Несмотря на то, что в современном строительстве при производстве электротехнических работ алюминиевые кабели все чаще вытесняются медными, алюминий остается незаменимым материалом при изготовлении проводов и кабелей большого сечения.
Причины этого лежат на поверхности – удельное электрическое сопротивление алюминия больше, чем у меди примерно в полтора раза, а объемный вес меньше в три раза.
При большом сечении проводника, когда вес важнее прочности, выбор в пользу алюминия очевиден. Площадь сечения алюминиевого проводника будет больше, чем у медного в полтора раза, и при этом алюминиевый все равно будет в два раза легче медного. Для соединения проводов среди прочих методов применяют пайку.
Проблемой при использовании алюминиевых проводников является их быстрое окисление. Пленка оксида оказывает значительное препятствие прохождению электрического тока при соединениях. Для этого скрутки алюминиевых проводов пропаивают.
Паять алюминиевые провода в распределительной коробке можно, пользуясь паяльником или газовой горелкой. Применять паяльник сложнее из-за невозможности точно осуществить нагрев до необходимой температуры. А для алюминия перегрев так же неприемлем, как и недогрев.
Металл обладает большой теплопроводностью, и изоляция на большом участке от места пайки может просто оплавиться.
Газовой горелкой регулировать температуру нагрева проще, но ею долго осуществлять подготовку поверхности. Тем не менее, именно горелку нужно будет применять, если необходимо припаять какие-либо массивные детали друг к другу. В любом случае, при пайке алюминиевых проводов нужна их подготовка.
Предварительная обработка
Сложность при пайке заключается в том, что сам алюминий является очень легкоплавким материалом (660 ℃) и при неосторожном нагреве он может расплавиться.
Еще одним фактором, затрудняющим пайку алюминиевых проводов, является быстрое окисление на воздухе.
Окисная пленка на поверхности материала надежно защищает алюминий от воздействия всевозможных внешних факторов, но она же препятствует адгезии припоя с материалом, и ее нужно обязательно удалять.
Механически снять пленку оксида в обычных условиях практически невозможно. Материал моментально окисляется и покрывается новой пленкой. Можно механически удалить окисную пленку под слоем масла.
Но масло перед этим нужно прокалить до 200 ℃, чтобы удалить из него активный кислород, который может там присутствовать. Этот способ очень неудобен в домашних условиях и трудоемок.
Поэтому концы алюминиевых проводников необходимо облудить перед пайкой. Использование канифоли или большинства других флюсов не даст результата из-за высокой химической стойкости оксидной пленки. Она не растворяется даже органическими кислотами.
Чтобы облудить провода, необходимо использовать одновременно специальный флюс и механический способ.
Конечно же, делать это надо до того, как провода скручены, иначе механически очистить всю поверхность провода не удастся. Только облуженные концы можно скрутить друг с другом и спаять.
Работа паяльником
Для того чтобы запаять алюминий паяльником, существует несколько способов, суть которых заключается в том, чтобы производить очистку сразу под слоем флюса при непосредственном контакте с расплавленным припоем.
Первый способ заключается в том, что алюминиевые проводники, перед тем как припаивать, зачищают горячим облуженным паяльником, используя смесь канифоли и стальных опилок.
Опилки оказывают абразивное действие, канифоль удаляет все примеси и сразу же очищенные участки покрываются припоем, который должен быть на жале паяльника.
Второй способ предполагает зачистку алюминиевого провода об наждачную бумагу средней зернистости непосредственно под воздействием горячего паяльника с припоем и флюсом.
Газовой горелкой
Обработка газовой горелкой производится, когда детали находятся в таком положении относительно друг друга, при котором они будут эксплуатироваться. Обработка плавно переходит в сам процесс пайки.
Происходит это следующим образом:
- горелкой нагреваются поверхности алюминиевых деталей;
- по достижению температуры, при которой металл восстанавливается из оксида, пленка механически счищается;
- под воздействием пламени детали покрываются флюсом, и в зону пайки вносится припой.
