Однако основная проблема, возникающая у любителей при работе с алюминием, это его . Просто так алюминий не паяется. Причина невозможности пайки алюминия обычными методами - способность на воздухе очень быстро (за доли секунды) образовывать окисные пленки. Поэтому разработанные ранее технологии требуют или специальных ртутных флюсов или специальных сменных жал для паяльников.
Чаще всего потребность в пайке алюминия возникает при ремонте резонансных стабилизаторов напряжения. В целях экономии все обмотки промышленных сетевых стабилизаторов выполнены алюминиевым проводом. Паять сами эти провода вовсе не обязательно. Достаточно прикрутить к ним хорошо паяющийся провод любым удобным для вас способом и паять уже не алюминий, а этот провод.
Но как быть, если необходимо паять не проводники, а например, самые неудобные для пайки плоские поверхности?
Предлагаемый способ осуществляется с помощью обычных припоя и канифоли обычным паяльником. Поскольку алюминий очень хорошо проводит тепло, паяльник лучше брать мощный 60-100 Вт. Если мощности вашего паяльника недостаточно для прогрева больших спаиваемых деталей, воспользуйтесь дополнительным параллельным нагревом с помощью газовой или электрической кухонной плиты.
Перед соединением место пайки следует тщательно натереть каким-либо крошащемся камнем (песчаником, кирпичом, куском засохшего строительного раствора, содержащего песок и т.п.). Камень очищает поверхность алюминия от толстой оксидной пленки. Песок и пыль, образующиеся в процессе зачистки, надо оставить на месте пайки. Сразу после натирания поверхность алюминия покрывается слоем расплавленной канифоли.
Далее методика пайки мало отличается от пайки обычных материалов, разве что теперь жалом паяльника место пайки надо тщательней протереть, чтобы разрушить с помощью песка тонкую пленку окислов, успевших образоваться на очищенной поверхности перед нанесением канифоли.
Прочность спаянного алюминия оказывается выше, чем прочность паянной меди. Объясняется это низкой температурой плавления алюминия (гораздо ниже, чем у меди), а также большой способностью алюминия к диффузии в другие металлы.
Среди всех известных мне способов пайки алюминия этот способ является самым простым, дешевым и удобным. Он годится также для пайки любых других металлов.
Журнал "ЭЛЕКТРИК" (Радиоаматор-Электрик)
Алюминий и его сплавы прочностью лишь немногим уступают стали, зато очень удобны в обработке, имеют приличный внешний вид и обладают такими отличными качествами, как теплопроводность и электропроводность. Однако наряду с этими свойствами присутствует сложность их пайки. Вопросом, как паять алюминий, задаются не только начинающие любители, но и те, кого не затрудняет пайка меди, латуни и стали.
Пайка алюминия процесс сложный, поэтому нужно знать всю его технологию.
Работать с алюминием непросто из-за его способности мгновенно окисляться на воздухе, в результате чего поверхность покрывается тонкой пленкой окисла А12О3, обладающей повышенной стойкостью к агрессивной среде. Поэтому используются специальные ртутные флюсы или сменные жала для паяльников, или, в зависимости от способа пайки, различными путями удаляется окись.
Перед тем как паять алюминий, прибегают к механическому удалению пленки, зачищая рабочее место надфилем, но контакт алюминия с водой или воздухом приводит к первоначальному состоянию — появлению той же пленки.
Для пайки алюминия можно использовать специальный флюс.
Знатоки советуют зачищать место пайки при помощи кирпича либо песка, не удаляя пыль, а прямо на нее наносить расплавленную канифоль, затем растирать паяльником, сильно нажимая жалом. Это поможет разрушению тонкой пленки, образовавшейся до нанесения канифоли.
Также зачищенный алюминий заливается канифолью и посыпается опилками от железного гвоздя, полученными в процессе опиливания. Далее, паяльником надо залудить поверхность, тщательно потирая жалом. Железная крошка разрушит пленку, канифоль же предотвратит образование новой пленки.
Химические методы зачистки
Важно не дать зачищаемому алюминию контактировать с воздухом, для чего место пайки заливают флюсом или канифолью, при этом нагревая его. Часто мелкие элементы, например, провода, опускаются прямо в канифоль или во флюс, налитый в емкость.
Кроме механического способа удаления окиси существуют несколько так называемых химических способов.
