Пайка алюминия паяльником и газовой горелкой. Как в домашних условиях паять алюминий Порошковый припой для пайки алюминия

Алюминий отличается высокой прочностью, является хорошим проводником тепла и электричества. Он отличается небольшим удельным весом, удобен для обработки, безопасен с точки зрения экологии. Однако все эти положительные качества создают почти непреодолимые препятствия при решении задачи, как паять алюминий в домашних условиях паяльником. Традиционными способами это сделать нельзя, поэтому приходится пользоваться специальными методами сварки и оптимально подобранными материалами.

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.

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 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 600 0 С. 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.

Подготовка к пайке алюминиевых деталей

Большое значение придается подготовке алюминия к предстоящей пайке.

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.

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.

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.

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.

Спаивание компонентов из алюминия

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

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 550-650 0 С.
Пайка при пониженных температурах, составляющих 250-300 0 С, 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.

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.

В настоящее время в электробытовой технике стали широко использовать алюминий и его сплавы, как, например, алюминиевые электрические провода и т. д. Поскольку алюминий и его сплавы, соприкасаясь с воздухом, быстро окисляются, обычные методы пайки не дают удовлетворительных результатов. Ниже описываются различные способы пайки алюминия в домашних условиях оловянно-свинцовыми припоями ПОС-61, ПОС-50, ПОС-90.

1. Для спаивания двух алюминиевых проводов их предварительно залуживают. Для этого конец провода покрывают канифолью, кладут на шлифовальную шкурку (со средним зерном) и горячим залуженным паяльником прижимают к шлифовальной шкурке, при этом паяльник от провода не отнимают и на заслуживаемый конец все время добавляют канифоль. Провод залуживается хорошо, но все операции приходится повторять много раз. Затем пайка идет обычным порядком. Лучшие результаты получаются, если вместо канифоли применять минеральное масло для швейных машин или щелочное масло (для чистки оружия после стрельбы).

2. Пайка листового алюминия или его сплавов призводится следующим образом: на шов наносят горячим паяльником канифоль с мелкими железными опилками. Паяльник залуживается, и им начинают протирать место шва, добавляя все время припой. Опилки своими острыми гранями снимают с поверхности окись, и олово прочно пристает к алюминию. Паяют хорошо нягретым паяльником. Для пайки тонкого алюминия достаточна мощность паяльника 50 Вт, для алюминия толщиной 1 мм и более желательна мощность 90 Вт, если толщина более 2 мм - место пайки необходимо прогреть паяльником и только после этого наносить флюс и производить пайку. Здесь также с успехом можно применять в качестве флюса минеральное масло.

3. Оригинальный способ пайки алюминиевых проводов и алюминиевой поверхности. Перед пайкой алюминиевую поверхность алюминиевой детали предварительно омедняют, используя простейшую установку для гальванического покрытия, описанную ранее. Но можно сделать проще.

— +
Рис. 1

Для этого берётся толстая кисточка для акварельных красок, и её металлический ободок, касаясь волосков, обматывается голым медным проводом (рис. 1). Другой конец провода присоединяется к положительному полюсу источника постоянного тока (выпрямитель, батарейка от карманного фонаря или аккумулятор). Алюминиевая деталь подключается к отрицательному полюсу. Место пайки зачищают шлифовальной шкуркой. Приступая к покрытию детали, кисть нужно хорошенько смочить в насыщенном растворе медного купороса, и водить ей по детали, как при покраске. Через некоторое время на поверхности алюминиевой детали оседает слой красной меди, который после промывки и сушки лудят обычным способом (паяльником).

Примечание. В промышленности и ремонтной практике для пайки монтажных элементов из алюминия и его сплавов, а также соединения их с медью н другими металлами применяют припои марок П150А, П250А и П300А. Пайку производят обычным паяльником, жало которого прогрето до температуры 350° С, с применением флюса, представляющего собой смесь олеиновой кислоты и йодида лития.

<<<Назад*

Этапы залуживания
Лужение алюминиевых проводов

Чтобы получить при пайке оловянно-свинцовым припоем надежное соединение, необходимо зачистить и облудить провода.

Если пренебречь данными действиями, то маловероятно, что спайка получится качественной и долговечной.

В первую очередь следует подготовить паяльник, при необходимости провести его обслуживание: удалить ножом окалину, зачистить жало паяльника на мелкозернистом наждачном круге или с помощью надфиля.

До начала пайки паяльник нужно прогреть до рабочей температуры. Затем следует опустить жало в канифоль, коснуться твердого олова или оловянно-свинцового

Если на жале паяльника образовался тонкий блестящий слой припоя (а не свисающая капля), можно приступать к дальнейшей работе.