Если детали толстые, то кромки их необходимо разделать под углом 45°. Обычно разогрев происходит до температуры плавления олова, когда припой растекается и заполняет желобок скрутки.
Отличия технологии при использовании флюса
Благодаря достижениям современной науки и техники, получены составы , которые активно растворяют оксидную пленку и защищают материал от дальнейшего окисления.
Примерами таких препаратов могут служить составы с маркировкой Ф-59А и Ф-61А. Буква А означает, что эти составы предназначены для пайки алюминия.
При использовании этих флюсов пайка алюминиевых проводов значительно облегчается. Достаточно просто обработать флюсом уже готовую скрутку, даже не нагревая ее, а потом, прогрев паяльником или горелкой, наложить припой.
Он растечется по всей поверхности проводов и хорошо прилипнет, обеспечивая прочное и электропроводное паяное соединение.
Особенности пайки многожильных проводов
Многожильные провода необходимо паять только с применением специального флюса, так как механическая обработка их практически невозможна. Технология пайки отличается тем, что каждый проводок нужно сначала хорошо обработать флюсом.
Для этого пучок придется раскрутить и распушить. После обработки каждый тонкий проводок жилы покрывают припоем и скручивают жгут. После этого делают скрутку двух концов и пропаивают ее.
Можно ли соединять с медью
Нередко возникают ситуации, когда необходимо соединить алюминиевый провод с медным. Это, пожалуй, единственный случай, когда пайка не может использоваться.
Все дело в самом алюминии. Он вообще не может припаиваться к другим металлам из-за своих физических и химических свойств. При соединении с медью напрямую, между этими двумя активными металлами возникает электрохимическая коррозия, которая быстро уничтожит соединение.
А если их спаять, используя нейтральный к обоим материалам припой, то разный коэффициент температурного расширения металлов быстро разрушит спаянный контакт. Ведь при прохождении тока через проводник, он непременно будет нагреваться, а после отключения – остывать.
Техника безопасности
При пайке алюминиевых проводов сводится к соблюдению общих мер предосторожности при работе с электрическими нагревательными приборами, с открытым пламенем и с агрессивными жидкостями, примером которых могут стать флюсы.
Недопустимо использование неисправных паяльников с нарушенной изоляцией, с мощностью более необходимой.
Запрещается использование горелок вблизи легковозгораемых предметов. При работе в помещениях должна быть правильно организована принудительная вентиляция.
Сложности при спаивании проводов из алюминия
Основной сложностью при спайке проводов из алюминия, как указано выше, является наличие оксидной пленки на поверхности металла. Борьба с ней сильно замедляет процесс пайки.
А если учесть, что провода из алюминия сейчас используются в основном для прокладки наружной силовой проводки, становится очевидным, что обычным паяльником и наждачной бумагой в этом случае не обойтись. Для соединения таких проводов все чаще применяется сварка.
Является достаточно непростым занятием. В основном, пропай алюминиевых деталей усложняется из-за возникновения на поверхности металла химически стойкого оксида.
Кроме этого, благодаря сравнительно низкой температуре плавления и малой температуре потери прочности алюминий достаточно сложно прогреть, не допустив при этом разрушения всего изделия. Поэтому, пропай деталей из алюминия сложен, если применяются обычные расходные материалы.
На текущий момент пайка алюминиевых изделий производится с использованием специализированных флюсов и припоев.
Ключевые проблемы пропайки алюминия традиционными припоями и флюсами связаны с:
- образованием оксидной пленки, обладающей высокой температурой плавления и хорошей химической стойкостью, предотвращающей взаимодействие с оловянными или свинцовыми припоями;
- низкой температурой плавления чистого металла, затрудняющей качественный пропай.
Для проведения пропая алюминиевых деталей специалисты должны очистить поверхность материала от оксидной пленки либо применить специализированные агрессивные припои и флюсы.
Пайка алюминия паяльником должна осуществляться с использованием цинковых припоев. Такой вариант низкотемпературной пайки алюминия, в отличие от кадмия, висмута, олова или индия, отлично взаимодействует с чистым металлом и образует прочный шов.