Очистку алюминия перед пайкой можно сделать с помощью медного купароса.
Очистка с помощью медного купороса. Точка, где нужно сделать припой, зачищается надфилем, смачивается двумя или тремя каплями раствора медного купороса. Алюминиевая основа соединяется с отрицательным полюсом батарейки или аккумулятора, небольшой кусок зачищенной и соединенной с положительным полюсом медной проволоки опускается в раствор, не касаясь основы. После включения батарейки на 4,5 вольта через небольшой промежуток времени на алюминии образуется медный налет. К высохшей меди затем припаивается нужная деталь.
Применение абразивного порошка. Готовится жидкая паста путем смешивания порошка и трансформаторного масла, которая наносится на зачищенную поверхность и затем паяльником затирается до появления слоя олова.
Еще один способ — трансформаторный. Изделие подключается к его минусу, медный провод, содержащий несколько жил, подсоединяется к плюсу. После замыкания цепи произойдет микросварка алюминия с медью. Чтобы ускорить процесс, используется паяльная кислота.
Вернуться к оглавлению
Применение флюсов и припоев
Для пайки больших деталей, таких как радиаторы охлаждения, используются паяльники с большой мощностью (100-200 Вт), с мелкими элементами вполне успешно справляются паяльники мощностью 60-100 Вт. Конечно, место припоя не обладает особой крепостью, ну да этого и не требуется.
В домашних условиях для спаивания алюминия подходят флюсы Ф-64, ФТБф-А, ФИМ. Конечно, можно применить в качестве флюса и аспирин, и технический вазелин, и солидол, и паяльный жир, и стеарин.
Используя специальные активные флюсы, паять легче, они хорошо справляются с оксидной пленкой при условии, что температура нагрева 250-360°С.
Припой распределяется по всей поверхности соединения, что приводит к прочному соединению частей. Флюс необходимо удалить, применяя растворители, спирт или специальную жидкость. Удобство употребления таких флюсов в том, что они применяются и для пайки никеля, меди и стали.
Как правило, для пайки алюминия применяются сплавы из 2 частей цинка и 8 частей олова, или 1 части меди и 99 частей олова, или 1 части висмута и 30 частей олова. Обычные припои ПОС. 40 и ПОС. 60 также справляются с поставленной задачей.
Небольшие отверстия (диаметром не более 7 мм) в алюминиевой посуде можно запаять и без паяльника. Имеющуюся эмаль вокруг дырки следует отбить на 5 мм, слегка постукивая молотком. Теперь надо с помощью напильника или наждачной бумаги до блеска начистить металл, применяя крошку канифоли или паяльную кислоту, положить в кастрюлю на отверстие кусочек олова и нагреть над спиртовкой, которая обеспечивает точечный нагрев, не разрушая оставшуюся эмаль. Металл, расплавляясь, полностью закроет отверстие.
Так что, имея желание, можно и в домашних условиях паять алюминии.
Пайка алюминия – трудновыполнимый в домашних условиях процесс. Сложность объясняется свойствами металла, которые затрудняют соединение отдельных частей из алюминия с другими веществами. Соединять алюминий нужно с соблюдением специально разработанных технологий, обеспечивающих качество пайки. Значение имеет опыт мастера, соединяющего пайкой детали из 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.
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.
Для пайки алюминиевых проводов созданы флюсы на основе ацетилсалициловой или ортофосфорной кислоты, солей борной или натриевой кислоты. Канифоль применяется редко, она малоэффективна в случае с алюминием. Флюсы применяются при пайке проводов, кастрюль и других вещей.
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.
Любой из перечисленных флюсов помогает запаять алюминиевую кастрюлю, алюминиевые заготовки разных размеров, соединять методом пайки дюралюминий, дюралевые (дюраль) заготовки.
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.
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.
Порошковая проволока
Проволока с флюсом используется при сварке алюминиевых деталей, для пайки она не годится. Сварка алюминия газовой горелкой с порошковой проволокой не осуществляется. Сваривать детали лучше электрическим аппаратом.
Какой паяльник подойдет
Чем паять, какой инструмент для этого нужен – все зависит от площади пайки. Алюминий с медью хорошо проводят тепло, поэтому паяльник нужен мощный. При площади детали в 1000 см² мощность паяльника нужна 50-60 Вт. Паяют часто две или больше частей, в таком случае мощность увеличивается до 100 Вт. При подогреве места соединения подойдет паяльник меньшей мощности. Жало выбирают широкое, на нем можно сделать зазубринки для снятия пленки оксида алюминия.