Все металлы, находящиеся в воздухе, окисляются. Их поверхность покрывается оксидной пленкой, которая препятствует смачиванию металла расплавленным припоем. Поэтому все спаиваемые поверхности нужно зачистить до металлического блеска ножом или мелкой наждачной бумагой, дополнительно можно обезжирить растворителями.

Паяльником нужно прогреть провод, нанести на него канифоль, неторопливыми движениями втереть в него припой.

Если весь участок проводника равномерно пок

роется припоем, залуживание можно прекратить.

Лужение проводов из меди особых проблем не доставляет. Даже начинающие паяльщики справятся с этой работой. Но далеко не все умельцы знают о том, как залудить провод из алюминия.

Алюминиевый провод в домашних условиях паять сложно, многие умельцы за такую работу не берутся.

Как спаять алюминий

Проблема в том, что если удалить оксидную пленку, то алюминий в воздухе практически моментально окисляется и пленка восстанавливается. Но, проявив терпение, можно получить достаточно качественную спайку.

приготовить флюс, растворив в диэтиловом эфире канифоль;
подготовить стальные опилки;
зачистить провод обычным способом;
сразу же нанести на провод флюс;
посыпать место пайки металлическими опилками;
тщательно выполнить облуживание, втирая припой в алюминий.

Металлические опилки играют роль абразивных частиц и постоянно разрушают образующуюся оксидную пленку.

По мере необходимости их нужно подсыпать на место спайки.

Далеко не всегда такой способ гарантирует достижение желаемого результата. Контакт между спаянными проводами может оказаться некачественным и недолговечным.

Профессионалы предпочитают использовать специальные припои и флюсы. Паяемая проволока в этом случае должна прогреваться не паяльником, а газовой горелкой или паяльной лампой. Температура нагрева припоя и облуженного провода должна быть не менее 600°С.

Еще один простой способ, как лудить провода алюминиевые с помощью проводов медных.

Основан он на явлении электролиза. Для этого нужно запастись концентрированным раствором медного купороса и источником постоянного тока мощностью не менее 10 Вт. На зачищенный алюминий в месте спайки наносят несколько капель медного купороса и обматывают его несколькими витками медного провода.

К отрицательному полюсу источника тока подключают алюминиевый проводник, а медный - к положительному. В цепи возникает электрический ток, происходит электролиз, алюминиевый проводник покрывается тонким слоем меди. На алюминиевом проводнике образуется слой, залуженный медью. Такой способ нельзя применить для залуживания массивных деталей, но для паяния тонких проводников он вполне сгодится.

Если нет медного купороса, его можно заменить соляной кислотой.

В месте предполагаемой пайки нужно с нажимом двигать медным проводником. Электролиз в этом случае протекает более эффективно. Но нужно помнить, что место пайки с применением кислоты со временем окисляется, поэтому после окончания работы его нужно промыть чистой водой или слабым раствором щелочи.

Кожа — Алюминий

Алюминиевая форма не используется для облегчения пайки и производится после цинковой обработки продукта и.

Для пайки и лужения алюминия используйте ультразвуковой паяльник.

Алюминий в воздухе, как известно, быстро покрывается слоем оксидной пленки, что предотвращает склеивание припоя с металлом. Под действием ультразвука оксидная пленка разрушается и удаляется с поверхности алюминия.

Особенно трудно закалить алюминий. Ультразвуковое тушение, используемое для пайки узкими швами, не подходит для прореживания больших поверхностей, таких как алюминиевые шины.

На заводе «Динамо» они разработали метод абразивных и абразивных кристаллических деталей алюминиевой шины.

Особенно сложно очистить алюминий. Ультразвуковое упрочнение, используемое для пайки узкими манометрами, не подходит для прореживания больших поверхностей алюминиевых шин.

Особенно сложно очистить алюминий.

Ультразвуковое упрочнение, используемое для пайки узкими манометрами, не подходит для прореживания больших поверхностей алюминиевых шин. На заводе «Динамо» они разработали метод абразивных и абразивных кристаллических деталей алюминиевой шины.

В дополнение к ультразвуковым паяльным аппаратам для абразивной обработки алюминия применяются абразивные растворители. В отличие от обычных паяльников, абразивные шлифовальные детали 5 (рис.

68), спрессованный из порошка припоя и асбеста, который играет роль абразива.

Проблемы при пайке, сварке и фрезеровании алюминия и его сплавов, объясняемые наличием на их поверхности чрезвычайно устойчивой оксидной пленки, могут быть легко устранены ультразвуком.

В дополнение к ультразвуковым паяльным аппаратам для абразивной обработки алюминия применяются абразивные растворители.

В отличие от обычных электрических паяльников абразивные шлифовальные машины имеют рабочую палочку 5 (фиг.68), спрессованную из порошка припоя и асбеста, которые играют роль абразива.