Температура плавления алюминиевых изделий для пайки.
Основные правила пайки алюминия в домашних условиях при отсутствии цинкового или алюминиевого включают следующие пункты:
- Предварительную зачистку поверхности.
Место, на котором необходимо выполнить паяльные работы следует внимательно очистить от краски, грязи и частичек других металлов. - Шлифовку.
Для лучшей адгезии между припоем и алюминием следует отшлифовать место предполагаемого соединения. - Нельзя делать большой перерыв между очисткой алюминия и непосредственным нанесением флюса.
Из-за высокой скорость образования оксида на поверхности, процесс очистки для алюминия может потребоваться повторно. - Правильный выбор устройства, для прогрева места пайки.
Для этой работы идеально подойдет электропаяльники с регулируемой температурой жала. - Контроль за температурой места соединения.
Ввиду хорошей теплопроводности металла, температура будет быстро растекаться по всей площади изделия, а потому пропаиваемый участок будет стремительно остывать. - Обязательным условием успешной пайки алюминия является залуживание места предполагаемого контакта.
Если вовремя нанести на очищенный участок алюминия каплю припоя, оксидная пленка не сможет образоваться.
Существует несколько секретов, которые можно использовать для пайки алюминия без специализированного припоя:
- Разрушение оксидной пленки путем интенсивного трения места соединения кирпичом.
После того, как с камня облупится некоторое количество пыли следует набрать на жало паяльника необходимое количество канифоли или флюса и залить место пайки. После этого следует сделать сильные нажимистые движения плоским срезом паяльника, по месту планируемого пропая. Путем такого нехитрого действия кирпичная пыль разрушит тонкую оксидную пленку, а имеющийся на паяльнике припой залудить очищенный металл. - Разрушение оксидной пленки при помощи частичек железа.
Для этого следует сточить толстый гвоздь напильником, нанести на место пайки большое количество жидкой канифоли или флюса, а затем насыпать металлические опилки. После того, как средство для пайки затвердеет следует набрать на жало паяльника припой и сильно вдавить его в место пайки. - Использование трансформаторного масла.
Для осуществления данного способа следует снять верхний слой детали наждачной бумагой, а затем на очищенное место вылить масло. После этого можно втереть разогретый припой и получить хорошую адгезию между оловом и алюминием.
Необходимые материалы и подручные средства
Пайка алюминиевых изделий при должной подготовке поверхности может быть выполнена всеми видами припоев. Например, пайка алюминия оловом возможна при снятии оксидной пленки.
Материалы, необходимые для пайки алюминия.
Однако, в большинстве случаев, алюминиевые соединения, полученные при пайке оловянным припоем, имеют низкую надежность из-за плохой растворимости материалов.
Наиболее оптимальными припоями для пайки алюминия являются:
- цинковый;
- медный;
- кремниевый;
- алюминиевый.
На рынке имеется большое количество припоев, на основе указанных выше материалов. Одним из самых распространенных цинковых припоев является ЦОП40, в составе которого имеется 40% цинка и 60% олова. Кроме этого, популярным остается припой 34А, состоящий из 66% алюминия, 28% меди и 6% кремния.
Важно отметить, что проведение работ с правильным припоем и со специальным флюсом для пайки алюминия существенно облегчает задачу.
Отдельного упоминания стоит специальный припой для низкотемпературного пропая алюминиевых деталей. Одним из наиболее распространенных расходных материалов для подобной операции является припой HTS-200.
Конечно, не стоит забывать и об обязательном использовании специального флюса для низкотемпературной пайки алюминия.
В состав флюса для беспроблемной пайки алюминия должны входить хотя бы один из следующих элементов:
- триэтаноламин;
- фторборат цинка;
- фторборат аммония.
Одной из марок флюсов для сварки алюминия газовой горелкой является Ф64. Популярность данного флюса вызвана его большой активностью. Пропаять с флюсом Ф64 можно даже алюминиевые детали без предварительной зачистки оксидной пленки.