Требуется рассмотреть, как паять алюминий паяльником. Делается это хорошо разогретым инструментом после снятия оксидной пленки и лужения, к залуженному (залудить можно с применением специальных припоев) участку хорошо прилипает припой и годится любой паяльник
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.
Что лучше – сварка или пайка
Ответы на этот вопрос могут быть разными. Применение того или иного способа зависит от использования деталей после их соединения. Автомобильный радиатор лучше паять. Этот способ стоит дешево и отличается надежностью. Молочные фляги и другие емкости для хранения продуктов питания лучше сваривать. Сварной шов более прочный, особенно при больших размерах. Часто приходится сваривать детали из алюминиевых сплавов. Сварка силумина – практически единственный способ соединения, не считая использования клея.
На сварке и пайке при желании можно неплохо заработать. Вопросы о том, как запаять алюминиевые трубки в холодильнике или отремонтировать раму велосипеда, возникают часто. В мастерских работа стоит дорого: пайка трубок – 1000 руб. и более. При соединении электропроводов способом пайки берут 15 руб. за каждое. Ремонт рамы велосипеда из сплавов алюминия с применением припоев стоит 500 руб. Ремонт кастрюли обойдется в 100 руб. К этим суммам следует добавить расходы времени и денег на доставку изделий в мастерскую и обратно.
Чтобы сэкономить эти деньги, нужно научиться паять самому. Для этого необходимо приобрести газовую горелку в виде баллончика за 700-1000 руб. и припой. Научиться обработке поверхностей и наложению швов можно на старом автомобильном радиаторе.
Существует мнение, что перед тем, как паять алюминий у себя в домашних условиях, следует запастись припоем особого качества, а также специальным паяльным инструментом (газовой горелкой в частности). При этом в качестве объяснений приводятся следующие факты: во-первых, на поверхности алюминия всегда имеется окисная плёнка и, во-вторых, температура его нагрева достаточно велика.
И, действительно, из-за характерного металлического налёта лужение и пайка алюминия в домашних условиях связана с определёнными сложностями. Решить эту проблему помогут специальные припои, применяемые одновременно с активными флюсами для алюминия.
Рассмотрим каждый из представленных выше расходных материалов более подробно.
Высокотемпературный припой
В состав традиционного легкоплавкого припоя входят такие обязательные составляющие, как олово (Sn) и свинец (Pb) с небольшими добавками висмута (Bi), кадмия (Cd) и цинка (Zn). Посредством такого паяльного состава удаётся обрабатывать медные и стальные заготовки, при пайке которых поверхности редко нагреваются выше 300 градусов.
Перед тем, как паять алюминий обычными средствами, следует знать о том, что для обработки этого металла указанные составы не годятся, поскольку рабочая температура его нагрева должна быть значительно выше. Для работ этой категории потребуются особые припои для алюминия, включающие в свой состав высокотемпературный кремний. В качестве добавок в них содержатся медная и другие активные составляющие (серебряные и или цинковые компоненты, например).
Важно! В них также должна входить и алюминиевая компонента.
Обратите внимание! При увеличении количества цинка припой для пайки алюминия приобретает хорошую устойчивость к коррозийному разрушению.
Таким образом, к разряду высокотемпературных принято относить припои, в состав которых входят такие обязательные компоненты, как кремний, медь и алюминий (цинк). В качестве примера может быть рассмотрен известный образец отечественного алюминиевого припоя – 34A, а также его импортный аналог под обозначением «Aluminium-13». В них обычно содержатся до 87% алюминия и примерно 13% кремния, что позволяет поднять температуру пайки ориентировочно до 590-600°С.
Флюсовая компонента
Флюс для пайки алюминия обычно подбирается с учётом химической активности его составляющих по отношению к данному металлу. Для этих целей вполне сгодятся такие известные отечественные смеси, как Ф-64, Ф-59А, Ф-61А, включающие в свой состав компоненты аммония и другие, активные по отношению к алюминию добавки.
На ёмкостях с этими паяльными реагентами обычно имеются ярлычки со специальными пометками «для пайки алюминия».
