Как спаять алюминий в домашних условиях, особенности пайки алюминия

Почему алюминий плохо паяется

Многие пробовали паять алюминий в домашних условиях и хорошо поняли: припой не хочет прилипать к поверхности деталей. Это происходит по причине образования на металле устойчивой оксидной пленки, которая имеет низкую адгезию к материалу припоя. Методы пайки алюминия в домашних условиях сводятся к борьбе с защитной пленкой.

В минералогии оксид алюминия называют корундом. Он состоит из прозрачных кристаллов, являющихся драгоценными камнями. Корунд имеет различную окраску, зависящую от примесей: хром придает красноватый оттенок, сапфир — синеватый. Окисная пленка обладает высокой прочностью и не поддается пайке. Ее необходимо удалить с поверхности и после этого начинать паять детали.

Особенности

Чтобы применяемые вами флюсы исправно выполняли свою функцию, необходимо предварительно подготовить металл. Без подготовки немыслима ни одна сварка. При этом не важно, что вы используете — флюс, газ или вообще варите контактной сваркой. Процесс подготовки обязателен в любом случае.

Обезжирьте поверхность алюминия. Для этого используйте любой растворитель и безворсовую ткань. Подготовьте инструменты для зачистки металла. Можете использовать шлифмашинку, наждачку или болгарку. При применении болгарки используйте абразивные круги или сменные металлические щетки. Мы рекомендуем комбинировать различные способы зачистки, в зависимости от степени загрязненности металла.

Если металл сильно загрязнен, примените метод травления. Поместите деталь в емкость с кислотными растворами и подождите, пока грязь или коррозия растворятся. После зачистки окисная пленка так же будет удалена, но это ненадолго. Как вы теперь уже знаете, она способна самовосстанавливаться под действием кислорода.

Зачем тогда вообще нужна зачистка? Дело в том, что после механического удаления окисная пленка снова образуется, но она уже гораздо тоньше и не так химически активна. К тому же, флюс для пайки алюминия отлично работает на зачищенной поверхности, упрощая сварку.

Как удалить оксидную пленку

Пленку с поверхности металла удаляют несколькими способами, наиболее эффективными являются химический и механический. Оба метода для работы требуют безвоздушной среды, в которой нет кислорода.

Химический метод основан на осаждении на поверхности заготовки цинка или меди путем электролиза. На место, подготовленное к пайке, наносят медный купорос в виде концентрированного раствора. К чистому участку металла прикрепляют минусовую клемму аккумулятора или другого источника питания. Один конец медной проволоки подключают к плюсовой клемме, другой опускают в раствор на поверхности алюминия. В результате электролиза медь или цинк тонким слоем оседает на алюминии и крепко к нему прилипает. Теперь можно производить пайку алюминия оловом.

Для удаления оксида используют масляную пленку. Для этого способа лучше брать масло синтетическое или трансформаторное с малым содержанием воды. Другие виды масел нужно подержать при температуре +150…+200°С, вода испарится. При более высокой температуре содержимое начнет разбрызгиваться. Обезвоженное масло наносится на поверхность алюминиевой детали. Наждачной бумагой нужно под нанесенным слоем потереть алюминий для удаления оксида.

Наждачную шкурку заменяют скальпелем, зазубренным жалом паяльника или железной стружкой, полученной из натертого напильником гвоздя. Стружку насыпают на масло и жалом паяльника трут по поверхности, сдирая оксидный слой. Массивную деталь желательно подогреть горячей воздушной струей. Припой паяльником погружается в масляную капельку и растирается по месту пайки. Для лучшего прохождения процесса пайки добавляется канифоль или другой флюс.

Флюсы для сварки алюминия: особенности и принцип действия флюсов

Сварочное «искусство» в последнее время набирает огромные обороты развития. Появились новые методы сварки, которые вовсе не требуют вмешательства человека, и модернизируются старые и надежные способы ручной сварки. Если вам интересно узнать о сварке тонкого металла и об особенностях электродов для обеспечения сварочных процессов, то рекомендуем прочитать данную статью.