Важным преимуществом над вышеупомянутыми способами калия алюминия является использование ультразвука.

Ультразвуковые пайки используются для пайки и лужения алюминия.

Рубрика: «Работа с металлом»

Алюминий в воздухе быстро покрывается слоем оксида, который предотвращает склеивание припоя с металлом. Под действием ультразвука оксидная пленка измельчается и удаляется с поверхности, посредством чего припой открывается для доступа к алюминиевой поверхности.

Страницы: 1 2

Спаять какие либо металлические детали в домашних условиях – дело нехитрое, многие мальчишки, особенно увлеченные радиотехникой, легко с этим справляются. Для пайки, или лужения, необходим собственно паяльник (самый примитивный, требующий нагрева на источнике тепла или более совершенный – с регулируемой температурой), припой, флюс и канифоль.

Подготовленные к пайке детали зачищают и обезжиривают с помощью наждачной бумаги, бензина или растворителей.

Затем на поверхность наносят флюс, который предотвращает процессы окисления на спаиваемых деталях.

С помощью паяльника, жало которого предварительно опускают в канифоль, на место спайки наносят припой.

Как паять алюминий самому

Однако, не все так просто — некоторые металлы и сплавы с трудом поддаются пайке.

Как паять алюминий? Вся сложность в том, что алюминиевые сплавы окисляются на воздухе за доли секунды, образуя пленки, делающие пайку обычными способами невозможной.

Однако существует метод, позволяющий спаять алюминиевые поверхности при помощи самого обычного паяльника, припоя и канифоли.

Пайка алюминия потребует наличия достаточно мощного паяльника (60-100 Вт), так как у этого металла очень хорошая теплопроводность.

Возможно, потребуется дополнительно прогреть спаиваемые детали над пламенем газовой плиты.

Секрет в том, что место спайки натирается кирпичом, песком, строительным раствором и сразу же заливается канифолью.

Жалом паяльника протираем спаиваемые детали, удаляя оксидную пленку.

В результате, без особых затрат получаем очень прочное соединение.

Припой для алюминия, состоящий из олова и цинка (олова и висмута), вкупе с флюсом из парафина и стеарина также дает хороший результат, если место спайки защитить от окисления канифолью.

Чем паять алюминий, если речь идет о проводах? В этом случае, вероятно можно вовсе обойтись без спайки: например, воспользоваться клеммником.

Если нужно соединить провода в ограниченном пространстве, куда клеммную плашку, или подобный соединитель поместить невозможно?

Тогда лучше просто сделать скрутку (намотать провод оди на другой) и спаять обжать пассатижами.

Флюс для пайки алюминия, активный, на основе ортофосфорной кислоты, сегодня вполне доступен.

Купить его можно в любом магазине, торгующем разного рода радио — и электронными деталями и комплектующими.

Пожалуй, это самый простой и эффективный способ спаять алюминий.

Еще по теме:

Состав флюсов для высокотемпературной пайки приведены в соответствующем разделе.
В таблице приведены состав, температурные интервалы активности и назначение некоторых флюсов, разработанных с 1973 по 1984 г. Среди органических кислот и других веществ, пригодных в качестве активатора флюсов для пайки алюминия и его сплавов при температуре <300 °С, пригодны только алифатические кислоты, их амиды, а также триэтаноламин, имеющий свойства основания.

Среди алифатических кислот наиболее активны одноосновные кислоты: стеариновая, элаидиновая, олеиновая, лауриновая, коприновая, каприловая, капроновая, валериановая, масляная, пропионовая, уксусная, муравьиная. Активность этих кислот повышается с увеличением их относительной молекулярной массы и температуры плавления. При взаимодействии их с оксидом Al2O3 протекают следующие реакции:

Al2O3 + 6RCOOH → 2 (RCOO)3Al + ЗН2O (1)
2Al + 6RCOOH → (RCOO)3Al + ЗН2 (2)

Наиболее энергично протекает реакция с муравьиной и уксусной кислотами, менее энергично с капроновой кислотой.

Однако введение этих кислот во флюсы мало перспективно вследствие их интенсивного выкипания при температуре пайки и снижения энергии разрыва связи СОО-НС - с возрастанием молекулярной массы кислоты. Соли карбоновых кислот, получаемые по реакциям (1) и (2), термически неустойчивы. Например, уксуснокислый алюминий разлагается при температуре 200°С.