В состав флюса Ф64 входят:
- 50% хлорида калия;
- 32% хлорида лития;
- 10% фторида натрия;
- 8% хлорида цинка.
Подготовка деталей
Пайка алюминия в домашних условиях включает тщательную подготовку детали.
Как правило, квалифицированные мастера перед пайкой алюминия своими руками выполняет следующие процедуры:
- Обезжиривание поверхности.
Наиболее подходящими веществами для качественного обезжиривания места пайки служат ацетон, бензин и растворитель. - Удаление оксидной пленки.
Эта процедуру производится при помощи шлифовальной машинки или самодельной мочалки из проволоки. В редких случаях специалисты используют травление пленки при помощи химических средств, например, кислоты.
Как известно, оксидная пленка моментально возникает на поверхности алюминия даже при кратковременном контакте изделия с воздухом. Абразивная или химическая обработки позволяют снять толстый оксид и дать возможность флюсу добраться до чистого металла.
После выполнения всех подготовительных процедур можно переходить к непосредственной пайке алюминия в домашних условиях.
Технологические подходы для пайки алюминия
Технология пайки алюминия с флюсом практически ничем не отличается от соединения других металлов.
Весь процесс пайки алюминия припоем можно разделить на следующие этапы:
- Подготовка поверхности.
Перед тем, как паять алюминий следует зачистить и обезжирить соединяемые части. - Установка изделия в рабочее положение.
Для выполнения данного этапа могут потребоваться тиски или третья рука. - Нанесения флюса на место пайки.
- Прогрев изделия при помощи электрического паяльника или газовой горелки.
- Нанесение припоя или паяльной пасты на необходимые участки.
Для этой роли подойдет цинковые или медные припои. Иногда могут понадобиться высокотемпературные припои, обеспечивающие хорошую механическую фиксацию изделия.
Обратите внимание! Процесс соединения алюминиевых изделий должен производиться в хорошо проветриваемом помещении, поскольку при плавлении припоя выделяются ядовитые соединения металлов.
Схема пайки алюминиевых труб.
Важно помнить, что при пайке бесфлюсовым припоем следует осуществлять чиркающие движения паяльником, дабы обеспечить взаимодействие компонентов припоя и металла.
Проведение работ при помощи специального паяльника со скребком даст хороший результат в таких случаях:
- пайка алюминиевой посуды;
- пайка алюминиевых проводов;
- пропай поверхности, не подверженной сильным механическим нагрузкам;
- соединение мелких деталей.
Пайка массивных алюминиевых деталей и толстых стержней должна проводиться при помощи сварки или горелки. Сварка не всегда подходит из-за высокой температуры дуги, расплавляющей металл. Поэтому, большинство специалистов предпочитают использовать горелки.
Наилучший эффект достигается при непрерывной . Если, по какой-то причине процесс пайки пришлось остановить, следует полностью прогреть весь шов, дабы обеспечить равномерное распределение припоя и избавиться от не пропаянных мест.
Процесс пайки алюминиевых стержней при помощи горелки подразделяется такие этапы:
- Очистка металла от грязи и подготовка поверхности, путем шлифовки.
- Разогрев всей поверхности массивных изделий при помощи горелки.
- Удаление всех легковоспламеняющихся материалов с рабочего места.
- Включение вытяжки для нейтрализации едких испарений припоя.
- Подготовка проволочного припоя.
- Подготовка флюса марок Ф-59А, Ф-61А или Ф-64А.
Допускается прогрев металла до ярко-оранжевого цвета. В таком виде металл не плавится, а припой ложится максимально равномерно.
Паяные при помощи горелки изделия имеют более качественный шов и могут похвастаться хорошими механическими свойствами.
Флюс для пайки алюминия.
Наиболее сложным и в то же время качественным методом соединения алюминиевых изделий является . Данный способ затрудняется из-за низкой температуры плавления металла.
