Активный флюс для пайки алюминия

Все о флюсе для пайки алюминия

  1. Особенности
  2. Распространённые виды
  3. Популярные марки
  4. Как сделать своими руками?
  5. Как пользоваться?

В отличие от спаивания деталей из других металлов и сплавов соединение алюминия при помощи пайки является наиболее трудновыполнимым. Оно требует специальных флюсов.

Особенности

Флюс для пайки алюминия существенно отличается от составов, используемых для паяния меди и стали. Для него применяются реагенты, легко растворяющие окисную плёнку на поверхности алюминиевой детали, препятствующую пайке.

По сравнению с цинком и железом алюминий более активен – за считаные секунды тщательно зачищенная алюминиевая деталь образует новую оксидную пленку. Причем последняя не менее плотная, чем только что счищенная. Чтобы при зачистке алюминиевой детали не допустить образования новой оксидной пленки, и нужен слой флюса, закрывающий доступ к алюминию кислорода из воздуха.

В отличие от меди и стали алюминий обладает низкой температурой плавления – всего 660 градусов. Из-за этого перегрев алюминия чреват уменьшением прочности самой детали. Нагрев алюминия до 300 градусов приводит к уменьшению устойчивости детали или всей конструкции, на которой производится пайка.

Алюминиевые сплавы по сравнению с чистым алюминием плавятся при температуре менее 600 градусов. Чтобы этого избежать, применяются более низкотемпературные припои, содержащие олово, кадмий, висмут и индий. За слишком низкотемпературную пайку пользователь расплачивается неудовлетворительной прочностью паяного соединения. Поэтому в припой, предназначенный для пайки алюминия, вводят цинк, хорошо растворяющийся в алюминии.

Соединение на основе цинксодержащего припоя удаётся более прочным – сам цинк плавится при 420 градусах.

Распространённые виды

Имея в наличии специальный высокотемпературный паяльник и такой же припой, алюминий можно спаять, к примеру, с использованием канифоли.

Канифоль

Хотя канифоль является простейшим органическим флюсом, такой способ пайки требует отсека, из которого откачан воздух. Самостоятельно в домашних условиях спаять алюминий в безвоздушной среде весьма затруднительно. Жало паяльника обработано так, что на его конце имеется специальная канавка, облегчающая зачистку алюминиевой проволоки.

Порошковые

Чтобы избежать данных затруднений, и придуманы высокоактивные флюсы. Один из таких видов – порошковый состав. Пайка с его помощью требует паяльной лампы – газовой горелки, создающей концентрированный, узконаправленный поток пламени. Но отдельно вводить кислород в пламя запрещается – флюс быстро выгорает, а на спаиваемых деталях в точке соединения образуется новая окисная пленка.

Простейшие порошковые флюсы – лимонная и ацетилсалициловая кислоты. При пайке они выделяют большое количество паров, содержащих органические соли на основе этих кислот. Вдыхание этих паров небезопасно. Альтернатива – высокотемпературный порошковый флюс на основе натриевой соли борной кислоты: только при температуре свыше 700 градусов он приобретает вязкость, и его применение для алюминиевых сплавов весьма ограничено.

Паяльный жир можно измельчить в порошок. Он изготавливается на основе любого тугоплавкого жира, технического вазелина, парафина и иных органических реагентов, сохраняющих твёрдость при комнатной температуре. В качестве основных неорганических реагентов – вода, «очищенная» от ионов, хлорид цинка и хлорид аммония.

Жидкие

Жидкий флюс часто содержит в себе минеральную кислоту либо соль на её основе. Испарение этого флюса при пайке ещё более опасно для глаз и органов дыхания, чем всё те же лимонная и «аспириновая» кислоты.

Его основное достоинство – наивысшее качество пайки. Кислота, вступая в реакцию с алюминием, образует на его поверхности солевой слой, легко поддающийся пайке. Недостаток жидких флюсов – их остатки нужно смывать после окончания работ, чтобы не допустить коррозии.

Популярные марки

Ф-34А. Выполнен по ТУ 48-4-229-87 и содержит хлорид калия 50%, хлорид лития 32%, хлорид цинка 8%, фторид натрия 10%. Облегчает пайку с припоем различных температур плавления. Может быть приготовлен на водной основе.

Ф-64 включает в себя тетраэтиламмоний, фториды, деионизированную воду, увлажняющие и задерживающие коррозию реагенты. Удаляет окисную пленку большой толщины и подходит для пайки массивных деталей. Паяет не только алюминий, но и бериллиевую бронзу.

Ф-61 включает в себя триэтаноламин, фторборат цинка, фторборат аммония. Работает всего при 250 градусах, подходит для алюминиевых сплавов.

Castolin Alutin 51 L – 32% олова, также добавлены свинец и кадмий. Годен при температуре от 160 градусов.

Как сделать своими руками?

Зачастую под рукой нет крепких минеральных кислот. Их могут заменить кислоты органические: лимонная, уксусная, ацетилсалициловая и другие. Флюс также готовится на основе любого масла, в котором не содержится большого количества воды. Чтобы выпарить из масла воду, его прогревают при температуре до 200 градусов. При более высокой температуре оно пережигается до углерода.

Если нет технического или индустриального масла, воспользуйтесь солидолом, вазелином или парафином, в который добавляется стальная или медная стружка.

Его назначение – зачистить алюминий, счистить с поверхности детали оксидную пленку, а органический наполнитель не даст кислороду вновь окислить алюминий. Это и есть самодельный флюс с медью или железом. Некоторые паяльщики применяют в качестве наполнителя китовый жир.

Поскольку цинк лучше соединяется с алюминием, хлорид цинка готовится на основе соляной кислоты. Такой простой, но весьма активный, действенный флюс может применяться не только при пайке алюминия, меди, стали и цинка. Препараты, например, содержащие соляную кислоту таблетки, продаются в аптеке – они используются пациентами, у которых нарушена выработка этой кислоты для желудочного сока.

Читайте также:
Гравированные вальцы для производства вощины

Чтобы приготовился раствор хлорида цинка, несколько таких таблеток растворяют в дистиллированной воде, а затем опускают туда цинковые пластины, вырезанные из металлического стакана солевых батареек. Когда выделение водорода прекратится – реакция окончена, флюс готов к применению.

Как пользоваться?

Паять алюминий следует только после полного удаления оксидной пленки. Зачистить соединяемые точки деталей наждачкой не удастся – на месте старой пленки оксида алюминия тут же образуется новая, хоть и более тонкая. Перед удалением окисной плёнки поверхность деталей обезжиривают с помощью ацетона, 646-го растворителя или спирта.

После растворения оксидной пленки детали зажимают в тисках, прогревают паяльником и наносят слой припоя. При отсутствии флюса под разогретой и размягченной канифолью поверхностные слои, включая оксидную пленку, соскабливаются при помощи жала паяльника; такое место спайки не будет отличаться повышенной прочностью.

Если есть возможность, мелкие детали в точке спайки погружаются в предварительно расплавленный припой, при этом паяльник должен иметь повышенную мощность – вплоть до 100 Вт.

Подробнее о флюсе для пайки алюминия смотрите в видео ниже.

Флюс для пайки алюминия

Содержание:

  1. Применение алюминия
  2. Проблемы при пайке
  3. Особенности вещества
  4. Используемые припои
  5. Флюс Ф-61
  6. Самостоятельное изготовление
  7. Интересное видео

Алюминий является популярным, но сложным для сварочного процесса металлом. Решением проблемы является флюс для пайки алюминия. Следует использовать именно эту разновидность, поскольку флюс для алюминия имеет значительные отличия от такого же элемента, предназначенного для сварки других материалов.