Для работы с этим металлом может использоваться флюс, выпускаемый под фирменным обозначением «34А», включающий в свой состав хлористые соединения калия, цинка и лития в нужной пропорции, а также фторид натрия (10%). Эти смеси считаются наиболее подходящими, когда предполагается пайка алюминия с медью или другими цветными металлами.
Порядок проведения паяльных работ
Подготовка поверхности
Пайка алюминия оловом с активными добавками начинается с подготовки поверхностей сочленяемых деталей или изделий. Для этого над ними необходимо проделать следующие операции:
- Тщательно обезжирить их, воспользовавшись смоченной в ацетоне мягкой фланелью;
Дополнительная информация. Вместо ацетона может использоваться любой заменяющий его традиционный растворитель (бензин, например).
- Зачистить подлежащее пайке место, для чего рекомендуется использовать мелкозернистую наждачную шкурку;
- В качестве запасного варианта может быть предложено травление поверхности специальными активными составами, однако из-за своей специфичности эта процедура применяется крайне редко.
Следует помнить о том, что удалить оксидную пленку за один заход полностью не удаётся, поскольку на данном участке сразу же образуется новый тонкий слой. Зачистка поверхности осуществляется не для полного удаления нежелательного покрытия, а с целью частичной его нейтрализации перед обработкой флюсом. По завершении этой операции поверхность может быть запаяна достаточно легко.
Нагрев зоны пайки
Для того чтобы спаять небольшие по размеру заготовки из алюминия, достаточно паяльника небольшой мощности (не более 100 Ватт). Для пайки массивных изделий или деталей нужно будет воспользоваться паяльником большей мощности. Лучше всего для этих целей подойдёт специальный мощный инструмент или газовая горелка.
Пайка алюминия газовой горелкой (иногда для этих целей используют паяльную лампу) имеет особую специфику, проявляющуюся в следующих особенностях:
- Во-первых, не рекомендуется сильно перегревать алюминий, поскольку он может частично расплавиться. Для предотвращения этого эффекта по ходу пайки следует периодически прикасаться припоем к обрабатываемой поверхности. Его расплавление будет означать, что требуемая температура уже достигнута;
- Во-вторых, нежелательно применять кислород в качестве обогатителя газовой смеси, так как он может спровоцировать окисление металла.
Инструкция по пайке
Для того чтобы получить паяное соединение изделий из алюминия, следует руководствоваться стандартной методикой, предполагающей следующий порядок действий :
- Сначала поверхность в месте пайки обезжиривается, после чего эта зона тщательно зачищается;
- Если требуется припаять одну деталь к другой, обе они надёжно фиксируются в тисках или струбцине;
- После этого можно будет начать прогревать места соединения;
- В процессе пайки специальным припоем по алюминию, содержащим активатор, несколько раз прикасаются к месту сочленения. При использовании обычного припоя для активного воздействия на оксидную плёнку потребуется специальный флюс.
Обратите внимание! Для надёжного разрушения поверхностной пленки из оксида алюминия рекомендуется использовать щетку с щетинками из стальной проволоки. Посредством этого простейшего инструмента в процессе пайки удаётся равномерно распределить весь припой по плоскости обрабатываемых алюминиевых заготовок.
Что делать, если нет требуемых материалов
В ситуации, когда в хозяйстве отсутствуют необходимые для пайки расходные материалы, можно воспользоваться традиционными припоями. При этом флюс заменяется обычной спиртовой канифолью, с помощью которой поверхность алюминия заливается после её предварительной чистки. Благодаря этому обеспечивается защита от окисления и образования нежелательной оксидной плёнки.
При данном подходе паяльник одновременно используется в качестве инструмента, разрушающего это препятствие. С этой целью на жало паяльного приспособления устанавливается специальный скребок, посредством которого удаётся постоянно счищать образующийся слой оксида. Кроме того, повысить производительность такого процесса удаётся, если в канифоль добавить немного опилок, образующихся при резке металла.
Спаивают детали в этом случае следующим образом:
- Сначала хорошо прогретым паяльником с предварительно залуженным жалом на месте пайки расплавляется небольшое количество канифоли;
- После того, как она полностью закроет весь прогретый участок, по его поверхности следует с усилием потереть жалом паяльника. В место пайки нужно добавить небольшое количество металлических опилок, которыми совместно с жалом эффективно разрушают оксидную пленку;
- По завершении процедуры лужения обрабатываемые алюминиевые заготовки соединяют между собой и тщательно прогревают обычным паяльником.