Квалифицированные специалисты чаще всего сваривают алюминиевые изделия следующими методами:
- сварка при помощи с покрытием;
- сварка с использованием защитного газа.
Первый вариант сварки имеет следующие недостатки:
- низкая прочность сварного шва;
- сильное разбрызгивание металла при варке;
- плохая отделимость шлака от шва.
Сварки в атмосфере из инертного газа не обладает заметными недостатками и считается наилучшим методом соединения алюминиевых деталей.
Нагрев алюминиевого изделия
Метод прогрева алюминиевых деталей подбирается индивидуально. Изделия сравнительно небольших размеров можно прогреть при помощи электрического паяльника и залудить припоем и флюсом для пайки меди. Для более массивных деталей имеет смысл использовать другой способ пайки алюминия с применением газовой горелки или паяльной лампы.
Таблица марок припоев для пайки алюминия.
При прогреве детали следует:
- Контролировать температуру нагреваемого изделия.
Узнать текущую температуру поверхности детали можно, прикоснувшись к ней прутком припоя. Когда проволока припоя алюминия начинает плавиться следует уменьшить нагрев и приступать к непосредственной пайке с применением активного флюса. - Следить за пламенем горелки.
Струя горелки содержит смесь природного газа и кислорода, а потому должна быть ярко-синего цвета. Правильный состав пламени горелки позволяет алюминиевой детали меньше окисляться и не перегреваться.
Ключевые преимущества прогрева массивных алюминиевых изделий газовой горелкой представлены:
- Низкой стоимость оборудования.
потребляет небольшое количество топлива и продается в любом строительном магазине. - Отсутствие неравномерного прогрева и напряжений внутри изделия.
Детали, прогретые газовой горелкой, имеют ровный шов и не меняют геометрию из-за перегрева. - Легкий контроль рабочих температур.
При слишком сильном нагреве металла следует уменьшить интенсивность пламени горелки. - Возможность проведения паяльных работ в домашних условиях.
При прогреве металла горелкой нет едкого запаха, отсутствует ультрафиолетовое облучение кожи и не летят искры.
Заключение
Пайка алюминия флюсом – это достаточно нетривиальная задача. При соединении алюминиевых изделий следует соблюдать определенные нормы, а поверхность детали должна соответствовать многочисленным требованиям. При несоблюдении технологического процесса, сварной или паяный шов даст трещину и развалится.
Технология сварки алюминия зависит от массивности изделия. Небольшие детали, например, провода или посуда, хорошо ремонтируются электропаяльником, а большие прутья или трубы следует прогревать при помощи газовой горелки или паяльной лампы.
Здравствовать желаю дорогим моим читателям! Пайка алюминия меня заинтересовала еще лет 5 назад, когда пришлось срочно запаивать радиатор охлаждения моего Кузнечика. Ниже покажу его фото и место пайки на радиаторе, который до сих пор работает. Недавно меня спросили чем лучше всего паять алюминий? Я решил прочитать все вменяемые статьи и личные мнения по пайке алюминия и изложить это на одной странице. Так родилась эта статья. Поехали!
Почему алюминий плохо паяется?
Кто пытался паять алюминий, тот знает, что обычный припой на него совершенно не липнет. Все из-за устойчивой пленки оксида алюминия, которая обладает плохой адгезией к припою. Причем эта пленка покрывает алюминий и его сплавы очень быстро. Не успеешь зачистить — легкий металл уже окислился. Поэтому все методы пайки алюминия борятся сначала именно с пленкой, а затем уже заботятся об адгезии.
Оксид алюминия (Al 2 O 3) в минералогии называется корундом. Крупные прозрачные кристаллы корунда являются драгоценными камнями. Из-за примесей корунд бывает окрашен в разные цвета: красный корунд (содержащий примеси хрома) называется рубином, а синий — сапфиром. Теперь понятно почему окисная пленка совсем не паяется.
Как удалить оксидную пленку?