Марка или номер флюса	Состав флюса, %	Температурный интервал активности,°С	Примечание
1	4-7 борофтористого аммония; 4-7 борофтористого кадмия; эпоксидная смола остальное	<450	Для пайки алюминия и сплава Al - 2 % Mg(АМг2). Высокая коррозионная стойкость
Ф59А	10±0,5 фторобората кадмия; 2,5±0,5 фторбората цинка; 5±0,5 фторбората аммония; 82±1 триэтаноламина	150-320	Для пайки алюминия или сплава АМц с медью и сталью припоями на основе: Sn - Zn, Zn -Cd
Ф61А	10 фторбората цинка; 8 фторбората аммония; 82 триэтаноламина	150-320	Для пайки алюминия, бериллиевой бронзы, оцинкованного железа, меди припоями на основе Sn - Zn, Zn - Cd
Ф54А	10 фторбората кадмия; 8 фторбората аммония; 82 триэтаноламина	150-320
3	7 бромида висмута; 47,9 уксусной кислоты; 55,1 олеиновой кислоты	<380	Для лужения в жидком олове более активен, чем флюс Ф54А
4		<350	Для лужения алюминиевых сплавов слабокорро-зионно-активен
5	1,5 триэтаноламина; 4 салициловой кислоты; 94,5 этилового спирта	150-320	Для пайки алюминия с медью, бериллиевой бронзой, оцинкованным железом припоями на основе Sn -Zn и Zn -Cd
6	30 г иодида лития; 200 мл олеиновой кислоты	<450	Для пайки алюминия
7	4,2-10 иодида титана; 16,8-22 канифоли; капроновая кислота - остальное	<450
8		<450
9	10-15 тетрафторбората цинка; триэтаноламин остальное	≥350	Для пайки алюминиевых проводов с изоляцией (повышает ее стабильность) Для пайки алюминия
10	7,5 фторгидрата анилина; 92,5 канифоли	<250
11	83 триэтаноламина; 9 фтор-бората кадмия; 7 кислого фтористого аммония; 1 канифоли	> 150

Среди двуосновных предельных кислот, более сильных, чем одноосновные, первые три члена гомологического ряда кислот (щавелевая, малоновая, янтарная) не обладают активностью при пайке алюминия, что обусловлено декарбоксилированием их при нагреве.

Высшие кислоты имеют во флюсах такую же активность, как и одноосновные кислоты, с тем же числом атомов в радикале.

Ангидриды кислот не активны при пайке. Более высокую активность во флюсах для пайки алюминия имеют галогензамещенные кислоты, что объясняется одновременным воздействием на оксид алюминия как карбоксильной группы, так и атома галогена.

Обнаружено, что активны во флюсах некоторые твердые аминокислоты: α-аминопропионовая и фениланитрониловая, которые обеспечивают хорошее растекание припоя.

С учетом физических свойств, степени токсичности и активности во флюсах среди органических кислот наиболее пригодными можно считать высшие жидкие незамещенные кислоты, их твердые аналоги и аминокислоты.

Флюсующая способность смесей кислот в любых соотношениях не превышает активности компонента с наиболее высокой молекулярной массой.

Салициламид и мочевина по активности равноценны действию капроновой или элаидиновой кислоты.

Добавка солей в кислотные растворы

Активность аммонийных солей органических кислот близка к активности исходных одно- и двуосновных кислот. Эти соли имеют преимущества перед амидами - меньшую летучесть при пайке и лучшую растворимость в кислотах.

Характерно, что введение органических кислот и их производных в триэтаноламин не повышает его активности при флюсовании алюминиевых сплавов.

Дальнейшее повышение флюсующей активности кислотных органических растворов достигается при добавке в них галлоидных солей аминов или металлов.

Введение в дециловый спирт (температура кипения 231°С) LiI и SnCb или в капроновую кислоту (температура кипения 205°С) LiBr, LiI, NaI, SnCb в виде кристаллогидратов активирует раствор.

Введение в кислотные флюсующие растворы солей 95 %-ного этилового спирта дезактивирует их из-за вытеснения воды по реакции:

Al (OR)3 + 3H2O → Al (ОН)3 + 3ROH.

Однако присутствие кристаллизационной воды в спиртовом растворе хлорида олова не влияет на активность его при пайке

Реактивные органические флюсы

Для пайки алюминия легкоплавкими припоями были предложены реактивные органические флюсы.

Основой этих флюсов является органический аминоспирт триэтаноламин, а активаторами фторбораты тяжелых металлов и аммония. В местах контакта фторборатов с алюминием через несплошности в оксидной пленке Al2O3 высаживаются металлы: кадмий и цинк. Остатки триэтаноламина в процессе нагрева переходят в инертное вещество смолообразного вида, не вызывающее коррозии паяных соединений. Эти флюсы и их остатки после пайки имеют рН = 8, что также подтверждает их некоррозионно-активность.