Применение алюминия

Распространенность применения изделий из алюминия заключается в первую очередь в том, что он является легким металлом. Алюминий широко используется в электротехнике, поскольку обладает отличной электропроводимостью.

Для бытовых нужд из этого металла изготавливаются кастрюли, бидоны, дуршлаги, кружки. Чистый алюминий применяют для производства фольги, используемой для электролитических конденсаторов. Можно его использовать и при производстве радиаторов.

Однако, пайка этого металла может доставить массу проблем. Это объясняется тем, что при легком взаимодействии с воздухом, поверхность алюминия покрывается тонкой, но твердой оксидной пленкой. Она защищает алюминий от дальнейшего окисления, но при процессе пайки создает труднопреодолимую преграду.

Существует несколько методов решения этой проблемы, например, пайка с канифолью, однако наилучший результат дает применение специально предназначенных для этого флюсов.

Проблемы при пайке

Температура плавления алюминия не превышает 660 градусов. Следствием этого является применение из экономических соображений сварочных аппаратов, не обладающих чересчур большой мощностью.

Однако, на поверхности алюминия имеется окисная пленка, которую необходимо убрать перед началом процесса сварки. А вот для ее расплавления требуется нагрев до температуры 2000 градусов. При достижении такого значения разрушится не только окисная пленка, но и сам металл, что приведет к ухудшению качества сварного соединения. Помимо всего окисная пленка после ее расплавления может восстановиться. Из-за устойчивости оксидной пленки, обладающей слабой адгезией к припою, обычный припой с трудом прилипает к поверхности детали.

Флюс для пайки алюминия решает эту проблему. При его нанесении на область сварки он перекроет проход воздуха в эту зону, что приведет к ослаблению негативного воздействия окисной пленки. По сравнению с другими металлами, например, железом и цинком, алюминий является более активным – зачищенная деталь может мгновенно вновь покрыться пленкой окиси. Поэтому и от флюса, предназначенного для алюминиевых деталей, также требуется быстрота воздействия.

Активный флюс для низкотемпературной пайки алюминия быстро растворит окисную пленку на поверхности изделий, мешающую нормальному растеканию припоя. Помимо этого, в припой, предназначенный для соединения алюминиевых изделий, добавляют цинк, обладающий способностью хорошо растворяться в алюминии.

Соединение на основе припоя с содержанием цинка обладает большей прочностью. Сочетая соответствующий припой и флюс универсальный для пайки алюминия можно без особых сложностей получить качественное соединение.

Особенности вещества

Активный флюс для пайки алюминия имеет существенные отличия от аналогичных веществ, используемых для соединения изделий из стали, латуни и меди, так же, как отличаются между собой свойства самих этих металлов. В основе состава флюса содержатся вещества, которые могут без особого труда растворять окисную пленку на поверхности алюминия. Для пайки алюминиевых изделий используются флюсы под различными номерами.

К наиболее простым относятся флюсы № 8 и 9, однако, их активность не является слишком большой по сравнению с теми, которые включают в себя соединения фтора. Выбор осуществляется, исходя из особенностей конкретной работы. Существуют флюсы, которые применяются для сварочных соединений деталей без их предварительной подготовки. Наиболее распространенным таким видом флюса является Ф-64.

Состав флюса для пайки алюминия под номером Ф-64 способствует его повышенной активности, что позволяет с успехом очищать от оксидной пленки даже не зачищенные поверхности. Раствор является бесцветным или светло-желтым.

Используемые припои

Когда осуществляется сварка изделий, изготовленных из алюминия, рекомендуется использование припоев из оловянно-свинцовой группы. Наиболее качественное соединение можно получить, если использовать вид припоев, в составе которых содержатся такие элементы, как кремний, цинк, медь. Внесение добавок значительно улучшают качество припоя – понижают температуру его плавления, увеличивают смачиваемость, делают более прочными.

Читайте также:
Вальцы для листового металла

Такие виды припоев выпускаются отечественной промышленностью и зарубежными производителями. Наиболее низкой температурой плавления обладают оловянно – свинцовые припои. К одной из наиболее распространенных марок припоя для сварки алюминия относится HTS-2000. Опытные сварщики говорят, что использовать припой HTS-2000 для получения качественного соединения следует только с флюсом.

К неплохим веществам из этой области также можно отнести припой французской фирмы Castolin 192FBK, а также припой Castolin 1827, используемый при соединении деталей из алюминия и меди. Отечественным аналогом HTS-2000 служит изготавливаемый в Новосибирске припой SUPER A+, который применяется совместно с флюсом SUPER FA.

Флюс Ф-61

Достоин особого внимания такой вариант, как Ф-61 флюс. Он относится к виду флюсов активного действия для удаления оксидов с поверхности алюминиевых изделий, предназначенных для спаивания. Одновременно он улучшает процесс растекания жидкого припоя. Флюс Ф-61А может использоваться также при соединении алюминия и сплавов на его основе с медными и стальными изделиями. Из всей группы подобных элементов его выделяет то, что он изготовлен на основе фторборатов.

Флюс Ф-61А производства «REXANT» является низкотемпературным флюсом. Он используется, когда происходит пайка алюминия с помощью припоев, входящими в оловянно-свинцовую группу. Температурный режим при этом находится в диапазоне 150-320 градусов.

Ф-61А флюс имеет следующий состав:

  • триэтаноламин – 82 процента;
  • фторборат цинка – 10 процентов;
  • фторборат аммония – 8 процентов.

Флюс расфасован в стеклянные флаконы темного цвета по 30 миллилитров вещества в каждом. Размеры флакона в среднем составляют 35х20 с высотой 76 миллиметров. Вес флакона составляет порядка 0,03 килограмма. Для удобства применения флакон снабжен капельницей, что дает возможность применять флюс дозировано.

Флюс соответствует требованиям нормативного документа ОСТ 4 ГО.033.200. Его стоимость является доступной. Флюс Ф-61А снабжен инструкцией по применению, которую необходимо внимательно изучить перед началом использования. В частности, в нем указаны меры предосторожности во время сварки.

Если флюс попадет на кожный покров сварщика, то следует сразу промыть эту область мыльной водой и протереть насухо чистой материей. Хранить флаконы с флюсом необходимо таким образом, чтобы они не могли попасть в руки детей. Гарантийный срок хранения составляет один год. После окончания процесса остатки флюса убирают при помощи салфетки, смоченной водой или спиртом.

Самостоятельное изготовление

Имеется возможность изготовить флюс для пайки алюминия своими руками. Для изготовления подойдут вещества, которые обладают хорошей растворяемостью и антиокислительными качествами. Когда готовят флюс для алюминия своими руками, то за основу берутся спирт, кислоты, масла.

Самый простой флюс можно приготовить, растворив воде таблетку ацетилсалициловой кислоты, наиболее известной под названием аспирин. Растворять таблетку следует до исчезновения осадка. Также можно использовать гранулы лимонной кислоты.

Хороший флюс можно получить, растворив в этиловом спирте канифоль. Поскольку она растворяется медленно, то ее следует измельчить как можно более тщательно. Для завершения растворения раствор следует оставить на некоторое время. Этот процесс можно ускорить, поместив раствор в стеклянную баночку и нагревать в водяной бане до температуры 80 градусов.

Преимущество флюса, полученного из растворенной в спирте канифоли, заключается в его нейтральности, что позволяет не смывать его остатки после окончания процесса пайки. Допускается растворение не в этиловом спирте, а в глицерине. Такой флюс будет более густым и удобным при применении.