В заключительной части обзора отметим, что пайка без применения специального оборудования и активных расходных материалов – это очень трудоёмкая и хлопотливая процедура, не гарантирующая получения положительного результата. Именно по этой причине прибегнуть к этому способу пайки могут только хорошо подготовленные пользователи, имеющие большой опыт работы с паяльным оборудованием.
В том случае, когда абсолютной уверенности в своих силах нет, лучше всего приобрести все необходимые материалы и попытаться взять напрокат требуемый инструмент (газовую горелку в частности).
Видео
Промышленное производство алюминия, по историческим меркам, началось относительно недавно. Но за это время этот материал прочно вошел в нашу жизнь. Его основные параметры – высокая электро- и теплопроводность, малый вес, стойкость к воздействию коррозии привели к тому, что этот металл стал основным материалом, применяемым в авиационной и космической промышленности. Кроме этого, без алюминия невозможно представить улицы наших городов, из него выполняют светопрозрачные конструкции (двери, окна, витражи), рекламные конструкции и многое другое.
При его обработке допустимо использовать практически все виды обработки – точение, штамповка, литье, сварку и пайку. Последние способы применяют для получения неразъемных соединений из алюминиевых заготовок.
Общие принципы пайки алюминия в домашних условиях
Многие искренне полагают, что пайка алюминия в домашних условиях – это довольно сложный процесс. Но на самом деле все не так и плохо. Если использовать соответствующие припои и флюсы, то особых сложностей не должно возникнуть. В том случае если домашний мастеровой будет паять алюминиевые детали с использованием материалов, предназначенных для меди или стали, то результат, скорее, будет отрицательный.
Особенности процесса
Сложности пайки алюминия обусловлены в первую очередь тем, что на его поверхности существует оксидная пленка, которая в отличии от основного металла имеет более высокую температуру плавления и высокой стойкостью к воздействию различных химических веществ. Именно это пленка и создает серьезные препятствия при использовании традиционных припоев и флюсов и например, если паять алюминий оловом, то гарантировать качественный результат сложно. Для устранения этой пленки применяют или механическое воздействие, или флюсы, которые содержат сильнодействующие химические вещества.
Сам основной металл, в данном случае алюминий обладает низкой температурой плавления, порядка 660 °C. Такая разница между температурой плавления оксидной пленки и основным металлом тоже приводит к осложнениям в пайке.
Это свойство алюминия в результате приводит к тому, разогретый алюминий становиться менее прочным. Так, алюминиевые конструкции начинают терять устойчивость уже при температуре 250-300 °C. Кроме этого в составе алюминиевых сплавов могут входить материалы, начинающие плавиться при температуре в 500-650 °C.
В состав большого количества припоев входят – олово, кадмий и другие компоненты. Алюминий с трудом входит в контакт с этими материалами и это в свою очередь приводит к тому, что швы, получаемые с использованием этих припоев, отличаются низкой надежностью и прочностью. Между тем, хорошей растворимостью друг в друге обладают цинк и алюминий. Использование цинка в составе припоев позволяет придавать шву высокие прочностные параметры.
Использование трансформаторного масла
Как уже отмечалось выше, основное препятствие при выполнении пайки – это наличие оксидной пленки. Перед тем как паять алюминий ее необходимо устранить. Для ее удаления используют разные методы, начиная от использования абразивного инструмента и заканчивая специальными флюсами. Кроме этого, существуют и «народные» способы. Один из них связан с применением трансформаторного масла.
Для удаления оксидной пленки применяют следующий состав – в абразивный порошок добавляют трансформаторное масло. При постоянном перемешивании, в результате должна получиться пастообразная масса. Ее необходимо нанести на заранее очищенное место пайки. После этого жало паяльника необходимо тщательно пролудить и натирают подготовленные места до появления олова. После этого места пайки необходимо промыть и можно продолжать работу.
Какой припой применяется для пайки алюминия
Большинство припоев содержат в своем составе вещества, не растворяющиеся в алюминии. Именно поэтому для создания неразъемных соединений деталей из алюминия применяют так называемые тугоплавкие припои, изготовленных на основе алюминия, кадмия, цинка и некоторых других веществ.
