Пайка алюминия: подбираем припой, флюс, канифоль, паяльник или горелку

Какие особенности имеет пайка алюминия? Как правильно паять алюминий в домашних условиях и каким паяльником? Нюансы правильного выбора карандаша, флюса, припоя и электродов. Можно ли паять алюминий с нержавейкой, медью и другими металлами?

Почему возникают проблемы с пайкой?

Этот металл обладает множеством достоинств, в частности, лёгкостью и гибкостью. Кроме того, благодаря образуемой на его поверхности плёнке оксида, металл практически нейтрален и не вступает в реакцию с агрессивными средами или пищевыми продуктами.

Однако именно это свойство металла и является проблемой в тех случаях, когда необходимо произвести соединение нескольких алюминиевых деталей при помощи пайки.

Радиатор из алюминияРадиатор из алюминия

Радиатор из алюминия

Чаще всего алюминий применяется, как материал для изготовления различных радиаторов: систем отопления, охлаждения компонентов электроники, автомобильных жидкостей и пр. Подобное использование обусловлено низкой теплоёмкостью и высокой теплопроводностью металла.

Несмотря на достаточно низкую химическую активность время и температура делают своё дело и в корпусах алюминиевых радиаторов появляются трещины, заделать которые достаточно проблематично.

Микротрещины, возникающие в радиаторах, могут быть даже незаметны человеческому глазу, но из них может уходить достаточно большое количество жидкости, которую придётся регулярно подливать в систему охлаждения.

МикротрещинаМикротрещина

Микротрещина

Ремонт системы охлаждения – достаточно дорогостоящее мероприятие.

Зачастую сервисные центры или автомастерские, особо не напрягаясь, просто меняют радиатор целиком вместо того, чтобы исправить его при помощи запаивания отверстия.

Спайка нескольких элементовСпайка нескольких элементов

Спайка нескольких элементов

Самостоятельно устранить отверстие можно двумя путями: при помощи пайки или с применением холодной сварки. При этом, в обоих случаях придётся столкнуться с одной серьёзной проблемой.

Алюминий на воздухе сразу же окисляется Алюминий на воздухе сразу же окисляется

Алюминий на воздухе сразу же окисляется

При взаимодействии алюминия с воздухом, он сразу же окисляется, а его поверхность покрывается тонкой плёнкой оксида.

Оксид обладает изолирующими свойствами и традиционные материалы, используемые в качестве припоя, не способны не то чтобы соединить две алюминиевые поверхности, но даже просто хорошо «прилипнуть» к поверхности, которую покрывает оксид.

Именно поэтому паять алюминий очень и очень непросто.

Пайка при помощи обычного паяльника не даёт желаемых результатов. Можно даже сказать, что она не даёт никаких результатов, поскольку даже при использовании специальных флюсов для пайки регулярно получается вместо ровного паянного шва неравномерное нагромождение припоя, явно не имеющее хорошего контакта ни с одной из припаиваемых поверхностей.

Технические трудности пайки изделий и деталей из алюминия

Паять алюминиевые конструкции и другие элементы всегда достаточно сложно, особенно, если это выполняется дома начинающими мастерами, не до конца изучившими процесс. В основном такая пайка выполняется промышленными способами на специальном оборудовании. Тем не менее, вполне возможно создать наиболее подходящие условия для сваривания деталей изготовленных из алюминия.
Как паять алюминий в домашних условиях паяльником
Для достижения этой цели необходимо обязательно разрешить несколько проблем технического характера:

  • Больше всего неприятностей при пайке доставляет окисление в виде пленки, возникающей на поверхности в результате контакта алюминия и воздуха. Даже если металл подготовлен, налет на нем образуется практически сразу же после этого. Подобное пленочное покрытие создает препятствия соединительному процессу и добавляет множество проблем в процессе лужения и спаивания. В данной ситуации обычные типы припоев и флюсов совершенно не годятся, поскольку они не дают гарантии качественного соединения. Пленка удаляется или физико-механическим путем, или с помощью сильнодействующих химических веществ.
  • Следует учесть и высокие показатели температуры, при которой алюминий начинает плавиться. Максимально она достигает 600С. Возникает разница температур между спаиваемым металлом и его пленкой, вызывающая сложности в процессе паек.
  • Из-за температурного режима, алюминий в процессе разогрева начинает заметно терять свою прочность. Этот момент наступает уже при нагреве свариваемого материала до 250-300 градусов. Некоторые алюминиевые сплавы содержат компоненты, температура плавления которых имеет различия с основным металлом.
  • Слабое взаимодействие алюминия с традиционными видами припоев, состоящих, преимущественно, из олова, кадмия и других элементов. Это приводит к недостаточным прочностным характеристикам и надежности создаваемых швов. Проблема как спаять, решается посредством специальных припоев, содержащих цинк, который, в свою очередь, отлично контактирует с алюминием и проникает в него. Происходит сцепление, выходящее на молекулярный уровень, обеспечивая необходимую прочность соединения.

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 спаять алюминий в домашних условиях, особенности пайки алюминия

Подготовка к пайке алюминиевых деталей

Большое значение придается подготовке алюминия к предстоящей пайке.

71745582.jpg

Для этого существует несколько способов, обеспечивающих надежность соединения:

  • Участок соединения предварительно обезжиривается и обрабатывается канифолью. После того как вещество нанесено на поверхность, сюда же укладывается наждачная шкурка. Далее нужно включить мощный паяльник и плотно прижать им наждачку к поверхности.
  • После этого поверхность затирается и шлифуется, а само место соединения одновременно подвергается лужению. На подготовленную поверхность устанавливается алюминиевая деталь, которую можно припаивать уже по обычной схеме. При необходимости, канифоль может быть заменена маслом, используемым в швейных машинах.
  • Во втором варианте в канифоль добавляется металлическая стружка, после чего полученная смесь наносится на поверхность места будущего соединения. Жало паяльника нужно хорошо разогреть и залудить, а затем натирать им всю рабочую поверхность спаиваемых деталей до тех пор, пока не расплавится стружка. Одновременно сюда же добавляется припой. В этом случае происходит снятие окиси механическим путем, а припой тут же попадает на поверхность и защищает ее от повторного появления оксидной пленки.
  • Третий способ заключается в предварительной очистке поверхности. Для этой цели используется медь, посредством которой удаляется оксидная пленка. Данный метод относится к наиболее сложным, поскольку омеднение поверхности должно выполняться в специальной ванночке.

Подготовка к пайке алюминиевых деталей

На этапе подготовки нужно провести качественную зачистку поверхностей от краски, если она есть, и загрязнений. Затем следует обезжирить детали бензином, ацетоном или другим подходящим растворителем.

А также следует обязательно удалить оксидную пленку, которая всегда появляется на поверхности металла после контакта с воздухом.

Важно! Без предварительной подготовки к пайке добиться качественного сцепления между деталями не удастся.

Как удалить оксидную пленку

Снять оксидную пленку с алюминия дома можно механическим путем. Для этого рекомендуется использовать углошлифовальную машину, щетку по металлу, наждачку, специальную сетку из нержавеющей проволоки.

Также провести зачистку можно химическим способом при помощи кислоты. Но в домашних условиях он применяется крайне редко.

Важно! После удаления оксидная пленка полностью не исчезнет, но станет значительно тоньше, что позволит провести качественную спайку.

Сфера применения процесса

Паяные изделия из алюминия применяются в следующих сферах:

  • автомобилестроении;
  • радиоэлектронике;
  • изготовлении оконных рам;
  • производстве деталей для велосипедов;
  • создании каркасов теплиц, корпусов техники.

Выбор припоя и флюса для алюминия

Припои на основе олова и свинца могут использоваться для сваривания проводов, элементов и деталей из алюминия при условии их тщательной очистки. Такая пайка должна осуществляться с использованием специальных флюсовых растворов, состоящих из высокоактивных веществ. Однако, такие соединения обладают недостаточной прочностью по причине слабого взаимодействия алюминиевых изделий с оловом и свинцом, склонности к образованию коррозии. Поэтому в виде антикоррозийного покрытия поверхностей из этого металла применяются специальные составы.

