всего, это наличие тугоплавкой и химически стойкой оксидной пленки. Оксид Al2O3 препятствует смачиванию поверхности припоем и растворению в нем основного металла. Чтобы разрушить его, применяют механическую обработку и сильнодействующие флюсы.
Создает трудности для пайки и низкая температура плавления алюминия, составляющая 660°C. При нагреве прочность металла быстро снижается, и уже при температурах 250-300°С алюминиевые конструкции могут терять устойчивость. Температура солидуса (температура, при которой плавится самый легкоплавкий компонент) основных алюминиевых сплавов, варьируется в интервале 500-640°С. Это оставляет очень узкий температурный интервал для применения высокотемпературной пайки, при которой существует опасность перегрева и расплавления самой паяемой детали.
В отношении большинства элементов, составляющих основу легкоплавких припоев (Sn, Pb, Cd, Bi, In), у алюминия имеет место слабая взаимная растворимость, что снижает прочность паяных соединений. Исключением является цинк, который с алюминием хорошо взаиморастворимы, обеспечивая необходимую прочность соединения.
Материалы для пайки алюминия
Припои
. При использовании высокоактивных флюсов и хорошей подготовки поверхности, алюминий можно паять и оловянно-свинцовыми припоями. Однако их выбор все же нельзя считать удачным. Помимо того, что имеет место упомянутая выше плохая растворимость алюминия в системах Sn-Pb, оловянно-свинцовые припои обеспечивают очень низкую коррозионную стойкость паяного соединения. Чтобы преодолеть этот недостаток, соединения, паянные оловянными или оловянно-свинцовыми припоями, необходимо покрывать специальными лакокрасочными покрытиями.
Качественную пайку алюминия обеспечивают припои содержащие цинк, серебро, медь, алюминий, кремний. Существует большое количество составов как отечественного, так и импортного производства, содержащих эти элементы в различном соотношении. Из отечественных припоев можно привести ЦОП40 (60% олова и 40% цинка) и 34А (66% Аl, 28% Cu и 6% Si). Чем выше содержание цинка в цинковом припое, тем большую коррозионную стойкость и прочность имеет паяное соединение.
Большинство припоев является низкотемпературными, однако температура их плавления выше, чем у оловянно-свинцовых. По-настоящему высокотемпературными являются алюминиево-кремниевые (силумины) и алюминиево-медно-кремниевые припои. В качестве первого можно привести припой Aluminium-13 фирмы Chemet, содержащий 13% Si и 87% Аl (припой покрыт флюсом). Его температура пайки составляет 590-600°C. Примером второго может служить, уже упоминавшийся, отечественный припой 34А, состоящий из 66% Аl, 28% Cu и 6% Si. Интервал его температуры пайки — 530-550°C. Если возникает необходимость в применении высокотемпературных припоев, они применяются для пайки алюминия и тех его сплавов, которые имеют достаточно высокую температуру плавления, или деталей имеющих массивные размеры, обеспечивающие хороший теплоотвод.
Если говорить о самых удобных материалах, то к ним относятся, конечно, бесфлюсовые низкотемпературные припои, например HTS-2000.
Припой HTS-2000
Флюсы
. К выбору флюса нужно подходить очень серьезно, именно его активность определяет паяемость алюминия, особенно при использовании обычных оловянно-свинцовых припоев. Далеко не все флюсы проявляют в отношении алюминия активность, заявляемую их производителями. Одним из отечественных флюсов является состав, называемый предельно информативно — «флюс для пайки алюминия». Ещё есть флюс Ф59А, Ф61А (содержащий триэтаноламин, фторборат цинка, фторборат аммония) и другие. Под названием «флюс для пайки алюминия» могут скрываться Ф59А, Ф61А или другие, даже если это не указано на упаковке.
Флюсы для пайки алюминия
В качестве высокотемпературного флюса можно привести флюс 34А, который содержит 50% KCl, 32% LiCl, 10% NaF и 8% ZnCl2.
Высокотемпературный флюс 34А
Подготовка деталей к пайке
Подготовка алюминия к пайке заключается в обезжиривании и механической зачистке зоны соединения. Целью последней является удаление окисной пленки. Обезжиривание производят ацетоном, бензином или иным растворителем. Зачищают поверхность наждачной бумагой, щеткой или сеткой из нержавеющей проволоки, абразивными кругами. Пленку окислов можно убрать и травлением определенными кислотами, но этот способ является более хлопотным в сравнении с механической зачисткой и применяется гораздо реже.
Нужно понимать, что после удаления старой окисной пленки, взамен ее мгновенно образуется новая, так что полностью избавиться от оксидного барьера все равно не получается. Смысл зачистки состоит в том, что вновь образующаяся пленка оказывается значительно тоньше и слабее старой, в результате чего флюсу с ней легче справляться.
Способы нагрева
В качестве основных инструментов для нагрева относительно массивных алюминиевых деталей применяются газовые горелки, работающие на пропане, бутане, или паяльные лампы.
При нагреве следует проявлять осторожность, чтобы не допустить перегрева основного металла, способного привести к его расплавлению. Нужно постоянно контролировать температуру основного металла, прикасаясь к нему стержнем припоя. При достижении рабочей температуры он начнет плавиться.