Оксидная пленка алюминия удаляется двумя способами: механическим и химическим. Оба способа удаляют оксид алюминия в безвоздушной среде, то есть без доступа кислорода. Начнем с самого сложного, но самого правильного и надежного метода удаления — химического.
Осаждать медь или цинк
Химический метод пайки основан на предварительном осаждении меди или цинка на алюминий путем электролиза. Для этого на нужное место наносят концентрированный раствор медного купороса и в свободном месте подключают минус аккумуляторной батареи или лабораторного источника питания. Затем берут кусок медной (цинковой) проволоки, подключают на него плюс и погружают в раствор.
Благодаря процессу электролиза медь (цинк) осаждается на алюминий и на молекулярном уровне прилипает к нему. Затем поверх меди осуществляется пайка алюминия. Правда непонятно как все это проходит через оксидный барьер. Думаю, что в этой инструкции пропущен этап царапания алюминия под пленкой медного купороса или другого химического воздействия. Хотя практика из видеоролика ниже показывает, что можно и не царапать.
После осаждения медь или цинк без проблем стандартными флюсами . Мне кажется, что этот метод имеет смысл применять в промышленных масштабах и для особо ответственных работ.Использовать масло без воды
Второй по сложности метод заключается в удалении оксида алюминия . При этом масло должно содержать минимум воды — подойдет трансформаторное или синтетическое масло. Можно подержать масло при температуре 150 — 200 градусов несколько минут, чтобы из него испарилась вода и оно не брызгало при нагреве.
Под масляной пленкой также нужно заняться удалением окисла. Можно потереть наждачкой, поцарапать скальпелем или использовать зазубренное жало. Когда мне нужно было запаять радиатор охлаждения двигателя, я вычитал способ со стружкой. Берем гвоздь, пилим его напильником, чтобы получить стальную стружку.
Далее на место пайки наносим масло и сыпем стружку. Паяльником с широким жалом пытаемся потереть место пайки, так чтобы между жалом и алюминием была стружка. В случае с массивным радиатором, я дополнительно грел место лужения .
Затем берем припой на жало каплей, погружаем в масло на место пайки и опять растираем. Для лучшего лужения можно добавить канифоли или другой флюс. Происходит так называемая наплавка под слоем флюса. В видеоролике хорошо показана пайка алюминия с маслом.
Паять активным флюсом
Существуют отдельно разработанные активные флюсы для пайки алюминия. Обычно в них входят кислоты (ортофосфорная, ацетилсалициловая кислота) и соли (натриевая соль борной кислоты). Строго говоря, канифоль тоже состоит из органических кислот, но на практике она дает слабый результат на алюминии.
В силу своей активности, кислотные флюсы обязательно нужно смывать после пайки. После первой смывки можно дополнительно нейтрализовать кислоту щелочью (раствором соды) и смыть второй раз.
Активные флюсы дают хороший и быстрый результат, однако пары этого флюса вдыхать прямо запрещается. Пары раздражают слизистые, повреждают их или могут попасть в кровь через дыхательные пути.
Флюсы для пайки алюминия
Рассмотрим все распространенные флюсы для пайки алюминия.
Канифоль
Жидкие флюсы хороши тем, что их можно нанести тонким слоем. Испаряются они активнее и часто имеют обжигающие пары. Больше предназначены для пайки паяльником.
- Флюс Ф-64 содержит тетраэтиламмоний, фториды, дионизированная вода, смачивающие присадки и ингибиторы коррозии . Он способен разрушать прочную оксидную плёнку значительной толщины, а значит подходит для пайки больших заготовок. Подходит для пайки алюминия, оцинкованного железа, меди, бериллиевой бронзы и т. д.
- Флюс Ф-61 содержит триэтаноламин, фторборат цинка, фторборат аммония. Его можно рекомендовать для низкотемпературной пайки при 250 градусах или лужения изделий из алюминиевых сплавов.
- Castolin Alutin 51 L содержит 32% олова, свинец и кадмий. Этот состав лучше всего оправдывает себя при использовании припоев того же производителя на температурах от 160 градусов и выше.