Аппараты для электрической дуговой сварки могут применяться, в том числе, и для резки металлических элементов и конструкций. Для получения лучших результатов рекомендуется использовать специальные электроды для резки металла, различающиеся по конструкции и используемым при их изготовлении материалам.

Расчет режима сварки довольно трудоемкий процесс. Однако эта статья поможет вам пошагово сделать его гораздо легче. Мы детально описали типы режимов расчета сварки в углекислом газе.

stalevarim.ru

Флюсы для пайки алюминия

Флюсы имеют высокую активность, поэтому после пайки их нужно смывать раствором воды с щелочью. Роль щелочи хорошо выполняет пищевая сода. После щелочи место соединения промывается чистой водой. Следует беречь органы дыхания от попадания в них паров флюса. Они способны раздражать слизистые и попадать в кровь. Наиболее распространенные из них требуется рассмотреть каждый в отдельности.

Канифоль

Канифоль — наиболее востребованный из всех флюсов. Он используется при соединении различных металлов. На алюминии работает только при отсутствии воздуха, поэтому применяется редко. Времени при работе с канифолью тратится больше, эффективности меньше. Этот флюс не для профессионалов, выполнять пайку может, но качество соединения не отличается прочностью.

Порошковый флюс

Алюминий паяют газовой горелкой с применением порошковых флюсов. Не рекомендуется к пламени добавлять кислород, он снижает эффективность работы флюса. Наиболее распространенные флюсы:

• Ф-34А;
• бура;
• ацетилсалициловая кислота;
• паяльный жир.

Ф-34А — активный флюс, имеющий в составе 50% хлорида калия, 32% хлорида лития, 10% фторида натрия и 8% хлорида цинка. Состав применяется с припоями, содержащими химические добавки. Он обладает гигроскопичностью и растворяется в воде.

Бура — порошок, плавящийся при 700°С, обладает растворимостью в воде, смывается водным раствором лимонной кислоты. Отличается низкой стоимостью.

Ацетилсалициловая кислота встречается в виде таблеток аспирина. При нагреве паяльником выделяются вредные для здоровья человека пары, обжигающие нос, глаза и органы дыхания.

Паяльный жир состоит из парафина, хлорида аммония и цинка, деионизированной воды. Хорошо паяет предварительно прогретые места, прошедшие процедуру лужения. После спаивания алюминиевых деталей рекомендуется остатки флюса смывать, иначе он вызывает коррозию металла.

Жидкий флюс

Жидкий флюс наносится на место пайки тонким слоем. При работе паяльником быстро испаряется с выделением обжигающих паров. Флюс Ф-64 в своем составе содержит фториды, тетраэтиламмоний, ингибиторы коррозии и дионизированную воду. Хорошо разрушает оксидную пленку и помогает паять заготовки из алюминия больших размеров. Используется при паянии меди, алюминия, оцинкованного железа и других металлов.

Ф-61 состоит из триэтаноламина, фторбората аммония и фторбората цинка. Используется при лужении и пайке сплавов алюминия при температуре до 250°С. Castolin Alutin 51 L состоит из кадмия, свинца и 32%-ного олова. Наиболее эффективно работает при температурах выше 160°С.

Выбор флюса

Выбирая флюсы для алюминия необходимо учитывать сразу несколько факторов. Во-первых, нужно понимать, какой фронт работ вам предстоит. Ведь порой необходимо сварить не только алюминий с алюминием, но и алюминий с другими металлами. Такие нюансы нужно учитывать. Во-вторых, необходимо обратить внимание на состав флюса. Он должен содержать активные компоненты. Например, хлорид цинка, калия или лития.

Что касается марок, то наиболее универсальный флюс — это Ф64. В его составе содержатся компоненты с повышенной активностью. С помощью этого флюса можно варить алюминий, невзирая на трудности плавления окисной пленки.