Интересное видео

Флюсы для алюминия

Флюсы для алюминия

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.

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 samastroyka.ru .

Читайте также:
Внутренняя шлифовка металла

Где можно использовать флюс Ф-64

Активный флюс для пайки алюминия Ф-64 можно применять:

  • Для спаивания скрутки алюминиевых проводов. Таким образом, можно паять алюминиевые и медные провода обычным паяльником. Правда мощность паяльника должна быть достаточно большой, не менее 100 Вт. В противном случае, пайка алюминия может быть затруднена.
  • Для пайки колб конденсаторов и алюминиевых радиаторов.
  • Других деталей из алюминия и его сплавов.

Отдельного внимания заслуживает вопрос о том, чем паять алюминий. Для пайки можно использовать как электрический паяльник, так и небольшую газовую горелку. Если пайка алюминия происходит с использованием электрического паяльника, то, он должен быть достаточной мощности, чтобы разогреть припой.

Так, например, для скрутки проводов сечением не более 2,5 мм², вполне хватить электрического паяльника мощностью в 40-60 Вт. При пайке более толстых жил, в 4 и более мм², уже будет нужен паяльник мощностью от 100 Вт.

При использовании любого активного флюса, в том числе и для пайки алюминия, не стоит забывать об удалении его остатков после выполнения работ. Для удаления большинства флюсов с поверхности металла достаточно воспользоваться куском мягкой ткани смоченной в обычной воде.

Флюс для пайки алюминия с медью: проблемы и решения, нужные составы

Отправим материал на почту

  • Проблемы с пайкой алюминия
  • Пайка с активным жидким флюсом
  • Пайка порошковыми флюсами
  • Другие методы соединения меди и алюминия
  • Метод опрессовки
  • Клеммные колодки
  • Болтовое соединение
  • Заключение

Пайка двух проводов всегда лучше их простой скрутки – такое соединение плотное, оно никогда не искрит, следовательно, не греется и не перегорает. Лучше всего паяется медь – она легко поддается лужению и припой пристает к этому цветному металлу без каких-либо проблем. Именно поэтому в схемах любой техники используются именно медные провода. Но бывают ситуации, когда необходима пайка меди с алюминием – обычно, это в тех ситуациях, когда в доме старая алюминиевая проводка и нужно установить новую розетку или светильник.

Проблемы с пайкой алюминия

Большинство людей, которые дружат с паяльником, хоть раз в жизни пытались спаять алюминий и убедились в том, что это практически невозможно даже после лужения соляной кислотой. Но почему так? Противостоит хорошему контакту с оловом пленка оксида алюминия (Al2O3), которая возникает сразу же после зачистки. Это говорит о том, что сначала нужно ограничить возможность возникновения оксидной пленки и только потом приступать к пайке – иначе никак.

Примечательно, что оксид алюминия является драгоценным камнем, известным под названием корунд. В зависимости от содержания примесей, корунд может быть красным (примеси хрома Cr), известным как рубин, или синим, где есть примеси железа (Fe) и титана (Ti), известным как сапфир. То есть припой никак не может иметь адгезию с камнем, пусть даже драгоценным.

Пайка с активным жидким флюсом

Но как припаять медь к алюминию, если оксидная пленка не позволяет этого сделать? Да, все правильно – нужно как-то ограничить образование оксида. Для этого существуют активные флюсы, содержащие ортофосфорную и ацетилсалициловую кислоты вместе с натриевой солью борной кислоты. По сути, знакомая всем канифоль тоже имеет такой состав, но содержание вышеперечисленных активных элементов там низкое, поэтому результат при лужении алюминия сводится чуть ли не к нулю.

При пайке с применением активных флюсов очень важно соблюдать правила техники безопасности, и это вовсе не пустые слова. Как вы понимаете, приходится иметь дело с ортофосфорной и ацетилсалициловой кислотой, а пары от этих химических соединений раздражают слизистую оболочку и могут попасть в легкие и в кровь. То есть вы попросту будете вдыхать яд, а разрушенная слизистая никак вас не защитит. Результаты пайки с применением активных флюсов отличные, но после соединения кислоты все равно остаются в рабочей зоне и их обязательно нужно смывать. Лучше всего для этого подходят щелочи, а если говорить проще – это раствор кальцинированной или пищевой соды – он нейтрализует кислоты.

Вот некоторые из жидких флюсов, предназначенных для работы с паяльником:

  • Castolin Alutin 51L. На 32% состоит из олова (Sn), свинца (Pb) и кадмия (Cd). Состав хорошо себя ведет при температуре от 160°C и с припоем от этого же производителя.
  • Ф-61. Состоит из триэтаноламина (C6H15NO3), тетрафторобората цинка (B2F8Zn) и татрафторобората аммония (NH4[BF4]). Рекомендуется для лужения и пайки алюминия при температуре250°C.
  • Ф-64. Состоит из тетраэтиламмония (C8H20ClN), фторидов, смачивающих присадок и ингибиторов. Хорошо разрушает оксидную пленку любой толщины и как нельзя лучше подходит для пайки алюминия с медью.

Примечание: как вы понимаете, главную проблему при пайке меди с алюминием представляет оксидная пленка (Al2O3), поэтому главной целью является ее нейтрализация.

Видео описание

Пайка алюминия. Флюс для пайки алюминия Ф-64.

Пайка порошковыми флюсами

Еще одна возможность нейтрализовать оксидную пленку (Al2O3), это использование порошковых флюсов при пайке меди с алюминием. В таких случаях чаще всего используется газовая горелка, а порошки называют присыпками. Возможно, кто-то представляет себе пайку как работу паяльником, но это не совсем так, ведь для проводов сечением 10 мм2 и более паяльник попросту непригоден, так как не сможет их должным образом разогреть. Поэтому не следует скидывать со счетов порошковые флюсы.

Читайте также:
Выбор электродов для сварки инвертором

Вот некоторые из присыпок (порошковых флюсов):

  • Натриевая соль борной кислоты, больше известная как бура (Na₂[B₄O₅(OH)₄]·8H₂O), представляет собой порошок белого цвета, температура плавления которого составляет 700°C (субстанция становится вязкой). Такой флюс имеет невысокую стоимость, растворяется в воде и хорошо смывается раствором лимонной кислоты.
  • Активный флюс Ф34-A. Согласно ТУ 48-4-229-87 состоит на 50% из хлорида калия (KCl), на 8% из хлорида цинка (ZnCl₂), на 32% из хлорида лития (LiCl) и на 10% из фторида натрия (NaF). Данная субстанция гигроскопична и хорошо растворяется в воде.

Другие методы соединения меди и алюминия

Для соединения разнородных проводов, в данном случае, это медь и алюминий, существуют и другие методы, которые вполне себя оправдывают, что подтверждает многолетняя практика.

Метод опрессовки

Метод пайки для соединения алюминиевых и медных проводов подходит далеко не всегда, и причины могут быть разными. Во-первых, у вас просто может не оказаться флюса, а соединение нужно сделать срочно. Во-вторых, может не оказаться возможности подключения к ≈220 V, в-третьих, может отсутствовать свободное пространство, чтобы подобраться паяльником. Например, в электрической распределительной коробке (дозе) все скрутки должны быть хорошо изолированы, но привычная всем тряпичная лента в данном случае не подходит, так как она пропускает кислород, который будет способствовать окислению алюминия и, как следствие, перегоранию скрутки. Поэтому одним из самых оптимальных вариантов изоляции в таких ситуациях будет гильза – фрагмент нужной длины, отрезанный от термоусадочной трубки.