- Есть и , но перечислять их не буду — все должны быть в равной степени хорошие.
Припой для пайки алюминия
Припой HTS-2000
Это самый разрекламированный припой. Пайка алюминия с ним очень проста. Посмотрите промо-видео про пайку припоем HTS-2000 от компании New Technology Products (США). Говорят, что он даже лучше и крепче алюминия. Но это не точно.
А вот реальный опыт пайки припоем HTS-2000. Припой прилипает плохо по началу, но потом вроде бы даже взялся. Проверка давлением показала, что место пайки травит. Есть мнение, что HTS-2000 нужно паять только с флюсом. Выводы делайте сами.Припой Castolin
Припой Castolin 192FBK состоит из алюминия 2% и цинка 97%. 192FBK является практически единственным припоем для спайки алюминия с алюминием в списке предложений французской компании Castolin. Есть еще припой AluFlam 190, но он предназначен для капиллярной пайки и не имеет флюса внутри. Также в линейке есть припой Castolin 1827, предназначенный для пайки алюминия с медью при температуре около 280 градусов.
Трубчатый припой Castolin 192fbk в сердечнике содержит флюс, так что можно паять без рекомендуемого жидкого флюса Castolin Alutin 51 L. В видеоролике ниже показан процесс пайки. Хороший припой — можно брать по цене 100 — 150 руб. за пруток весом 10 грамм.
Припой Chemet
Припой Chemet Aluminium 13 применяется для сварки алюминия и его сплавов, с температурой плавления выше 640 градусов. Он состоит из алюминия на 87% и кремния на 13%. Сам припой плавится при температуре около 600 градусов. Стоимость — около 500 руб. за 100 грамм, в которых целых 25 прутков.
Его старший брат Chemet Aluminium 13-UF имеет внутри трубки флюс, но стоит дороже — 700 руб. за 100 грамм и 12 прутков.
Никаких вменяемых видеороликов по пайке этим припоем я не нашел. Конечно этот список припоев не является исчерпывающим. Есть еще Harris-52, Al-220, ПОЦ-80 и др.
Отечественные припои
- . А почему бы нет? Когда я паял алюминиевый радиатор, у меня был под рукой только этот. И держит хорошо уже 5 лет.
- Алюминиевый припой 34А — для пайки газопламенной горелкой, в печи в вакууме или с погружением в расплав солей алюминия и его сплавов, кроме Д16 и содержащих > 3% Mg. Плавится при 525 градусах. Хорошо паяет сплавы алюминия АМц, АМг2, АМ3М. За 100 грамм придется заплатить около 700 руб.
- Припой марки А — изготовлен в соответствии с ТУ 48-21-71-89 и состоит из цинка на 60%, олова на 36% и меди на 2%. Плавится при температуре 425 °С. 1 пруток весит около 145 грамм и стоит где-то 400 руб.
- SUPER A+ применяется с флюсом SUPER FA и изготавливается в Новосибирске. Позиционируется, как аналог HTS-2000. За 100 грамм припоя просят около 800 руб. Отзывов пока нет.
Сравнение припоев для пайки алюминия
В этом ролике Мастер провел сравнение припоя HTS-2000 с Castolin 192fbk и отечественным алюминиевым припоем «Алюминиевый огурец». Огурец практически состоит из алюминия, так что прочность его высока, но паять надо в печке. Отзывы о припое HTS-200 крайне негативные, а Castolin 192fbk хорошо паяет и имеет хорошую смачиваемость при разогреве.
Другой Мастер сравнивал HTS 2000 с флюсом Fontargen F 400M и припой Castolin 192FBK.Результаты такие:
- HTS 2000 — тягучий припой, приходится прибегать к стальным инструментам для разравнивания припоя по поверхности металла. С флюсом ситуация намного лучше.
- Castolyn 192FBK — высокая текучесть и затекаемость. Маленькие дырочки паяются с ним быстро. Большие дырки им паять тяжело — может провалиться внутрь радиатора.