Для высокотемпературной сварки подойдет марка 34А. Ну а если вам необходим активный флюс для низкотемпературной пайки алюминия, то рекомендуем Ф 61 , также встречается под названием Ф61А. А для пайки алюминия с медью можно использовать флюс Сastolin 192 CW, он хорошо зарекомендовал себя в работе.

Припой для пайки алюминия

Припой для пайки алюминия делается на основе цинка или алюминия. В него вносятся добавки для достижения различных характеристик: для понижения температуры плавления, увеличения прочности. Производят их в Америке, Германии, Франции, России. Рассмотрим некоторые из них.

Распространенный и широко разрекламированный припой для алюминия — HTS 2000. Его производит компания из США. Практика свидетельствует о его непрочности: спаянные детали пропускают воздух и влагу. Без флюса его применять невозможно.

Castolin 192FBK на основе цинка (97%) и алюминия (2%) производится во Франции. Компания Castolin выпускает припои 1827 и AluFlam-190, предназначенные для пайки меди и алюминия при 280°С.

Castolin 192FBK — трубчатый припой, содержащий в сердечнике флюс. Выпускается в виде прутков, 100 г которых стоит 100-150 руб. Хорошо паяет мелкие отверстия и трещинки.

Chemet Aluminium 13 — припой, используемый при сварке деталей при 640°С и выше. В его основе лежит алюминий (87%) и кремний (13%). Температура плавления припоя — около 600°С. Выпускается в виде прутков, которых на 100 г приходится 25 шт. 100 г стоят 500 руб. Разновидность под наименованием Chemet Aluminium 13-UF имеет полую структуру и содержит в сердечнике флюс. Его стоимость за 12 прутков, которые весят 100 г, 700 руб.

Алюминиевый припой производится и на отечественных предприятиях. Для пайки с помощью газовой горелки применяется состав марки 34А. Он плавится при температуре 525°С, хорошо паяет сплавы АМц, АМ3М, АМг2. 100 г стоят 700 руб.

Марка А состоит из 60% цинка, 36% олова и 2% меди. Плавится при 425°С. Выпускается прутьями весом 145 г. Стоимость одного прута — 400 руб.

SUPER A+ производится в Новосибирске и является аналогом HTS-2000. Применяется вместе с флюсом марки SUPER FA. Стоит 800 руб. за 100 г. В расплавленном состоянии становится тягучим, приходится применять стальные инструменты для его разравнивания.

Кратко о главном

Попробуем понятным языком описать возможные проблемы при сварке и пайке алюминия. Для того, чтобы его нагреть можно использовать не очень мощный сварочный аппарат, потому что температура сплава алюминия не выше 660C.

Однако, есть одна тонкость. На алюминии присутствует окисная пленка, для расплавления которой требуется нагреть металл до 2000C. При такой температуре, она разрушится, но с ней разрушится и металл.

После такого качество упадет, и сплав станет некачественным. Ситуацию усложняет то, что окисная пленка способна обновляться после расплавления.

В составе алюминия есть элементы, которые плавятся при 500C, что может привести к тому, что деталь перегреется во время пайки и возникнут прожоги.

Подобные происшествия решаются по-разному. К примеру, использование флюсов для защиты. Они закрывают проход воздуха в сварочную область и ослабляют окисную пленку.

Горелки для пайки алюминия

Нужно знать, как паять газовой горелкой. Если площадь деталей большая и не хватает мощности паяльника, используют горелку. Лучше применять газовую, т. к. пайка алюминия газовой горелкой обладает большими возможностями. Горелка быстро разогревает место соединения деталей почти до температуры плавления алюминия. Флюс с припоем наносится на соединение, разравнивается жалом паяльника и отвердевает. Место соединения нужно обязательно промыть от остатков паяльной кислоты или другого флюса.

При работе с использованием горелок нужно соблюдать правила пожарной безопасности. Рядом не должны находиться горючие жидкости и материалы.