Термоусадку на скрутку надевают так, чтобы она хотя бы по сантиметру захватывала изоляцию на одном и на другом проводе. Сначала гильзу надевают на один из проводов, затем делают плотную скрутку, передвигают термичку так, чтобы она получилась по центру, но при этом с двух сторон захватывала изоляцию. После этого остается только подогреть термоусадочную трубку, и она обожмет как изоляцию по двум сторонам, так и саму скрутку. Нагревают ее, как правило, обыкновенной горящей спичкой, а остывает гильза за 1-2 минуты. После этого доступ кислорода к соединению прекращается.

Клеммные колодки

Клеммные колодки или, как их называют электрики, клеммники, используются для соединения однородных и разнородных токопроводящих жил металлов. Для стыковки в пластиковой колодке используются болтовые или зажимные клеммы, которые обеспечивают стопроцентный контакт и полное отсутствие влияния окисления алюминия на медь. Между клеммами находится шунтирующая пластина из нейтрального металла (обычно, это луженая медь или латунь), на которую не влияет оксидная пленка. Самое основное в клеммной колодке – это хороший зажим обоих проводов, что является гарантией длительного эксплуатационного ресурса. Единственное противопоказание для такого соединения – это повышенная влажность воздуха. Если это происходит именно в таком помещении, то лучше использовать термоусадку.

Болтовое соединение

В правилах устройства электроустановок (ПУЭ) говорится о том, что обычные скрутки из двух разных по химическому составу элементов электрических цепей запрещены. Такие соединения можно производить только при помощи пайки либо других способов, указанных выше – при помощи клеммных колодок, термоусадочной трубки или болтового соединения. Последний вариант чрезвычайно прост: для этого нужен болт, одна гайка и три шайбы, как это показано на верхней фотографии. Но у этого метода есть серьезный недостаток – он подходит только для воздушных линий, так как на таком соединении отсутствует какая-либо изоляция. Безусловно, как вариант, такую конструкцию с маленьким болтом можно собрать в распределительной коробке (дозе) и обезопасить тряпичной изолентой, но это, скорее, исключение, нежели правило.

Видео описание

Пайка алюминия с медью припоем castolin.

Заключение

В заключение следует обратить внимание на то, что при пайке меди и алюминия для лужения ПУЭ запрещает использовать соляную кислоту. Дело в том, что после завершения работ кислота все равно остается на скрутке и через время обязательно разрушатся провода.

Пайка алюминия Флюсы Припои

#1 Точмаш 23

Для алюминия и алюминиевых сплавов применяют различные способы пайки. Пайка бывает:

  • brazing и
  • soldering, соответственно.
  • К твердым относят припои с высокой температурой плавления (ликвидус выше 450 °С).
  • Мягкие припои плавятся ниже температуры 450 °С.


Рисунок – Ремонт алюминиевой трубы путем пайки мягким припоем [2]

Мягкие припои для алюминия

Поскольку пайка мягкими припоями проводится при температуре ниже 450 °С, то, естественно, в этом случае не применяются твердые припои – припои на основе алюминия. Ранее большинство мягких припоев для пайки алюминия содержали цинк, олово, кадмий и свинец. В настоящее время кадмий и свинец признаны вредными для людей и окружающей среды. Поэтому современные мягкий припой для пайки алюминия – это сплавы на основе олова и цинка.

Для пайки алюминия к алюминию и алюминия к меди специально разработаны оловянно-цинковые сплавы:

  • 91 % олова / 9 % цинка – эвтектический сплав с точкой плавления 199 °С
  • 85 % Sn / 15 % Zn – интервал плавления от 199 до 260 °С
  • 80 % Sn / 20 % Zn – интервал плавления от 199 до 288 °С
  • 70 % Sn / 30 % Zn – интервал плавления от 199 до 316 °С
  • 60 % Sn / 40 % Zn – интервал плавления от 199 до 343 °С
Читайте также:
Влияние азота на свойства стали

Эвтектические и не эвтектические припои

Эвтектические припои широко применяют для печной пайки и других автоматических систем пайки алюминия. Это позволяет минимизировать применяемый нагрев для тонкостенных изделий путем быстрого плавления и затвердевания при температуре 199 °С.

Интервал затвердевания припоя, когда он находится в полужидком-полутвердом состоянии, позволяет выполнять над изделиями дополнительные операции, пока припой полностью не затвердел.

Повышенное содержание цинка способствует лучшему смачиванию припоя, но с увеличением содержания цинка температура полного затвердевания припоя (ликвидус) значительно возрастает.

Особенности мягкой пайки

Пайка мягкими припоями алюминия отличается от аналогичной пайки других металлов. Оксидная пленка на алюминии – плотная и огнеупорная – требует активных флюсов, которые разработаны специально для алюминия. Температура пайки также должна контролироваться более жестко.

Для алюминия сопротивление коррозии значительно больше зависит от состава припоя, чем для меди, латуни и железных сплавов. Все паяные мягкими припоями швы имеют более низкую коррозионную стойкость, чем швы после твердой пайки или сварки.

Высокая теплопроводность алюминия требует быстрого нагрева, чтобы обеспечить нужную температуру в шве.

Пайка деформируемых алюминиевых сплавов

Практически все алюминиевые сплавы так или иначе могут быть подвергнуты пайке мягкими припоями. Однако их химический состав сильно влияет на легкость пайки, тип припоя, применяемый метод пайки и способность паяного изделия выдерживать различные нагрузки в эксплуатации.

Относительная способность к низкотемпературной пайке – пайке мягкими припоями – основных деформируемых алюминиевых сплавов выглядит следующим образом:

  • отлично паяются: 1100 (АД), 1200 (АД), 1235 (≈АД1), 1350 (АД0Е), 3003 (АМц):
  • хорошо паяются: 3004 (Д12), 5357, 6061 (АД33), 6101, 7072, 8112;
  • средне паяются: 2011, 2014, 2017 (Д1), 2117 (Д18), 2018, 2024 (Д16), 5050, 7005 (1915);
  • плохо паяются: 5052 (АМг2,5), 5056 (≈АМг5), 5083 (АМг4,5), 5086 (АМг4), 5154 (≈АМг3), 7075 (≈В95).

Сплавы, которые содержат более 1 % магния, нельзя удовлетворительно паять с применением органического флюса, а сплавы с более чем 2,5 % магния – с активными флюсами. Сплавы, которые содержат более 5 % магния, нельзя паять ни с каким флюсом.

При пайке алюминиевых сплавов, содержащих более 0,5 % магния, расплавленные оловянные припои проникают между зернами металла. Цинк также способен проникать по границам зерен между зернами алюминиево-магниевых сплавов, но уже при содержании магния более 0,7 %. Это межзеренное проникновение усугубляется наличием напряжений, внешних или внутренних.

Алюминиевые сплавы, легированные магнием и кремнием, менее подвержены межзеренному проникновению, чем бинарные алюминиево-магниевые сплавы.

Алюминиевые сплавы, содержащие медь или цинк в качестве основных легирующих элементов, обычно также содержат достаточное количество других элементов. Большинство этих сплавов подвержены межзеренному проникновению припоя и их обычно не паяют.

Термически упрочненные сплавы обычно имеют более толстую оксидную пленку чем та, которая возникает естественным образом. Эта пленка затрудняет пайку мягкими припоями. Для таких сплавов обычно перед пайкой применяют химическую подготовку поверхности.