Порошковая проволока
Флюсовая порошковая проволока — нужна для сварки алюминия, а не для пайки. Не путайте эти два понятия. Достоинством этой проволоки является сварка без применения газа. Это электросварка для алюминия. Интересная штука, но дорогая. Покажу хороший видеоролик о сварке порошковой проволокой.
Паяльник для пайки алюминия
Пайка алюминия при помощи паяльника должна учитывать площадь спаиваемых деталей. Алюминий, как и медь является хорошим проводником тепла, а значит тепла от паяльника должно поступать больше, чем рассеивают его спаиваемые детали.
Примерный расчет такой — 1000 кв. см. алюминия эффективно могут рассеять около 50 Вт тепловой мощности. Получается, чтобы спаять две детали с общей площадью 1000 кв. см, нужно взять , как минимум. Тогда пайка алюминия будет достаточно быстрая, чтобы не превратиться в пытку.
Можно паять и маломощным паяльником. Например, когда я паял радиатор своего Кузнечика паяльником 60 Вт, то мне помогла термовоздушная паяльная станция, которая выполняла роль подогрева.
Горелки для пайки алюминия
Когда мощности паяльника и подогрева не хватает для спайки, например, толстых алюминиевых листов, то на помощь приходят .
Про горелки я уже писал отдельную статью — . Мощность и размер сопла горелки также зависит от тех площадей, которые нужно прогреть. Достоинством грелки является бесконтактное донесение тепла и высокая скорость разогрева. Часто края заготовки не успевают нагреться, а соединение уже спаяно.
Соблюдайте технику безопасности при работе с горелками!
Вот что можно делать с простой горелкой на баллончике.
Что лучше — сварка или пайка алюминия?
Споры при ответе на этот вопрос и не думают стихать. Оказывается все зависит от вашего предназначения. Точнее предназначения ваших соединяемых деталек.
Если нужно запаять радиатор автомобиля, то подходит лучше пайка алюминия, потому как дешево. Для ответственных работ (несущие конструкции) и пищевых емкостей (например, молочная фляга) лучше подходит сварка, потому как надежнее. Вот как бы я сформулировал ответ на этот вопрос.
Ясно, что Мастеру с газовой сваркой легче заварить радиатор, а не паять его и наоборот — Мастеру с паяльником легче запаять.
А теперь посмотрите про TIG сварку для начинающих. Очень полезно и хорошо снято.
Как заработать на пайке алюминия?
А теперь самое интересное — как и сколько заработать на пайке алюминия. Я открыл Авито и пошерстил стоимость работ по пайке алюминия . Вот что получилось:
- пайка радиатора автомобиля, холодильника, кондиционера — от 1000 руб.
- пайка проводов электропроводки — 15 руб. за пайку.
- ремонт велосипедных рам — от 500 руб.
- пайка алюминия для пищи, например, кастрюль — от 100 руб.
Затраты:
- Газовый баллончик с горелкой 700 — 1000 руб.
- Припой Castolin 192FBK — 150 руб. за пруток * 5 = 750 руб.
- Тренировочный радиатор — бесплатно или за 500 руб. в металлоломе.
- Желание — бесценно!
Бизнес-план:
- Потратить 2000 руб. на инструмент и опыт
- Отбить затраты за 2 ремонта.
- Еще останется на 3-4 ремонта минимум.
- Рентабельность 200 — 300 %!
А теперь обещанное. Вот так примерно выглядел мой радиатор.
В этом месте кожух вентилятора от нагрева выгнулся и начал тереть по радиатору. Образовалось три дырки, через которые попер антифриз. Помню эту ночку. Хорошо, что в пределах города был.
Во всей Ростовской области я видел только одну такую же машинку. Однажды в г. Каменск-Шахтинском мы с ней стали на светофоре друг за другом. Выглядело забавно.
Вот и всё. Надеюсь, что теперь пайка алюминия для вас не является чем-то особенным. Для вас трудился Мастер Пайки. А чем вы паяете алюминий?
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.
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.