41324700.jpg

К числу таких составов относятся припои с содержанием меди, цинка, алюминия и кремния. Они производятся как в нашей стране, так и за рубежом. Среди отечественных марок наибольшее распространение получил ЦОП-40, содержание которого составляет 40% цинка и 60% олова, а также соединение 34А с алюминием (66%), медью (28%) и кремнием (6%). Содержание цинка оказывает влияние не только на прочность алюминиевых контактов, но и на их устойчивость к коррозии.

Из всех известных припоев минимальной температурой, при которой они начинают плавиться, обладают составы на оловянно-свинцовой основе. Наивысшая температура плавления принадлежит соединениям с алюминиево-кремниевой структурой, а также с алюминием, медью и кремнием. Подобные виды припоев в первом случае расплавляются при достижении температуры 590-600 градусов, а во втором – при 530-550 градусов. Они выбираются для каждого конкретного случая, когда соединяются детали с крупными габаритами, с хорошим теплоотводом или тугоплавкие алюминиевые соединения.

Технологические процессы неразрывно связаны со специальными видами флюсов, применяемых для более качественного взаимодействия всех компонентов сварки.

53885471.jpg

Подбор наиболее подходящего материала считается довольно сложным мероприятием. Это особенно важно, когда в рабочем процессе используется припой на оловянно свинцовой основе. В структуру таких флюсов включены элементы, формирующие его повышенную активность при взаимодействии с алюминием. Среди них можно отметить триэтаноламин, фторборат аммония, фторборат цинка и другие аналогичные составляющие.

Одним из наиболее популярных флюсовых веществ российского производства считается вещество марки Ф64, отличающееся высокой активностью. Качество данного соединения позволяет припаять металлические детали из алюминия, не снимая тугоплавкое оксидное покрытие, расположенное на поверхности.

Последовательность пайки

Листовой алюминийЛистовой алюминий

Листовой алюминий

Для того, чтобы спаять две алюминиевых детали, необходимо сделать следующее:

1Немного прогреть алюминиевую трубку без использования припоя. Это нужно, чтобы разрушить слой оксида алюминия на поверхности

2После прогрева места пайки следует сконцентрировать пламя горелки непосредственно на точке соединения алюминиевых частей и прогреть его в течение нескольких секунд

3Далее нужно поднести трубочку припоя непосредственно к месту прогрева, в точку центра пламени от горелки

4Припой начинает быстро растекаться по поверхности шва и полностью заполняет его.

При помощи такого способа можно не только запаивать изделия из алюминия, но и спаивать вместе листовой алюминий.

Спаянные между собой два элементаСпаянные между собой два элемента

Спаянные между собой два элемента

Аналогично ранее рассмотренному случаю, вначале осуществляется всесторонний прогрев спаиваемых поверхностей, а затем внесение припойно-флюсовой трубочки в пламя горелки в месте контакта двух деталей.

В итоге должно получиться примерно так:

  • Прочность пайки таким способом получается очень высокой, а соединение надёжным
  • Сломать шов очень и очень трудно

Рассмотрим на примере, как необходимо спаять две трубки. В начале их располагают друг напротив дуга и выравнивают.

Важно чтобы трубки были правильно выставлены и закрепленыВажно чтобы трубки были правильно выставлены и закреплены

Важно чтобы трубки были правильно выставлены и закреплены

Далее всё происходит по классической схеме: у обеих трубок нагревают концы  на глубину не менее 3 см. Далее концентрируют огонь на шве и просто подносят припой к месту шва.

Припой быстро растекается и трубки сразу же спаиваются.

Пропаянные элементыПропаянные элементы

Пропаянные элементы

Припой полностью заполняет шов по кругу. При этом благодаря флюсу, который растекается исключительно по шву, припой не попадает внутрь трубки и не забивает её. При этом шов получается очень прочный. Трубка изгибается достаточно легко, но шов при этом остаётся целым.