Пайка литейных алюминиевых сплавов

Большинство литейных алюминиевых сплавов имеют высокое содержание легирующих элементов, что увеличивает вероятность того, что эти элементы будут растворяться в припое, а припой будет проникать по границам зерен. Поэтому литейные алюминиевые сплавов мягкими припоями паяются плохо.

Кроме того, характерные для литейных сплавов шероховатость поверхности, мельчайшие полости или пористость способствуют удержанию флюсов и делают удаление флюсов после пайки очень трудным.

Три литейных алюминиевых сплава 443.0, 443.2 и 356 относительно хорошо и легко паяются мягкими припоями. Несколько хуже, но еще приемлемо паяются сплавы 213.0, 710.0 и 711.0.

  1. Aluminum and Aluminum Alloys, ASM International, 1996
  2. EEA Aluminium Automotive manual – Joining – Brazing, EEA, 2015

Пайка алюминиевых сплавов твердыми припоями

Алюминий и алюминиевые сплавы можно соединять большим разнообразием процессов пайки. Разделяют высокотемпературную пайку или пайку твердыми припоями и низкотемпературную пайку или пайку мягкими припоями. В английском языке для этих видов пайки применяют различные термины – brazing и soldering соответственно.

К твердым относят припои с температурой плавления ликвидус, то есть окончания плавления, выше 450 °С, а также ниже температуры солидус, то есть начала плавления, основного металла. Пайка мягкими припоями отличается от пайки твердыми припоями точкой плавления припоя – мягкие припои плавятся ниже температуры 450 °С.

Отличие твердой пайки от сварки

Пайка твердыми припоями отличается от сварки тем, что при ней не происходит существенного подплавления основного металла. Таким образом, температура пайки твердыми припоями находится между температурами сварки и пайки мягкими сплавами. Кроме того, паяные твердыми припоями алюминиевые конструкции обычно находятся между сварными и паяными мягкими припоями также и по прочности, и сопротивлению коррозии.

Флюсы, температуры ликвидуса и солидуса

Пайка алюминиевых сплавов твердыми припоями стала возможной благодаря разработке флюсов, которые разрушают оксидную пленку, не повреждая при этом нижележащий металл и припои, которые также являются алюминиевыми сплавами.

Припои на основе алюминия, применяемые для пайки алюминиевых сплавов, имеют температуры ликвидуса намного более близкие к температуре солидуса основного металла, чем при пайке большинства других металлов. По этой причине припайке твердыми припоями необходим жесткий контроль температуры. Температура пайки должна быть примерно на 40 °С ниже температуры солидуса основного металла. В отдельных случаях при точном контроле температуры и коротком цикле пайки, эта разница может даже 5 °С. Большинство алюминиевых сплавов паяют твердыми припоями при температурах от 560 до 615 °С.

Читайте также:
Гранулы из травы своими руками

Алюминиевые сплавы для твердой пайки

Термически необрабатываемыми деформируемыми сплавами, которые паяются лучше всех, являются сплавы серии 1ххх и 3ххх, а также сплавы серии 5ххх с низким содержанием магния. Сплавы с более высоким содержанием магния паяются труднее.

Обычно хорошо паяются термически упрочняемые сплавы серии 6ххх, например, 6063 и 6061. Алюминиевые сплавы серий 2ххх и 7ххх имеют низкие температуры плавления и поэтому их трудно паять, за исключением таких относительно низколегированных сплавов как 7004 и 7005.

Из литейных алюминиевых сплавов хорошо паяются сплавы 356.0, 357.0, 359.0, 443.0, 710.0, 711.0 и 712.0.

Пайка алюминия твердыми припоями обычно ограничена толщиной изделий не более 0,4 мм. Однако при пайке окунанием и вакуумной пайке без флюса толщина изделия может достигать 0,03 мм.

Промышленные твердые припои

Промышленные твердые припои для пайки алюминия и алюминиевых сплавов содержат от 7 до 12 % кремния. Пониженные точки плавления получают – при некоторой потере в коррозионной стойкости – путем добавок меди и цинка. Твердые припои относятся к алюминиевым деформируемым сплавам серии 4ххх. Самыми известными из них являются сварочные сплавы 4343, 4047 и 4145.

Выбор твердого припоя

При пайке с применение горелки обычно применяют припой с температурой ликвидус как можно ниже от температуры солидус основного металла. Поскольку в этом случае температурный контроль затруднен, то большая разница температур плавления снизит вероятность случайного подплавления основного металла.

Когда необходимо получить плотный паяный шов выбирают припой с коротким интервалом плавления – минимально разницей между температурой ликвидус и солидус. Например, сплав 4047 имеет интервал между температурами твердого и жидкого состояний всего 5,5 °С. Этот припой почти эвтектический и быстро превращается из жидкого в твердый и сильно сокращает время пайки, что часто очень благоприятно сказывается на качестве паяного шва. Такой припой особенно подходит для тонких паяных швов.

Источник: Aluminum andAluminumAlloys, ASM International, 1996

  • Наверх
  • Вставить ник

#2 Точмаш 23

Пайка алюминия: припой, флюс, горелки

Здравствовать желаю дорогим моим читателям! Пайка алюминия меня заинтересовала еще лет 5 назад, когда пришлось срочно запаивать радиатор охлаждения моего Кузнечика. Ниже покажу его фото и место пайки на радиаторе, который до сих пор работает. Недавно меня спросили чем лучше всего паять алюминий? Я решил прочитать все вменяемые статьи и личные мнения по пайке алюминия и изложить это на одной странице. Так родилась эта статья. Поехали!

Почему алюминий плохо паяется?

Кто пытался паять алюминий, тот знает, что обычный припой на него совершенно не липнет. Все из-за устойчивой пленки оксида алюминия, которая обладает плохой адгезией к припою. Причем эта пленка покрывает алюминий и его сплавы очень быстро. Не успеешь зачистить — легкий металл уже окислился. Поэтому все методы пайки алюминия борятся сначала именно с пленкой, а затем уже заботятся об адгезии.

Оксид алюминия (Al 2 O 3 ) в минералогии называется корундом. Крупные прозрачные кристаллы корунда являются драгоценными камнями. Из-за примесей корунд бывает окрашен в разные цвета: красный корунд (содержащий примеси хрома) называется рубином, а синий — сапфиром. Теперь понятно почему окисная пленка совсем не паяется.


Лучший трубчатый припой Kaina Как удалить оксидную пленку?

Оксидная пленка алюминия удаляется двумя способами: механическим и химическим. Оба способа удаляют оксид алюминия в безвоздушной среде, то есть без доступа кислорода. Начнем с самого сложного, но самого правильного и надежного метода удаления — химического.

Осаждать медь или цинк

Химический метод пайки основан на предварительном осаждении меди или цинка на алюминий путем электролиза. Для этого на нужное место наносят концентрированный раствор медного купороса и в свободном месте подключают минус аккумуляторной батареи или лабораторного источника питания. Затем берут кусок медной (цинковой) проволоки, подключают на него плюс и погружают в раствор.

Благодаря процессу электролиза медь (цинк) осаждается на алюминий и на молекулярном уровне прилипает к нему. Затем поверх меди осуществляется пайка алюминия. Правда непонятно как все это проходит через оксидный барьер. Думаю, что в этой инструкции пропущен этап царапания алюминия под пленкой медного купороса или другого химического воздействия. Хотя практика из видеоролика ниже показывает, что можно и не царапать.

Использовать масло без воды

Второй по сложности метод заключается в удалении оксида алюминия под масляной пленкой. При этом масло должно содержать минимум воды — подойдет трансформаторное или синтетическое масло. Можно подержать масло при температуре 150 — 200 градусов несколько минут, чтобы из него испарилась вода и оно не брызгало при нагреве.