Все эти флюсы не отличаются по коррозионной активности при пайке алюминия, но при пайке его со сплавом АМц, медью и ее сплавами наиболее эффективным является флюс Ф59А. Температурный интервал активности этих флюсов 150-300°С. Флюсы этого типа непригодны для пайки в нахлестку с укладкой припоя у зазора деформируемых сплавов АМг, Д1, Д16, В95 и литейных алюминиевых сплавов. Ими можно пользоваться только при облуживании паяемой поверхности алюминия с последующей пайкой, например с флюсом ЛТИ-120.

При этом температура между паяемыми деталями при пайке не должна отличаться более чем на 10°С.

Как паять алюминий паяльником

Остатки флюсов легко смываются водой или протираются влажной салфеткой, смоченной водой или этиловым спиртом, и не вызывают сколько-нибудь заметной коррозии в течение более 1000 ч. Исследования показали, что по сравнению с флюсами, содержащими в качестве растворителя уксусную, капроновую, олеиновую, лауриновую кислоты, а в качестве активатора хлорид висмута, флюс Ф54А обеспечивает большую площадь растекания припоя П250А по алюминию АД1; но он менее активен при пайке коррозионностойкой стали, латуни и меди, чем флюсы, содержащие хлорид висмута.
Флюсы Ф54А, Ф59А и Ф61А пригодны для пайки в указанном интервале температур припоями П200А, П250А, П300А, П170А и П150А.

Для этого используют терморегулирующие электропаяльники, индукционный нагрев, а также пайку погружением в расплавленный припой. Недопустима пайка с этими флюсами при нагреве открытым пламенем из-за возможности их сгорания. При температуре выше 350 °С в паяных швах соприкасающихся соединений, выполненных этими флюсами, образуются непропаи. При быстром нагреве (электроконтактным, индукционным способами) в среде чистого аргона пайка с этими флюсами возможна при температуре 320 °С.
Есть данные о применении для пайки алюминиевых сплавов легкоплавкого припоя Sn - (8-15)% Zn- (2-5)% Pb с температурой плавления 190°С с флюсом в виде раствора борно-фтористого и фтористого аммония в моноэтаноламине.

Во флюсах для низкотемпературной пайки алюминия и его сплавов вместо канифоли предложено использовать пентаэритрит бензоата, который более термостоек, чем канифоль, а остатки его некоррозионно-активны и в виде эластичной пленки предохраняют паяные швы от окисления. В качестве активатора флюса используют карбоновые кислоты. Паяные соединения (припой П250) не разрушаются в солевом растворе в течение 200 суток. Припой из проволоки (Sn-Pb-Ag) с сердцевиной из указанного флюса пригоден для пайки всех алюминиевых материалов, в которых содержится менее 3 %Mg и 3% Si.

У мастеров нет проблем с пайкой медных, латунных и стальных проволок и деталей, но если нам приходится иметь дело с алюминиевыми поверхностями, припой не держит продукт, а пайка превращается в пытку. Проблемы вызваны тем, что на поверхности этого металла образуется тонкая, но очень сильная оксидная пленка Al2O3. Эту пленку можно механически удалить — например, для чистки продукта с помощью наклейки для ногтей, но когда он соприкасается с воздухом или водой, металл сразу будет покрыт пленкой.

Несмотря на проблемы, с которыми мы сталкиваемся, алюминиевые изделия могут быть спаяны. Существует несколько способов припаять алюминий.

Пайка алюминиевых сплавов

Отличные результаты можно получить со следующими сплавами:

две части цинка и восемь штук олова
один кусок меди и 99 штук олова
один кусок висмута и 30 штук олова

Перед пайкой, как сплав, так и деталь должны быть хорошо нагреты.

Следует также помнить, что в этом методе пайки следует использовать паяльную кислоту.

Алюминиевая пайка со специальными токами

Стандартные токи не растворяют оксидную пленку на поверхности алюминия, поэтому должны использоваться специальные активные токи.

Алюминиевый паяльный флюс используется для работы с плоскогубцами с рабочей температурой 250-360 градусов. Этот поток, во время пайки и упрочнения, очищает оксидную пленку, очищает поверхность металла и, следовательно, припой лучше распространяется по поверхности.

Все это приводит к созданию более плотного и более прочного соединения расплавленных частей. Избытки этого потока можно легко удалить растворителями, спиртом или специальными жидкостями.

Другие способы пайки алюминия

Существуют также нестандартные способы решения этой проблемы, например:

Тщательно очистите паяльник от алюминиевых изделий и добавьте несколько капель концентрированного сульфата меди.
Небольшой кусок медной проволоки, очищенный по кругу с диаметром, равным точке пайки, и свободный конец провода подключается к выходу батареи «плюс» для 4,5 вольт. Часть проволоки с кругом качения падает на небольшое количество сульфата меди. Минус-батарею следует подключить к той части, на которой определенный слой меди будет установлен через определенное время.