Особенности пайки меди и применение припоев

Отремонтировать те же медные трубы можно своими руками, да и в плане характеристик медные трубы более прочные и надежные, чем пластиковые. Естественно, они стоят дороже, но эта дороговизна вполне оправдана.
А можно сделать водопровод на основе медных труб своими руками, для этого нужно обладать нужными навыками и умениями, а также иметь на руках все необходимые материалы, приспособления и инструментарий. И конечно же, нужно обязательно знать, как правильно паять медь, и какие для этого потребуются припои и флюсы.

Для пайки медных труб вам потребуется следующее:

• кисточка для нанесения на поверхность трубы флюса в виде пасты;
• стальные щетки для зачистки стенок труб изнутри;
• припой из олова;
• резак для труб;
• горелка газовая для обработки материала.

Если говорить о газовых горелках для пайки меди, то они могут иметь в наличии пьезовый розжиг, а могут быть и без него. Чтобы качественно соединить друг с другом медные трубы, соблюдайте такой порядок действий:

• в самом начале зачищаем поверхность медной трубы изнутри специальной щеточкой. Затем при помощи специальной шкурки следует почистить трубу снаружи, пока не появится блестящий медный оттенок поверхности;
• кисточкой нанесите флюс на поверхность соединения двух отрезков снаружи и внутри, а затем вставьте их друг в друга;
• разжигаем газовую горелку и разогрейте места соединения труб. Смотрите, чтобы появились оловянные шарики;
• теперь возьмите оловянные припои в небольшом количестве и нанесите их по краям соединения двух частей. При этом нет необходимости, чтобы они проводились по всему периметру края труб, будет достаточно нанести их примерно на половину периметра края труб. Оловянные припои отлично соединяются с металлами при пайке. В течение нескольких секунд припои на основе свинца и олова будут воздействовать на поверхность меди, обеспечивая прочность соединения.

Какие припои берут для меди?

Чаще всего для соединения меди используют медно-фосфорные припои, в состав которых также входит и серебро примерно на 15 процентов. В основном их используют в холодильной промышленности, поскольку они отличаются относительно невысокой температурой плавки. Также такие припои имеют высокую текучесть и при воздействии на медь обеспечивают надежное и долговечное соединение металлов.

Пайка металлов

Смысл пайки любого металла состоит в том, что в пространство между спаиваемыми деталями вводится в расплавленном состоянии специальное вещество, называемое припоем. После застывания припой надёжно связывает в единое целое две металлические детали.

В случае пайки алюминия находящаяся на его поверхности оксидная плёнка препятствует расплавленному припою соединиться с металлом. Иными словами, нарушается адгезия, и поэтому припой не может растечься по поверхности металла и прилипнуть к нему. Это делает пайку алюминия практически невозможной без применения специальных средств, частично устраняющих оксид с поверхности металла и способствующих возникновению нормальной адгезии.

Удаление оксидной плёнки

Удаление оксида с поверхности алюминия — процесс сложный и никогда не приводящий к окончательному результату. То есть, оксидную пленку практически нельзя удалить, так как вместо только что удалённой мгновенно образуется новая. Можно лишь с помощью специфических средств ослабить её действие. Это можно сделать с помощью двух различных методов:

• Химический способ. С помощью специальных алюминиевых флюсов плёнка разрушается в результате воздействия активных кислот.
• Механический способ. Посредством применения абразивных инструментов нарушается целостность плёнки.

На практике чаще всего совмещают оба этих метода, чтобы добиться максимально возможного эффекта.

Флюсы для алюминия

Флюс применяется для удаления оксида с поверхности металла и последующего препятствования образованию новой плёнки. Необходимо помнить, что в процессе пайки флюс не должен взаимодействовать с припоем и вступать с ним в химические реакции. Флюсы могут находиться в различных состояниях:

• Жидкость.
• Паста.
• Порошок.