Проверка на прочность готовой пайкиПроверка на прочность готовой пайки

Проверка на прочность готовой пайки

Цинковый припой обладает очень высокой текучестью; он заполняет паз полностью, делая соединение герметичным. Аналогичным образом можно запаивать любые алюминиевые конструкции любого диаметра.

Естественно, в тех случаях, когда трубки радиаторов имеют многочисленные места повреждений, либо покрыты слоем коррозии, данный метод пайки является компромиссным вариантом, поскольку рано или поздно радиатор может прохудиться в любом другом месте.

В таких случаях может потребоваться полная замена элемента элемента. Но это уже совсем другая история.

Вывод

Сам же метод пайки с использованием цинкового припоя в виде трубочки с флюсом внутри является рабочим вариантом, кроме того, его можно отнести к бюджетным.

Стоимость 50 см трубки с флюсом составляет порядка 90 руб. Это более, чем удачное решение, на фоне таких операций, как аргонная сварка. Её стоимость может составлять несколько сотен, а то и тысяч рублей.

Подобный способ пайки часто используется в автомобильных мастерских для ремонта радиаторов.

Если вам понравилась наша статья, поставьте лайк)

Подписывайтесь на канал, чтобы не пропустить ничего интересного!

Больше фотографий и видеоконтента на сайте https://krrot.net

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.

Спаивание компонентов из алюминия

Порядок действий и технический процесс сваривания алюминия точно такой же, как и для других видов цветных металлов.

78495388.jpg

Среди домашних мастеров чаще всего используются следующие два варианта:

  • Высокотемпературная пайка, используемая для сваривания элементов с крупными размерами. В эту категорию входят алюминиевые конструкции с толстыми стенками и увеличенной массой, для разогрева которых требуется температура 550-650С.
  • Пайка при пониженных температурах, составляющих 250-300С, которой вполне хватает для монтажа проводов радиоэлектронной аппаратуры и сваривания мелких предметов, используемых в повседневной жизни. В таком же режиме соединяются и алюминиевые провода в любой электросети.

Соединения в режиме высоких температур происходит с использованием специальных нагревательных элементов. Одним из них является горелка, для работы которой требуется газ в виде пропана или бутана. Если же такая горелка отсутствует, домашние мастера пользуются различными типами паяльных ламп. Сваривание при высокой температуре требует постоянного контроля над степенью нагрева поверхностей соединяемых деталей. Для этого в небольшом количестве берется один из тугоплавких припоев, и после того как он начнет плавиться, можно говорить о достижении нужной температуры. В этом случае разогрев детали прекращается, иначе она просто расплавится и разрушится.

43382999.jpg

Спаивание при пониженной температуре осуществляется электропаяльником на 100-200 Вт. Мощность паяльника зависит от величины соединяемых компонентов: чем больше деталь, тем более производительный паяльник потребуется для того, чтобы ее разогреть. Проводники легко соединяются паяльником мощностью 50 Вт.

Независимо от температурного режима, соединения выполняются одинаково, а все действия выполняются в следующем порядке:

  • Место будущего соединения деталей или кабелей обрабатывается механическим способом. Для этого используются любые чистящие средства, ослабляющие окислительный налет, обеспечивая более полное взаимодействие с флюсовым веществом.
  • Место соединения требуется обезжирить ацетоном, бензином, спиртом и другими органическими растворителями.
  • Перед тем как паять алюминий паяльником или горелкой в домашних условиях, детали прочно фиксируются в наиболее удобном положении.
  • Нанесение флюса осуществляется на подготовленную плоскость. Если вещество применяется в жидком виде, то оно наносится кисточкой.
  • Точка соединения разогревается с помощью электрического паяльника достаточной мощности или газовой горелкой. Далее сюда же наносится расплавленный припой и распределяется ровным слоем.
  • Металлические поверхности соединяются и фиксируются в нужном положении.
  • После остывания припоя и схватывания деталей, место соединения промывается проточной водой. Остатки флюса вымываются и в дальнейшем не вызывают коррозию.
Рейтинг
( 1 оценка, среднее 5 из 5 )
Загрузка ...