Для пайки алюминия применяют и легкоплавкие припои.
Их использование позволяет выполнять работы при низких температурах. Это позволяет создавать соединения, избегая при этом изменений свойств алюминия. Но надо сразу отметить то, что использование таких материалов не может обеспечить в должной степени коррозионной стойкости и прочности стыка.
Оптимальный результат пайки можно получить при использовании состава, который содержит алюминий, медь, цинк. Работы с такими припоями необходимо выполнять паяльником, жало которого разогрето до 350 °C. При выполнении соединения деталей нужно использовать флюс, который состоит из смеси олеиновой кислоты и йодида лития.
Состав для соединения деталей из алюминия может приготовить в домашних условиях, а можно просто приобрести его в магазине.
Один из серийно выпускаемых припоев по алюминию — HTS -2000. Выполнять пайку этим припоем можно без применения флюса. Отличительная черта этого состава заключается в том, что он может проникать через оксидную пленку и может создавать прочные соединения молекул. Срок эксплуатации соединений изготовленных с применением этого сплава составляет 10 лет.
Как правильно паять с помощью горелки
Необходимость в пайке алюминия и его сплавов может возникнуть как в производственных, так и бытовых условиях. Это процесс может быть использован при выполнении ремонта деталей, но иногда приходится сталкиваться с более масштабными работами.
Обработка алюминия сопряжена с рядом сложностей и поэтому традиционные материалы технологии пайки не всегда гарантируют получение надлежащего результата.
Один из часто применяемых способов получения неразъемных соединений напрямую связан с использованием газовой горелки.
Работа с алюминием подразумевает то, что оксидная пленка, которая находится на поверхности детали, препятствует соединению деталей.
Пайка с помощью горелки существенно отличается от работы с паяльником и по праву считается более практичным. Работая с горелкой, мастер может выполнять настройку температуры. И это предоставляет дополнительные возможности для обработки поверхности заготовок. При этом не играет особой роль толщина материала. Иногда при работе с горелкой применяют флюсы и дополнительные средства обработки поверхности.
Пайка алюминия газовой горелкой в домашней мастерской позволяет выполнить предварительное прогревание заготовок и расходных материалов.
Бесспорно, для получения соединения высокого качества необходим опыт работы. Дело в том, что алюминий обладает низкой температурой плавления, соответственно расходные материалы, применяемые при совершении пайки, обладают хорошей текучестью. Если мастер совершит ошибку, то высока вероятность того, что припой просто растечется по заготовке, так и не попав в шов.
Какой флюс использовать
Преимущества
Пайка – это один и способов получения неразъемных соединений металлов. Но в отличии от других методов он, до последнего времени отличался невысокой производительностью, малой прочностью на стыке. Это и ряд других причин послужило тому, что она не получила широкого, промышленного применения.
С развитием технологий стали доступны способы соединения деталей с помощью электронного луча, ультразвуковых волн. Появление специальных припоев и флюсов позволило значительно поднять качество паяного соединения.
Современные технологии пайки позволяют использовать готовые изделия без дальнейшей обработки на механическом оборудовании. Пайка вошла число основных технологических процессов в машиностроении, авиационной и космических отраслях и конечно электронике.
Пайка имеет ряд несомненных достоинств в сравнении со сваркой. Процесс соединения деталей этим способом проходит при существенно меньшем расходе теплоты. Другими словами, при проведении этого процесса не происходит каких-либо серьезных изменений в структуре металла. Его физико – химические параметры остаются практически без изменений. После пайки могут возникать такие явления как остаточная деформация, ее размеры несравнимы с теми, которые остаются после выполнения, например, сварки в облаке защитных газов.
Именно поэтому использование пайки гарантирует более точное соблюдение размеров указанных в технической документации на изделие. Использование этого метода позволяет соединять разнородные металлы. Ко всему прочему можно сказать и то, что эти процессы довольно легко можно автоматизировать.
Недостатки
Говоря о пайке алюминиевых деталей надо всегда помнить о том, что для работы с ним необходимо использовать специальные припои и флюсы, которые в состояние обеспечить требования к качеству получаемых соединений.
Малейшее нарушение технологии или использование неподходящих материалов приведет к тому, что полученный шов не будет отвечать требованиям по качеству.