Для алюминия чаще всего применяют жидкие флюсы на основе ортофосфорной кислоты. Существуют так называемые безотмывочные флюсы, применение которых не требует последующего промывания спаянных поверхностей под проточной водой. Однако чаще всего в состав алюминиевых флюсов входят сильно ядовитые вещества, которые небезопасны, и, с экологической точки зрения, могут сильно корродировать металл в месте пайки. Поэтому применение флюсов требует тщательного промывания места пайки под проточной водой. Промышленность выпускает больше количество алюминиевых флюсов, среди которых можно выделить следующие:

• Ф-64. Высокоактивный флюс для алюминия и его сплавов. Считается самым лучшим флюсом для этого металла. Высокая активность определяется большим содержанием в его составе активного фтора около 40%. При нагреве фтор разрушает оксидную плёнку на поверхности алюминия. Применение этого флюса требует обязательной тщательной промывки спаеных поверхностей, после окончания процесса.
• Ф-34А. Специальный алюминиевый флюс для тугоплавких припоев. Состав: хлорид калия 50%, хлорид лития 32%, фторид натрия 10%, хлорид цинка 8%.
• Ф-61А. Применяется с обычными свинцово-оловянными припоями, плавящимися при температуре 150−350 градусов. Состав: фторборат цинка 10%, фторборат аммония 8%, триэтаноламин 82%. Применяется для спаивания разнородных металлов, например, алюминий и медь. Поэтому когда возникает вопрос как припаять алюминий к меди, ответом будет этот флюс.
• НИТИ-18 (Ф-380). Подходит для тугоплавких припоев с температурой плавления 390 — 620 градусов. Особенностью этого флюса, является то что, хорошо растворяя оксидную плёнку, он практически не оказывает никакого воздействия на основной металл. После окончания пайки остатки флюса должны быть немедленно удалены. Для этого место пайки сначала промывают горячей проточной водой, затем холодной. А в заключение выдерживают в течение 15 минут в водном растворе фосфорного ангидрида.
• А-214. Универсальный безотмывочный флюс средней активности. Температура применения 150−400 градусов. Не содержит в своём составе вредных солей анилина, фенола или карбоновых кислот, поэтому после применения не требуется тщательная промывка. Остатки легко удаляются бумажной салфеткой, смоченной в спирте.

Механическое удаление оксида

Для облегчения растворения плёнки с помощью флюса, предварительно её частично удаляют посредством механических методов. Данные приёмы позволяют лишь незначительно ослабить действие оксида, так как опытным путём было установлено, что вновь образующаяся плёнка, по своим прочностным характеристикам несколько уступает старой. Для этих целей используют следующие приспособления:

• Наждачная бумага.
• Напильники и рашпили.
• Жёсткие металлические щётки.

Процесс механического удаления поверхностного оксида можно оптимизировать используя для этого кирпичную пыль. Место пайки предварительно посыпают мелкой кирпичной крошкой. Затем:

• На кирпичные крошки высыпается большое количество сухой канифоли.
• Предварительно разогретым жалом паяльника канифоль расплавляется и распределяется по поверхности металла ровным слоем.
• Залуженным жалом паяльника начинают усиленно тереть место пайки. При этом кирпичная крошка сдирают оксидную плёнку, а расплавленная канифоль препятствует проникновению кислорода вместо пайки и поэтому новая оксидная плёнка не образуется.
• В результате получаем хорошо залуженную поверхность алюминия.

В качестве абразива, с тем же эффектом, можно использовать просеянный речной песок или металлические опилки.

Состав флюсов для сварки алюминия угольными или графитовыми электродами

Темы: Сварка алюминия.

При сварке применяются присадки и флюсы, аналогичные пo составу флюсам для газосварки. Флюсы для дуговой сварки алюминия графитовыми или угольными электродами (таблица 1) вводятся в зону сварки так жe, как и пpи газовой сварке. Лучшиe результаты даёт использование флюсов, которые содержат литий (в таблице — флюсы № 5–8). Таблица 1. Химсостав некоторых флюсов для электро-дуговой сварки алюминия угольными или графитовымы электродами, % массы.

Еще страницы по теме:

• Присадочные материалы для газовой сварки алюминия и его сплавов >

Copyright. При любом цитировании материалов Cайта, включая сообщения из форумов, прямая активная ссылка на портал weldzone.info обязательна.

weldzone.info