Как припаять алюминий с помощью жестяной банки

После высыхания в эту комнату вы можете обычно сваривать необходимые детали или провода.
В этом случае используйте абразивный порошок с небольшим количеством трансформаторного масла до получения жидкой пасты.
Эта паста используется для рафинированных паяльных изделий. Затем паяльник хорошо поджарится и нанесите эти места, пока оловянный слой не будет разделен на поверхности. Затем промойте детали, а затем припаяйте обычным способом.
Этот метод требует трансформатора.
Его минус связан с продуктом, а к соединению подключен медный провод большой части, состоящий из небольших сосудов. Если вы подключите этот провод к месту будущей пайки в течение короткого времени, будет изготовлена микропайка из меди и алюминия, которая в будущем позволит проводу подключаться обычным способом.

Для упрощения процесса вы можете использовать паяльную кислоту.

Паяльная алюминиевая посуда (без паяльника)

В некоторых потребностях домашних хозяйств используются алюминиевые аксессуары, иногда ломается и не покупается новый (что очень дорого), вы можете исправить эти продукты пайкой без паяльника.

Следующий способ подходит для герметизации небольших отверстий (диаметром до 7 мм).

Точку пайки следует очищать металлическим блеском с помощью шлифовальной бумаги или файла. Если контейнеры эмалированные, вокруг эмали отверстия необходимо удалить в радиусе 5 миллиметров.
Для этого свет касается молотка из контейнера, который отбрасывается эмалью. Затем необходимо очистить металл.
Точка пайки смазывается выдутой кислотой или покрыта земной канифолью. С внутренней стороны кусок горшка помещается на отверстие, а затем нагреватель нагревается над огнем плиты.
Если контейнеры эмалированы, предпочтительно нагреть их над лампочкой — это позволяет больше нагревать место, поэтому другие губки не нагреваются нагревом.
При нагревании слизь расплавляется и закрывает отверстие в кастрюле.
В то же время паяльник не нужен.

Это невероятно простой способ пайки алюминия который только можно представить. С помощью него любой желающий, дома или в гараже сможет без проблем чинить и восстанавливать любые изделия из алюминия, без всякой аргоновой сварки. Вы без труда будете делать различные конструкции из алюминиевого профиля и многое другое.
Теперь, чтобы запаять радиатор или раму велосипеда из алюминия не обязательно ехать в мастерскую и отдавать огромные деньги, все можно спаять дома.
При грамотном подходе пайка получается не хуже сварного соединения, но уж точно надежней любой холодной сварки, которую обычно применяют как альтернативу.

Понадобится

Газовая горелка не обязательно должна быть профессиональная. Достаточно обычной насадки-горелки на газовый баллон, или подойдет любая другая.
Поподробней я расскажу о специализированном припое который нужно будет приобрести. Это трубчатый порошковый припой специально предназначенный для пайки алюминия (почему порошковый? - порошок внутри трубки). Он состоит из двух компонентов: оболочки и порошковой основы внутри. Не будем вдаваться в подробности о химическом составе, это ни к чему.
Его можно приобрести в специализированных магазинах, его используют в мастерских по ремонту автомобилей. Самый доступный для всех способ это купить его на .
Стоит недорого, советую брать сразу упаковку - в жизни точно пригодится.

Пайка алюминия газовой горелкой

Берем профиль или детали которые нужно сварить.

Зачищаем поверхность щеткой по металлу. Как вариант можно взять наждачную бумагу с крупным зерном. Чем шероховатость поверхности для пайки будет больше, тем лучше будет связь с припоем.

Струбциной или другим приспособлением фиксируем соединение. Включаем газовую горелку и нагреваем стык.

Подносим трубчатый припой. Он расплавляется и растекается по шву.

Весь процесс происходит примерно при температуре 450 градусов Цельсия.
Припой имеет невероятную текучесть и сам затекает в любые, даже самые мелкие щели в металле.

После распределения припоя прогреваем соединение ещё чуть-чуть, чтобы он распределился и расплылся в стыках узла максимально.

Подведем итоги

Лично я, когда узнал о таком простом и доступном способе пайки был невероятно удивлен. Думаю, мне удалось удивить и вас, если конечно раньше не знали о нем.
Пару слов о надежности. Конечно сварка выигрывает, так как идет объединение и перемешивание структур, но данный метод ненамного уступает. При условии изгиба соединения, гнется сама деталь. Соединение пайки крайне надежно и вполне способно выдержать почти любые нагрузки, как будто соединение литое.
Единственное, если получилась не совсем качественная пайка - это скорей всего не достаточный прогрев горелкой. В остальных случаях держится все намертво.
Теперь запаять дырку в алюминиевой кастрюле, сделать бачек из листового металла, сделать стеллаж из профиля для вас не составит труда.
Берите способ на вооружение и пользуйтесь друзья! До новых встреч!