Пламя должно быть нормальным — без избытка или недостатка кислорода. В сбалансированной газовой смеси пламя только нагревает металл и не оказывает сильного окислительного действия. В случае сбалансированной газовой смеси пламя горелки обладает ярко-синим цветом и небольшой величиной. Пересыщенное кислородом пламя сильно окисляет поверхность металла, его факел бледно-голубого цвета и маленький.
Мелкие детали с небольшим теплоотводом при использовании низкотемпературных припоев паяются электропаяльниками.
Технология пайки алюминия
Процесс пайки алюминия с флюсом практически ничем не отличается от пайки меди или стали. После очистки деталей и установки их в нужное положение, на зону пайки наносится флюс, после чего соединение подвергается нагреву до температуры, при которой припой начинается плавиться. Плавление осуществляют прикосновением кончика стержня к стыку соединения.
Пайка бесфлюсовым припоем имеет особенность, заключающуюся в том, что для облегчения проникновения припоя через оксидную пленку, её желательно разрушить, осуществляя чиркающие движения твердым концом прутка припоя или стержнем из нержавеющей стали по расплаву. При этом происходит нарушение целостности окисной пленки.
Припой расплавленный на неразрушенную оксидную пленку и соединение после разрушения оксидной пенки чирканьем стержнем припоя по расплаву
Разрушать оксидную пленку можно и щеткой из нержавеющей стали, растирая ею расплавленный припой по поверхности деталей. Соединяемые элементы лучше прижимать друг к другу лужеными поверхностями и нагревать до температуры пайки. Полученное таким способом соединение получается очень прочным.
Пайка алюминия: зачистка и плавление припоя
Пайка алюминия: разрушение оксидной пленки щеткой и плавление припоя на второй детали (затем нужно обработать щеткой как первую деталь)
Пайка алюминия: соединение деталей и проверка на прочность
Примеры использования пайки алюминия
Алюминиевой пайкой можно ремонтировать и восстанавливать детали из алюминия и его сплавов любой сложности, начиная от самых простых, используемых в быту, и заканчивая изделиями, к которым предъявляются повышенные требования в отношении прочности и безопасность.
Пайка алюминия широко используется при ремонте автомобилей, тракторов, мотоциклов. Во многих случаях она оказывается предпочтительней, чем сварка, поскольку не приводит к изменению структуры металла и его деформации. Восстановление герметичности протекшего картера из алюминия, пайка алюминиевого радиатора, ремонт изношенной или разрушенной детали — для всех этих случаев пайка может оказаться безальтернативным способом устранения неисправности.
Пайкой можно отремонтировать алюминиевый блок цилиндров, заделать появившиеся на нем трещины, прогары, сколы. Восстановить резьбу в разбитом резьбовом отверстии. Для этого последнее заполняется расплавленным припоем, после чего в него вставляется болт. После охлаждения конструкции остается лишь вывернуть болт. Прочность резьбы, восстановленной таким способом, не уступает прочности исходной.
Восстановление резьбы пайкой: погружение болта в отверстие с расплавленным припоем и выкручивание болта из застывшего расплава
Пайка позволяет заделать отверстия в различных емкостях и изделиях, для которых необходима герметичность. Паять отрытым пламенем емкости, в которых хранились воспламеняющиеся жидкости нельзя, подробнее здесь.
Запаивание отверстий. После пайки поверхность зашлифовывается.
Пайкой ремонтируют алюминиевые трубопроводы компрессоров, насосов и кондиционеров. Пайка алюминия в домашних условиях позволяет отремонтировать любую вещь, изготовленную из чистого алюминия или его сплава — лестницу, водосточный желоб, посуду, алюминиевый сайдинг. При использовании качественных материалов может быть достигнута такая прочность соединения, что отремонтированное изделие окажется прочнее нового.
Если нет хорошего флюса и припоя
При отсутствии активных флюсов и предназначенных для алюминия припоев можно попытаться паять алюминий оловянными или оловянно-свинцовыми припоями, применяя способ разрушения оксидной пленки под слоем канифоли. Такой способ позволяет избежать мгновенного образования новой оксидной пленки взамен удаленной старой (как это происходит при зачистке на воздухе).
Роль инструмента, разрушающего оксидную пленку, играет специальный паяльник со скребком или добавленные в канифоль железные опилки. При трении облуженного паяльника о деталь, покрытую канифолью, скребок или опилки удаляют старую пленку, а канифоль не позволяет образоваться новой. Одновременно происходит лужение очищенной от окисла поверхности припоем, добавляемым на паяльник по мере необходимости.
Этот хлопотный и не гарантирующий успеха способ целесообразно применять лишь в случае крайней необходимости. Самый простой и естественный вариант — приобретение качественных флюсов и припоев, пайка которыми обеспечивает получение прочного и коррозионностойкого соединения без ненужной траты времени и сил.
При использовании содержания данного сайта, нужно ставить активные ссылки на этот сайт, видимые пользователями и поисковыми роботами.
Литература