Под масляной пленкой также нужно заняться удалением окисла. Можно потереть наждачкой, поцарапать скальпелем или использовать зазубренное жало. Когда мне нужно было запаять радиатор охлаждения двигателя, я вычитал способ со стружкой. Берем гвоздь, пилим его напильником, чтобы получить стальную стружку.

Читайте также:
Абсорбционный холодильник своими руками

Далее на место пайки наносим масло и сыпем стружку. Паяльником с широким жалом пытаемся потереть место пайки, так чтобы между жалом и алюминием была стружка. В случае с массивным радиатором, я дополнительно грел место лужения термовоздушной паяльной станцией.

Затем берем припой на жало каплей, погружаем в масло на место пайки и опять растираем. Для лучшего лужения можно добавить канифоли или другой флюс. Происходит так называемая наплавка под слоем флюса. В видеоролике хорошо показана пайка алюминия с маслом.

Паять активным флюсом

Существуют отдельно разработанные активные флюсы для пайки алюминия. Обычно в них входят кислоты (ортофосфорная, ацетилсалициловая кислота) и соли (натриевая соль борной кислоты). Строго говоря, канифоль тоже состоит из органических кислот, но на практике она дает слабый результат на алюминии.

В силу своей активности, кислотные флюсы обязательно нужно смывать после пайки. После первой смывки можно дополнительно нейтрализовать кислоту щелочью (раствором соды) и смыть второй раз.

Активные флюсы дают хороший и быстрый результат, однако пары этого флюса вдыхать прямо запрещается. Пары раздражают слизистые, повреждают их или могут попасть в кровь через дыхательные пути.

Флюсы для пайки алюминия
Паяльная станция Hakko 936 с набором инструментов

Рассмотрим все распространенные флюсы для пайки алюминия.

Да, канифолью можно паять алюминий. Да, в безвоздушной среде без оксидной пленки. Даже при таком раскладе времени обычно тратится больше, чем с активными флюсами. Да, это не профессионально, но паяет же.

Порошковые флюсы для пайки алюминия часто применяют вместе с газовой горелкой. При этом все пишут, что кислород к пламени добавлять нельзя. Из-за него снижается эффективность флюса из-за окисления алюминия. Порошковые флюсы часто применяют следующие:

  • Активный флюс Ф-34А . Выполнен по ТУ 48-4-229-87 и имеет в составе — хлорид калия 50%, хлорид лития 32%, хлорид цинка 8%, фторид натрия 10%. Такой состав успешно используется с легкоплавкими и тугоплавкими припоями, содержащими много химических добавок. Хорошо растворяется в воде и гигроскопичен.
  • Бура (натриевая соль борной кислоты) представляет собой порошок, который при температуре 700 градусов плавится и становится вязким. Стоит дешево, растворяется в воде. Смывается хорошо с лимонной кислотой.
  • Ацетилсалициловая кислота . Я как-то пробовал паять таблеткой ацетилсалициловой кислоты — пары сильно обжигают глаза и нос. В общем, опасная вещь! Лучше активным жидким флюсом паять.
  • Активный паяльный жир — хоть и не является порошком, но является твердым флюсом, который состоит из парафина, вазелина, деионизированной воды, хлорида цинка и хлорида аммония. Его структуру создает парафин, так что обычно паяльник опускают в банку или крошат паяльный жир на место пайки. Паяет он достаточно хорошо, особенно если подогревать место лужения. Пары лучше не вдыхать и отмывать после пайки, потому как корродирует и окисляет металлы со временем. Впрочем, как и любой активный флюс.

Жидкий флюс

Жидкие флюсы хороши тем, что их можно нанести тонким слоем. Испаряются они активнее и часто имеют обжигающие пары. Больше предназначены для пайки паяльником.

  • Флюс Ф-64 содержит тетраэтиламмоний, фториды, дионизированная вода, смачивающие присадки и ингибиторы коррозии. Он способен разрушать прочную оксидную плёнку значительной толщины, а значит подходит для пайки больших заготовок. Подходит для пайки алюминия, оцинкованного железа, меди, бериллиевой бронзы и т. д.
  • Флюс Ф-61 содержит триэтаноламин, фторборат цинка, фторборат аммония. Его можно рекомендовать для низкотемпературной пайки при 250 градусах или лужения изделий из алюминиевых сплавов.
  • Castolin Alutin 51 L содержит 32% олова, свинец и кадмий. Этот состав лучше всего оправдывает себя при использовании припоев того же производителя на температурах от 160 градусов и выше.
  • Есть и другие жидкие флюсы, но перечислять их не буду — все должны быть в равной степени хорошие.

Припой для пайки алюминия

Припои для пайки алюминия часто делаются в большей части из алюминия или из цинка. Производители вносят в состав разные добавки, чтобы улучшить свойства припоев: понизить температуру плавления, улучшить прочность, смачиваемость и т.д. Приезжают к нам припои из Франции, Германии и Америки. Про отечественные тоже расскажу.

Это самый разрекламированный припой. Пайка алюминия с ним очень проста. Посмотрите промо-видео про пайку припоем HTS-2000 от компании New Technology Products (США). Говорят, что он даже лучше и крепче алюминия. Но это не точно.

С какими флюсами можно паять алюминий

Алюминий – это особенный металл, пайка которого требует специальных знаний. На его поверхности легко образуется очень прочная оксидная пленка, плавящаяся при высоких температурах.

Сам металл плавится при 660 градусах, но у сплавов этот показатель может понижаться до 500 ℃ . При пайке есть опасность перегрева алюминиевого изделия, при котором он теряет свою прочность.

Дополнительная сложность процесса обусловлена низкой способностью алюминия к взаимному растворению. Полученное соединение может не иметь требуемых прочностных характеристик. Обеспечить хороший результат может грамотно выбранный флюс для пайки алюминия. Используют преимущественно активные марки.

Подготовка к работе

Навыки пайки алюминия пригодятся при ремонте проводки, электрооборудования, каких-то бытовых предметов и небольших самодельных конструкций.

Читайте также:
В состав какого сплава не входит медь

Процесс нужно проводить в несколько этапов. Сначала поверхность моют, протирают, чистят при необходимости. Затем выравнивают дефекты шлифовкой. При этом нужно достичь слоя самого металла. После небольшой паузы можно нанести флюс. Затем поверхность нагревают.

Следует учесть, что у алюминия хорошая теплопроводность. Он будет быстро остывать.

Размеры нагревательного прибора должны соответствовать размерам зоны пайки. Удобны в работе паяльники с регулируемой температурой нагрева. Непосредственно перед спаиванием следует поместить в место соединения припой. Это дополнительно предотвратит реакции окисления.

Для средних и низких температур

Существует большое количество готовых составов для работы с алюминиевыми изделиями. Большинство из них имеет в маркировке букву А, указывающую на предназначение. Флюсы могут иметь жидкую, мазеобразную, гелеподобную или твердую консистенцию.

Активный флюс Ф-59А рекомендуется для пайки алюминия и его сплавов в диапазоне температур от 150 до 320 градусов. В его составе преобладает триэтаноламин, к которому добавлены борфториды кадмия, цинка, аммония.

Близкий состав имеет средство ФТБФ-А, более концентрированный, чем предыдущий аналог. Массовая доля борфторида кадмия варьируется от 9 до 11 %; цинка – от 2,5 до 3,5 %; аммония – от 4,5 до 5,5 %. Всю остальную часть составляет триэтаноламин. Работу с таким флюсом проводят при температурах от 270 до 350 °С.