Технические трудности пайки изделий и деталей из алюминия

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 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 600 0 С. 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.

Подготовка к пайке алюминиевых деталей

Большое значение придается подготовке алюминия к предстоящей пайке.

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.

Выбор припоя и флюса для алюминия

Спаивание компонентов из алюминия

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 550-650 0 С.
Пайка при пониженных температурах, составляющих 250-300 0 С, 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.

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.

Сложность пайки алюминия не только в домашних условиях, но и в условиях промышленного производства, обусловлена в первую очередь особыми свойствами этого металла, что делает его принципиально отличным от других разновидностей цветных металлов, активно используемых как в промышленности, так и в быту.

Металл алюминий обладает целым набором парадоксальных свойств, то есть свойств, которые взаимно исключают друг друга, но тем не менее легко уживаются в одном металле.

С одной стороны, это очень легкоплавкий металл, температура плавления чистого алюминия составляет 660 градусов. Это химически очень активный металл. Алюминий способен мгновенно вступать в химические реакции практически со всеми активными веществами. Это очень мягкий и не очень прочный металл.

С другой стороны, крайне высокая химическая активность алюминия приводит к тому, что он мгновенно вступает в химическую реакцию с кислородом, содержащимся в окружающем воздухе, с образованием на своей поверхности плёнки оксида алюминия: Al2O3. Оксид алюминия имеет второе название - корунд. Это очень прочное, абсолютно химически инертное вещество. Температура плавления: 2400 градусов. Используется в промышленности как огнеупорный материал.

Таким образом, можно сказать, что в повседневной жизни, несмотря на окружающие нас со всех сторон предметы, сделанные из алюминия, мы не знаем его настоящего характера, так как настоящий алюминий всегда скрывается от нас под непроницаемым занавесом своего оксида. Именно оксид алюминия обуславливает такие свойства этого металла, как его крайне высокую стойкость к неорганическим кислотам и щелочам, неподверженность коррозии в морской воде и атмосферном воздухе, высокая отражательная способность и высокая экологичность.

И этот же оксид алюминия превращает обычную пайку в достаточно сложный технологический процесс, требующий для своего успешного осуществления применения специальных флюсов, особых припоев и некоторых специфических методов.

Суть процесса пайки любого металла, в том числе и алюминия, состоит во введении в пространство между спаиваемыми деталями специального связывающего вещества в расплавленном состоянии. Это вещество называется припой. Застывая, оно надёжно соединяется с двумя поверхностями металла и образует единое соединение.

Трудности пайки

С алюминием всё несколько сложнее. Поверхностная оксидная плёнка не позволяет обычному припою вступить в химическую реакцию с металлом. В результате между поверхностью металла и припоем не возникает адгезия. Говоря простыми словами, припой не прилипает к поверхности алюминия и пайка делается невозможной.

Поэтому основная трудность заключается в проблеме удаления практически неудалимой оксидной плёнки с поверхности металла.

Вторая трудность состоит в низкой температуре плавления алюминия. Дело в том, что наиболее прочное соединение получается при применении так называемых тугоплавких припоев. Температура плавления которых составляет 550−650 градусов. Учитывая тот факт, что алюминий плавится при температуре 660 градусов, крайне сложно при пайке небольших алюминиевых изделий не разрушить саму алюминиевую конструкцию путём её расплавления вместе с припоем.

Удаление оксидной плёнки

Проблему удаления поверхностной плёнки решают двумя принципиально разными способами:

Путем применения специальных активных флюсов с предварительной механической очисткой поверхности металла.
С помощью процесса электролиза.

Активные флюсы

Если очень сильно хочется, то можно изготовить флюс для пайки своими руками, у себя на кухне или в мастерской. Но для этого необходимо иметь дело с очень опасными химически активными веществами типа кислот или щелочей. Кроме того, в специализированных магазинах существует огромный выбор различных марок флюсов, как обычных, так и узкоспециализированных, и цены на них невысокие. Поэтому изготовление кислоты для пайки своими руками мы оставим особым паяльным фанатам, а сами попытаемся разобраться в том ассортименте, что нам предлагает промышленность.

Ф-34А. Специальный флюс. Плавится при температуре 420−620 градусов. Применяется с тугоплавкими припоями. Состав: Хлорид калия 50% Хлорид лития 32% Фторид натрия 10% Хлорид цинка 8%
Ф-61А. Флюс для алюминия. Плавление происходит при температуре 150−320 градусов. Применяется с обычными олово - свинцовыми припоями. Состав: Фторборат цинка 10% Фторборат аммония 8% Триэтаноламин 82%
Ф-64. Высокоактивный флюс для алюминиевых сплавов. Расплавляется при температуре 180−350 градусов. Состав: поверхностно активные вещества.
НИТИ-18 (Ф-380). Специальный флюс для алюминиевых сплавов. Температура пайки 390−620 градусов.
А-214. Универсальный безотмывочный флюс средней активности.

Перед нанесением флюса поверхность металла необходимо предварительно очистить от загрязнений и обезжирить. Делается это с помощью бензина или ацетона. После этого производят механическую обработку с помощью различных абразивных приспособлений: наждачная шкурка, металлическая щётка, шлифовальные круги и прочие подобные устройства. Цель этих действий - ослабить оксидную плёнку, потому что удалить её в принципе невозможно, так как мгновенно взамен старой образуется новая. Но новая плёнка намного тоньше и слабее старой, поэтому этот приём способствует более лёгкому проникновению флюса сквозь поверхностный оксидный барьер.

Электрохимический метод (процесс электролиза)

Суть этого способа заключается в том, что поверхность алюминия вместе с его непобедимым оксидом просто-напросто заменяется медной поверхностью. А происходит намного проще, быстрее и надёжнее. Осуществляют это с помощью простейшей гальванической установки.

Припои для пайки

Обычные припои, применяемые для пайки цветных металлов, содержат в своём составе олово и свинец в качестве основных компонентов, а также кадмий, висмут и цинк в качестве компонентов добавочных. Для алюминия такой состав крайне нежелателен, по причине того, что в этих металлах (за исключением цинка) он практически не растворяется, поэтому работа с помощью припоя подобного состава будет крайне слабой и ненадёжной. Кроме того, все припои на базе свинец-олово обладают очень низкой коррозионной устойчивостью. Поэтому пайка алюминия оловом нежелательна.

Для алюминия применяют специальные припои, в состав которых входят сам алюминий, а также кремний, медь, серебро и цинк.

Чем больше в припое для алюминия содержится цинка, тем более он высокопрочен и коррозионноустойчив. Содержание меди, кремния и алюминия повышает температуру плавления припоя, делая его тугоплавким. Какой выбрать припой - зависит от тех задач, которые стоят перед спаиваемыми деталями.

Как правило, тугоплавкие припои имеют температуру плавления, сопоставимую с температурой плавления самого алюминия, поэтому их применяют в основном для паяния крупногабаритных, массивных алюминиевых деталей. В этом случае возможно обеспечить хороший теплоотвод за счёт большой массы спаиваемых поверхностей и тем самым предотвратить разрушение конструкции в результате её расплавления вместе с припоем.

Латунный припой для алюминия не применяется.

Технология процесса пайки алюминия ничем не отличается от пайки любого другого металла и состоит из ряда последовательных действий:

Разогрев спаиваемых поверхностей

Для пайки небольших алюминиевых деталей, например, проводов, как правило, используют электрический паяльник мощностью от 50 до 100Вт, в зависимости от сечения провода. Для более массивных деталей, например, кастрюли, автомобильные радиаторы - целесообразно применять более мощные источники тепла. Как правило - это паяльная лампа или газовая горелка, купленная или . При пайке алюминия газовой горелкой и разогревании спаиваемых поверхностей необходимо придерживаться следующих правил:

Использование канифоли

Чтобы спаять и припаять алюминиевые провода небольшого сечения, можно успешно применять свинцово-оловянные припои, используя в качестве флюса канифоль. В этом случае абразивную обработку поверхности провода производят под слоем расплавленной канифоли, а в качестве абразивного инструмента используют раскалённое жало паяльника, а также небольшое количество металлических опилок.

Необходимо отметить, что данный способ подходит лишь для малогабаритных тонкостенных деталей или для проводов небольшого сечения. Во всех остальных случаях необходимо использовать специальные алюминиевые флюсы и тугоплавкие припои, предназначенные для пайки алюминия.

Минусы пайки алюминия

Необходимо всегда помнить, что пайка - это не сварка. Она никак не затрагивает внутреннюю структуру металла, и поэтому место пайки по прочностным характеристикам всегда на несколько порядков слабее, чем сам спаиваемый металл. Место пайки нельзя подвергать большим механическим и температурным нагрузкам. В противном случае спаиваемые детали очень быстро разрушаться. Единственный вариант, когда пайка более уместна, чем сварка - это паяние алюминиевых проводов в электрических приборах или , когда отсутствует возможность заменить его новым.

Желательно исключить из домашней практики паяние и лужение прохудившихся алюминиевых кастрюль, кружек и прочих сковородок. В состав алюминиевых припоев и флюсов входят сильно ядовитые вещества. В этом случае тщательная промывка места пайки в проточной воде будет выглядеть, как игра в русскую рулетку.