Несколько отличается составом средство Ф-61А. В нем присутствуют фторбораты цинка и аммония, а преобладающим компонентом является триэтаноламин. Флюс рекомендован для плавки рабочей зоны в температурном интервале от 150 до 320 °С.

Средство можно использовать при работе паяльником с терморегуляцией, проведении индукционного нагрева. Допустимо погружение детали в припой, который следует предварительно расплавить.

Для пайки алюминиевых проводов с изоляцией используют флюсы нескольких составов:

  • тетрафторбората цинка и триэтаноламина;
  • фторгидрата анилина и канифоли;
  • триэтаноламина, фторбората кадмия, фторида аммония, канифоли.

Первый из них применяют при температуре, не превышающей 350 ℃; второй — 250 ℃; третий — 150 ℃.

Для пайки алюминия с медью, оцинкованным железом, некоторыми бронзами применяют флюс из растворенных в этиловом спирте двух компонентов: триэтаноламина и салициловой кислоты.

Паять алюминиевые изделия можно составами, содержащими высшие органические кислоты. Известна смесь из иодида титана, канифоли и капроновой кислоты.

Применяется флюс, составленный из канифоли, бромида висмута и спирта; иодида титана, канифоли, капроновой кислоты. Температура использования таких композиций не превышает 450 °С.

Особенности высокотемпературного процесса

Популярен активный флюс с маркировкой Ф-34А. В его состав входят фторид натрия, хлориды лития, калия, цинка.

Флюс можно применять для пайки алюминия и его сплавов, в которых содержание магния не превышает 15 %.

Процесс ведут при 420-620°С. Для равномерного плавления массы нужно проводить осторожное нагревание, учитывая высокую теплоотдачу алюминия. По окончании пайки место соединения следует хорошо промыть водой.

При необходимости пайки алюминия в диапазоне высоких температур процесс проводят локальным нагреванием или погружением в ванны. На практике эффективность подтвердили флюсы на основе хлоридов лития и калия, к которым иногда добавляют хлорид натрия и фторид калия или алюминия. Смеси обладают хорошей текучестью, обеспечивают прочное соединение в месте пайки.

При температуре, достигающей 600 ℃, в качестве флюса рекомендуют использовать смесь хлорида цинка и меди. Вещества склонны инициировать коррозию. Поэтому остатки флюса сначала промывают содовыми растворами, а затем водой.

Пайка алюминия в домашних условиях – чем и как паять, флюсы, припои

Пайка алюминия, как справедливо считают многие специалисты, является достаточно 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 данный технологический процесс не представляет особых сложностей.

Пайка алюминия с использованием пропановой горелки

Особенности процесса

Сложности, которые вызывает пайка алюминия при помощи традиционных припоев и флюсов, объясняются рядом факторов, преимущественно связанных с характеристиками данного металла. Основным из таких факторов является наличие на поверхности деталей из алюминия оксидной пленки, которая отличается высокой температурой плавления и исключительной химической стойкостью. Такая пленка при выполнении пайки препятствует соединению основного металла и материала припоя.

Перед осуществлением пайки изделий из алюминия их поверхности необходимо тщательно очистить от оксидной пленки, для чего можно использовать механическую обработку или применять флюсы, в состав которых входят сильнодействующие компоненты.

Подготовленные к пайке дюралевые детали

Сам алюминий, в отличие от оксидной пленки на его поверхности, обладает достаточно низкой температурой плавления: 660 градусов, что также осложняет технологический процесс выполнения пайки. Такая характеристика алюминия приводит к тому, что при нагреве детали из него быстро теряют прочность, а при определенной температуре, находящейся в интервале 250–300 градусов, конструкции из данного металла начинают терять устойчивость. Самый легкоплавкий компонент, который входит в состав наиболее распространенных алюминиевых сплавов, начинает плавиться уже в интервале температур 500–640 градусов, что может привести к перегреву и даже к расплавлению самих соединяемых деталей.

Читайте также:
Гравировка на нержавейке в домашних условиях

Основу большей части легкоплавких припоев, использующихся для пайки, составляют олово, кадмий, висмут и индий. С этими элементами алюминий плохо вступает в соединения, что делает паяные соединения, полученные с их использованием, очень непрочными и ненадежными. Хорошей взаимной растворимостью обладают алюминий и цинк, поэтому данный элемент при его использовании в припоях обеспечивает полученному соединению высокую прочность.

Характеристики флюсов для пайки мягкими припоями

Состав флюсов, применяемых для пайки алюминия

Используемые материалы

При выполнении пайки изделий из алюминия можно использовать припои оловянно-свинцовой группы, если тщательно очистить поверхность деталей и применять высокоактивные флюсы. Соединения, полученные с их помощью, по причине плохой взаимной растворимости алюминия, олова и свинца отличаются невысокой надежностью, также они склонны к развитию коррозионных процессов. Чтобы сделать подобные соединения более устойчивыми к коррозии, их необходимо покрывать специальными составами.

Наиболее качественное, надежное и устойчивое к коррозии паяное соединение, позволяют получать припои, в составе которых содержится цинк, медь, кремний и алюминий.

Припои, включающие в свой состав данные элементы, производят как отечественные, так и зарубежные компании. Наиболее распространенными отечественными марками являются ЦОП40, содержащий в своем составе 40% цинка и 60% олова, и 34А, в составе которого содержится алюминий (66%), медь (28%) и кремний (6%). Цинк, содержащийся в припое для пайки изделий из алюминия, определяет не только прочность полученного соединения, но и его коррозионную устойчивость.

Самую низкую температуру плавления из всех вышеперечисленных имеют оловянно-свинцовые припои. Наиболее высокотемпературными являются те, в составе которых содержится алюминий и кремний, а также материалы, содержащие алюминий вместе с медью и кремнием. К последним, в частности, относится припой популярной марки 34А, температура плавления которого находится в интервале 530–550 градусов.

Для информации: материалы на основе алюминия и кремния плавятся при температуре 590–600 градусов.

Учитывая температуру плавления, применяют такие припои в тех случаях, когда соединить необходимо крупногабаритные детали из алюминия, в которых обеспечивается хороший теплоотвод, либо изделия, выполненные из алюминиевых сплавов, плавящихся при достаточно высоких температурах.

Но, конечно, максимальное удобство в работе демонстрируют низкотемпературные припои, одной из распространенных марок которых является HTS-2000.

Припой HTS-200 для спайки деталей из алюминия и цветных металлов

Технология пайки алюминия обязательно предполагает использование специального флюса, который необходим для того, чтобы улучшить соединяемость основного металла с материалом припоя. Именно поэтому подходить к выбору такого материала необходимо очень ответственно. Особенно актуально это требование в тех случаях, когда детали из алюминия необходимо спаять при помощи оловянно-свинцового припоя. Состав флюсов содержит элементы, которые и формируют его активность по отношению к алюминию. К таким элементам относятся: триэтаноламин, фторборат цинка, фторборат аммония и др.

Флюс Ф-64 для пайки легких сплавов без предварительной механической обработки поверхностей

Одним из наиболее популярных отечественных материалов является флюс марки Ф64. Популярность Ф64 обусловлена тем, что данный материал отличается повышенной активностью. Благодаря такому качеству выполнять пайку с флюсом Ф64 можно, даже не зачищая поверхность алюминиевых деталей от тугоплавкой оксидной пленки.

Из популярных высокотемпературных флюсов следует выделить материал марки 34А, в состав которого входит 50% хлорида калия, 32% хлорида лития, 10% фторида натрия и 8% хлорида цинка.

Подготовка деталей

Для получения качественного и надежного соединения недостаточно просто знать, как паять алюминий, важно также правильно подготовить поверхности соединяемых деталей к пайке. Заключается такая подготовка в обезжиривании поверхностей и удалении с них окисной пленки.

Для обезжиривания используют традиционные средства: ацетон, бензин или любой подходящий растворитель.

Удаление окисной пленки перед пайкой, которое также несложно выполнить своими руками, преимущественно совершается при помощи механической обработки, для чего можно использовать шлифовальную машинку, наждачную бумагу, металлическую щетку или сетку из нержавеющей проволоки. Значительно реже применяется химический способ удаления такой пленки, который подразумевает травление поверхности алюминиевых деталей при помощи кислотных растворов.

Зачистка поверхностей перед пайкой с помощью шлифовальной насадки на болгарку

Как известно, окисная пленка на поверхности алюминия образовывается практически моментально при ее контакте с окружающим воздухом. Такой процесс происходит и на зачищенной перед пайкой поверхности, но смысл выполнения зачистки состоит в том, что вновь образующаяся пленка значительно тоньше удаленной, поэтому флюсу будет гораздо легче с ней справиться.

Источники нагрева

В качестве элемента, при помощи которого выполняется прогрев габаритных соединяемых деталей из алюминия и расплавление припоя, преимущественно используется газовая горелка, работающая на пропане или бутане. Если вы решили спаять изделия из алюминия своими руками в условиях домашней мастерской, то можно использовать и обычную паяльную лампу.

Удобная в использовании газовая паяльная лампа

При выполнении нагрева необходимо очень внимательно следить за тем, чтобы не расплавились соединяемые детали. С этой целью к поверхности деталей как можно чаще прикасаются припоем, чтобы проконтролировать начало его плавления. Это и будет свидетельством того, что достигнута рабочая температура.

Нагревая детали и припой перед началом пайки, также необходимо следить за пламенем газовой горелки: смесь газа и кислорода, которая его формирует, должна быть сбалансированной. Делать это необходимо по той причине, что сбалансированная газовая смесь активно нагревает металл, но не оказывает серьезного окислительного действия. О том, что газовая смесь сбалансирована, свидетельствует ярко-синий цвет пламени, которое имеет небольшой размер. Если пламя горелки слишком маленькое по размеру и имеет бледно-голубой цвет, то это является свидетельством того, что в газовой смеси слишком много кислорода.

Для пайки небольших изделий из алюминия используются электрические паяльники и припои, плавящиеся при невысокой температуре.

Технологические приемы пайки

Пайка деталей, выполненных из алюминия, по технологии выполнения практически ничем не отличается от процесса соединения изделий, изготовленных из других металлов. Сначала соединяемые детали обезжириваются и тщательно зачищаются, после этого их выставляют в нужное положение относительно друг друга. Затем на зону будущего соединения необходимо нанести флюс и начать ее прогрев вместе с припоем до рабочей температуры.

Читайте также:
Вальцы для листового металла

Процесс пайки деталей из алюминиевого сплава

При достижении рабочей температуры кончик припоя начнет плавиться, поэтому им необходимо постоянно прикасаться к поверхности деталей, контролируя процесс нагрева.

Пайка изделий из алюминия, для выполнения которой используется безфлюсовый припой, имеет свои особенности. Заключаются они в том, что для того, чтобы проникновению припоя к поверхности детали не препятствовала окисная пленка, его кончиком необходимо совершать чиркающие движения по месту будущего соединения. Таким образом нарушается целостность пленки, и припой беспрепятственно соединяется с основным металлом.

Посмотреть, как пайка выполняется практически, можно на обучающем видео.

Есть еще один технологический прием, позволяющий разрушить оксидную пленку в процессе пайки. Сделать это можно при помощи стержня из нержавеющей стали или металлической щетки, которыми водят по месту соединения и уже расплавленному припою.

Чтобы получить максимально прочное соединение методом пайки, соединяемые поверхности необходимо подвергнуть предварительному лужению.

Сфера применения процесса

Большое практическое значение имеет не только пайка алюминия в домашних условиях. Данную технологию также активно используют на ремонтных и производственных предприятиях. Применяя метод пайки, можно получать соединения, отличающиеся высокой прочностью, надежностью и эстетической привлекательностью.

При работе с тонким листовым алюминием пайка позволяет избежать деформацию материала

Большой популярностью данная технология пользуется при выполнении ремонтных работ с автотранспортными средствами, тракторами и мотоциклами. Объясняется такая популярность тем, что при пайке не происходит изменение структуры соединяемого металла, поэтому подобный способ соединения во многих случаях является даже более предпочтительным, чем сварка.

Практически безальтернативной пайка является тогда, когда необходимо восстановить герметичность алюминиевого радиатора или картера, отремонтировать изношенную или разрушенную деталь, изготовленную из алюминиевого сплава. Удобно и то, что сделать такой ремонт можно и своими руками, для этого не потребуется сложного и дорогостоящего оборудования.

Отремонтированный в домашних условиях автомобильный радиатор

Прогары, сколы и трещины, образовавшиеся в блоке цилиндров, изготовленном из алюминиевого сплава, также можно успешно отремонтировать при помощи пайки. Очень полезна данная технология в том случае, если необходимо восстановить изношенную внутреннюю резьбу. При этом изношенное резьбовое отверстие заполняется расплавленным припоем, а затем в него вворачивается болт. После того как припой застынет, болт из отверстия выворачивается, а внутри него оказывается сформированная по необходимым параметрам резьба. Такая несложная операция позволяет получить новую резьбу, которая по своим прочностным характеристикам ничем не уступает исходной.

Кроме этого, пайка успешно применяется для ремонта и восстановления герметичности труб, изготовленных из алюминия и сплавов данного металла. Такие трубы сейчас активно используются во многих технических устройствах. При помощи пайки вы можете своими руками, не прибегая к дорогостоящим услугам квалифицированных специалистов, отремонтировать многие предметы из алюминия и его сплавов, использующиеся в быту: посуду, лестницы, различные детали интерьера, водосточные желоба, элементы сайдинга и др. При помощи пайки можно не только ремонтировать, но и своими руками изготавливать любые конструкции из алюминия.

Использование качественных расходных материалов и строгое следование технологии, которой совсем несложно обучиться и по видео урокам, позволяет получать методом пайки соединения, отличающиеся высоким качеством, надежностью, привлекательным и аккуратным внешним видом.

Использование подручных средств

Нередки ситуации, когда под рукой нет активного флюса и припоя, который специально предназначен для соединения деталей из алюминия, а спаять их необходимо срочно. В таких ситуациях можно выполнить пайку обычным припоем, состоящим из алюминия и олова или олова и свинца. В качестве флюса в данном случае можно использовать канифоль.

Оксидная пленка при использовании данного метода пайки разрушается под слоем канифоли, в которую можно дополнительно добавить металлические опилки. Для ее разрушения применяется специальный паяльник со скребком, который необходимо предварительно залудить. Скребок наряду с опилками разрушает оксидную пленку на поверхности деталей, а канифоль не дает образоваться новой. Кроме того, скребок-паяльник, перемещая расплавленный припой по месту будущего соединения, обеспечивает его лужение.

Конечно, такой способ пайки очень хлопотный и не всегда гарантирует получение качественного и надежного соединения, поэтому использовать его можно только в крайних случаях. Целесообразнее всего потрать время и деньги на приобретение качественных припоя и флюса и не переживать за качество формируемого с их помощью соединения.

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
gmnu-nazarovo.ru
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: