Как паять алюминий: способы, технология, особенности - Производство и поставки
19.05.2022

Как паять алюминий: способы, технология, особенности

Точная информация

Сначала следует, если есть такая возможность, точно определиться, из какого сплава изготовлены соединяемые детали. Ведь в чистом виде алюминий используется в электронике и технике крайне редко. От того, с какими химическими элементами и в каком количестве он смешан, будет зависеть многое.

  • Критическая температура плавления. Некоторые добавки существенно увеличивают этот предел, который для чистого металла составляет 658 – 660 градусов Цельсия.
  • Механические свойства. В зависимости от своего состава, некоторые сплавы становятся более пластичными, иные демонстрируют возросшую прочность.
  • Взаимодействие с другими химическими элементами.

Заранее зная, с каким материалом предстоит работать, мастер сильно упрощает свою задачу.

Почему возникают проблемы с пайкой?

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

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

Радиатор из алюминия
Радиатор из алюминия

Радиатор из алюминия

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

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

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

Микротрещина
Микротрещина

Микротрещина

Ремонт системы охлаждения – достаточно дорогостоящее мероприятие. Зачастую сервисные центры или автомастерские, особо не напрягаясь, просто меняют радиатор целиком вместо того, чтобы исправить его при помощи запаивания отверстия.

Устранение дефектов
Устранение дефектов

Спайка нескольких элементов

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

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

Алюминий на воздухе сразу же окисляется

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

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

Именно поэтому паять алюминий очень и очень непросто.

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

Читайте также:Изготовление теплицы своими руками из профильной трубы и поликарбоната: полное описание процесса, чертежи с размерами, полив и обогрев (Фото & Видео)Изготовление теплицы своими руками из профильной трубы и поликарбоната: полное описание процесса, чертежи с размерами, полив и обогрев (Фото & Видео)
Изготовление теплицы своими руками из профильной трубы и поликарбоната: полное описание процесса, чертежи с размерами, полив и обогрев (Фото & Видео)

Недостатки

  • Высокий риск образования брака, причем все это усложняется плохими свойствами свариваемости металла;
  • Сложно бороться с оксидной пленкой, которая образуется на поверхности металла практически моментально, даже после механической очистки, так как ее температура плавления в три раза выше плавления алюминия;
  • Во время нагрева металла трудно отследить его степень его прогревания, так как цвет металла в это время практически не меняется;
  • Если перегреть металл, то его структура начнет меняться и он будет терять свою прочность, поэтому, не стоит приближаться к значению температуры плавления металла;
  • В домашних условиях порой трудно подобрать подходящий припой и флюс.

Возможные способы пайки алюминия дома

  • Пайка при помощи алюминиевых припоев является самым стандартным способом, который очень распространен в домашних условиях. Это случилось благодаря его просто те и доступности, что не исключает высокого качества итогового результата. Тут пригодятся легкоплавкие присадочные материалы и флюсы для улучшения качества соединения. Здесь может использоваться как повольник, так и газовая горелка.
  • Пайка карандашом в домашних условиях является одним из самых простых и доступных способов, так как для его осуществления требуется минимум инструментов. Сам карандаш является особым легкосплавным материалом, который может расплавиться при воздействии температуры на него и на место спайки, после чего застывает на поверхности. Несмотря на то, что качество соединения ниже, чем при предыдущем способе, он пользуется популярностью благодаря своей простоте.
  • Пайка с помощью пасты, которую можно считать как припой своеобразной консистенции. Его предварительно следует распределить на месте соединения, а затем расплавить при помощи соответствующих инструментов. Пайка алюминия в домашних условиях газовой горелкой происходит намного проще, так как паста легко расплавляется от пламени и сразу растекается по всем необходимым местам.

Читайте также:  Пайка алюминиевых проводов

Материалы и инструмент

  • Паяльник относится к основным инструментам, так как именно с его помощью расплавляется припой, флюс и прогревается деталь. Паяльники различаются по своей мощности, так как это основной параметр, на который стоит обращать внимание при выборе. Он определяет, в каком температурном диапазоне будет идти работа.
  • Газовая горелка является альтернативным основным инструментом при пайке. Она обладает более высокой функциональностью, так как с ее помощью можно не просто разогревать металл припоя до расплавленного состояния, но и подогревать основную заготовку. Горелки также отличаются друг от друга по мощности, но она может регулироваться, в зависимости от расхода объема газа за единицу времени. Также в инструменте могут присутствовать другие дополнительные функции.
  • Флюс является дополнительным расходным материалом, который применяется для улучшения качеств спаивания. Для самого алюминия и его сплавов могут быть различные разновидности флюса, что зависит от технологии процесса.
  • Припой относится к основному расходному материалу, который заполняет область спаивания. Он должен отличаться высокой текучестью и хорошо смачивать поверхность. При выборе нужно ориентироваться, чтобы температура его плавления была ниже, чем у основного металла. Состав припоя выбирается в зависимости от способа сварки.

Пошаговая инструкция

  • Подготовка металла, куда входит механическая зачистка при помощи наждачной бумаги или мелкой металлической щетки, а также обработка поверхности растворителем, таким как ацетон, или любой другой.

Зачистка алюминия

Зачистка алюминия

  • Далее следует залудить место спайки при помощи флюса, что может потребоваться и для жала паяльника, чтобы ускорить расплавление припоя.

Флюс для пайки алюминия

Флюс для пайки алюминия

  • После этого можно приступать к самому спаиванию. Для этого требуется разогреть паяльник до нужной температуры, или отрегулировать горелку, после чего начать расплавлять припой в месте соединения. Это нужно делать небольшими частями, чтобы металл равномерно растекался по поверхности.

Припой для пайки алюминия

Припой для пайки алюминия

  • Дать остыть и проверить качество соединения.

«Важно!

Из-за высокой текучести припоя следует устанавливать заготовки на ровной поверхности, чтобы они не стекали под углом.»

Режимы пайки

Вид припоя

Режим пайки

Максимальная прочность сплавов, кгс/мм2

АМц

АМг6

Д20

П-300-А

440° С, 20 минут

11

22

П-425-А

12

20,8

20,8

34А

550° С, 20 минут

9-10

28,8

В-62

510° С, 15 минут

12

23,8

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:

  1. Подготовка поверхности.
    Перед тем, как паять алюминий следует зачистить и обезжирить соединяемые части.
  2. Установка изделия в рабочее положение.
    Для выполнения данного этапа могут потребоваться тиски или третья рука.
  3. Нанесения флюса на место пайки.
  4. Прогрев изделия при помощи электрического паяльника или газовой горелки.
  5. 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.

чертеж пайки
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 пайке горелкой. 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:

  1. Очистка металла от грязи и подготовка поверхности, путем шлифовки.
  2. Разогрев всей поверхности массивных изделий при помощи горелки.
  3. Удаление всех легковоспламеняющихся материалов с рабочего места.
  4. Включение вытяжки для нейтрализации едких испарений припоя.
  5. Подготовка проволочного припоя.
  6. 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
Флюс для пайки алюминия.

Наиболее сложным и в то же время качественным методом соединения алюминиевых изделий является сварка. Данный способ затрудняется из-за низкой температуры плавления металла.

Квалифицированные специалисты чаще всего сваривают алюминиевые изделия следующими методами:

  • сварка при помощи электродов 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.

Порошковая проволока

Проволока с флюсом используется при сварке алюминиевых деталей, для пайки она не годится. Сварка алюминия газовой горелкой с порошковой проволокой не осуществляется. Сваривать детали лучше электрическим аппаратом.

Выбор необходимых инструментов и соответствующих материалов

С учетом всех технических нюансов и свойств самого алюминия рассматриваемый тип пайки – это реальный и достаточно эффективный способ восстановить:

  • всевозможную утварь;
  • автомобильные, а также бытовые отопительные радиаторы;
  • трубы различных диаметров и сечения;
  • разнообразные изделия, включая сантехнические.



На предприятиях пайка деталей, выполненных из описываемого металла и сплавов, осуществляется с применением специализированных аппаратов. В домашних условиях, гараже и маленьких мастерских аналогичные процессы реализуют при помощи:

  • обычных паяльников разной мощности;
  • горелок (преимущественно газовых);
  • специальных присадок, включая средства в виде порошков;
  • магниевых карандашей;
  • оловосодержащих припоев.



Флюсы

Прежде всего необходимо напомнить, что флюсы характеризуются повышенной активностью. Исходя из этого, после завершения пайки данные вещества следует удалять при помощи щелочных растворов и воды. В процессе выполнения работ требуется уделять внимание защите органов дыхания от испарений.

На сегодня можно выделить следующие наиболее распространенные типы флюсов.

  1. Канифоль, которой по праву принадлежит пальма первенства в рейтингах популярности. Данный флюс широко используют при пайке с латунью, нержавейкой и другими металлами. В ситуациях с алюминием обязательным условием является отсутствие воздуха, исходя из чего канифоль применяется редко.
  2. Порошковые соединения, которые используют, как правило, при пайке с применением газовых горелок. При этом специалисты не советуют добавлять кислород, который негативно отражается на эффективности флюса. На данный момент чаще всего используются бура, паяльный жир, ацетилсалициловая кислота и соединение марки Ф-34А.
  3. Жидкие флюсы, которые наносят тонким слоем на места будущих соединений. Важно помнить, что подобные средства в процессе выполнения работ при нагревании активно испаряются, выделяя потенциально опасные для здоровья пары. Так, в составе Ф-64 присутствуют дионизированная вода, ингибиторы коррозии, а также тэтраэтиламмоний и фториды. Это соединение эффективно разрушает злополучный слой оксида.



Флюс Ф-61 используют для лужения и качественной пайки алюминиевых сплавов при температуре в пределах 250 градусов. В свою очередь Castolin Alutin 51 L эффективен при рабочей температуре от 160 градусов. В состав данного флюса входят 32-процентное олово, свинец и кадмий.


Припой

В подавляющем большинстве случаев основные компоненты припоев с низкой температурой плавки – это олово, кадмий, цинк, свинец, а также висмут. Ключевым моментом является то, что в перечисленных металлах (исключение представляет только цинк) алюминий практически не растворяется. Это, в свою очередь, негативно отражается на качестве соединений.

С одной стороны, возможно применение активных флюсов при тщательной обработке мест спаивания. Параллельно используют припои на основе свинца и олова. Однако подобные стыки характеризуются пониженной устойчивостью к коррозии.

Частично нивелировать данный эффект поможет нанесение качественного лакокрасочного покрытия.

Оптимальным выбором станет припой, основой которого являются алюминий, медь, цинк или серебро. В перечень подобных материалов входит, к примеру, припой марки 34А, в составе которого присутствуют алюминий, медь и кремний в концентрации 66, 28 и 6 процентов соответственно. Не менее распространенный – это припой ЦОП-40, в состав которого входит 60% свинца и 40% цинка. Важно учитывать, что прочность соединений и устойчивость к коррозии прямо пропорциональны содержанию цинка.

Отдельного внимания заслуживают высокотемпературные припои, содержащие алюминий, кремний и медь. В их перечень входят уже упомянутый 34А, а также его аналог Aluminium-13. В составе последнего 87% алюминия и 13% кремния.

Подобные пропорции позволяют выполнять пайку при температурах в диапазоне 590-600 градусов.



Проволока

Речь идет о трубчатом припое, который разработан специально для качественной пайки алюминия. Прутки или же проволока представляют собой гибкую трубку, внутри которой находится порошок. Последний выполняет функции флюса с повышенной активностью.

Приобрести проволоку можно в специализированных магазинах и онлайн-площадках.


Паяльник

Чтобы правильно выбрать оборудование, необходимо учесть ряд важных факторов. Одним из таковых является площадь соединения. Как уже было отмечено, небольшие по размерам детали можно паять при мощности паяльника в пределах 50-60 Вт. Лучше всего выбирать устройства с широким жалом.

Кстати, на нем можно сделать зазубрины, которые в процессе пайки будут удалять оксидную пленку с поверхностей.


Горелки

Стоит отметить, что на сегодняшний день в процессе пайки алюминиевых изделий широко используются именно газовые горелки. Это наиболее актуально при больших площадях соединений, то есть в ситуациях, когда использование паяльника является неэффективным. Говоря о явных преимуществах, необходимо уточнить, что горелка способна очень быстро разогреть место пайки практически до температуры плавления самого алюминия.

Данный метод отличается максимальной простотой. После разогревания будущего стыка и нанесения припоя требуется тщательно обработать полученное соединение. Это необходимо для удаления остатков флюса с поверхности. Также при использовании газовых горелок ключевым моментом является соблюдение правил пожарной безопасности.

На рабочем месте не должны присутствовать легковоспламеняющиеся материалы.

Флюс

При выборе флюса необходимо учитывать, что не каждый из них может быть активным к алюминию. Мы можем порекомендовать использовать в таких целях продукцию отечественного производителя – Ф-59А, Ф-61А, Ф-64, они состоят из фторборатов аммония с добавлением триэтаноламина. Как правило, на пузырьке есть пометка – «для алюминия» или «для пайки алюминия».

Флюс отечественного производства
Флюс отечественного производства

Для высокотемпературной пайки следует приобрести флюс, выпускаемы под маркой 34А. Он состоит из хлористого калия (50%), хлорида лития (32%), фторида натрия (10%) и хлористого цинка (8%). Такой состав наиболее оптимален, если производится высокотемпературная пайка.

Рекомендуемый флюс для паки при высокой температуре
Рекомендуемый флюс для паки при высокой температуре

Используемые материалы

Для выполнения работ потребуется подготовить следующие материалы:

  • флюс;
  • припой.

Для получения качественных швов нужно использовать флюс для пайки алюминия на основе цинка, кремния, меди. Стыки получаются прочными, долговечными, стойкими к коррозии, статическим и динамическим нагрузкам.

Для пайки алюминия подходят припои со следующими маркировками:

  • ЦОП-40 — тугоплавкий оловянно-цинковый состав;
  • ПОС — легкосплавный припой;
  • 34А — сплав на основе меди и кремния;
  • «Aluminium-13» — зарубежный аналог 34А.

Применение флюса позволяет улучшить адгезию металла с припоем, за счёт чего получить прочное соединение. От его выбора зависит долговечность шва, прочностные характеристики изделия, стойкость материала к негативным воздействиям внешней среды. В составе флюсов содержатся активные элементы: фторборат цинка или аммония, триэтаноламин.

Паяльный жир бывает следующих видов:

  • нейтральный на основе канифоли и стеарина — отличается густотой, способен удалять небольшие загрязнения, хорошо держится на поверхности свариваемых металлов;
  • активный со сложным химическим составом — эффективно удаляет окислы, следы коррозии, повышает паяльные свойства.

В составе жира содержится хлорид цинка и аммония, парафин, вспомогательные вещества.

Паяльный жир имеет следующие преимущества:

  • лёгкое лужение за счёт растекания тонким слоем;
  • доступность;
  • точность дозировки;
  • отсутствие следов после его использования.

Рекомендуется использовать флюсы следующих марок: Ф-64, Ф-61А, Ф-59А, 34А, Ф-5, Ф-124.

Припой для пайки
Припой для пайки
Пайка алюминия с припоем

Как правильно паять алюминий

Порой возникает такая ситуация, что старую алюминиевую проводку заменить нет возможности и вам просто необходимо выполнить качественное соединение алюминия и меди. Для этого, конечно, можно использовать специализированные разъемы, обжимы или клемники, но я хочу вам рассказать, как можно надежно и качественно спаять медь и алюминий.

В чем сложность пайки

Как известно, алюминий очень активный металл и при взаимодействии с атмосферным воздухом он практически мгновенно покрывается оксидной пленкой, оная как раз и отторгает припой и не позволяет просто так залудить алюминий.

Чтобы припой хорошо «прилип» к металлу нужно удалить уже имеющуюся пленку и не дать ей вновь образоваться, вплоть до того момента, пока вы не нанесете припой.

Специально для этих целей были придуманы: специализированные флюсы, активно используют паяльную кислоту, применяют смесь канифоли с ацетоном.

Готовим инвентарь

Для того, чтобы успешно выполнить данную работу вам потребуется: паяльник мощностью минимум 60 Вт, ножик, пассатижи, наждачная бумага или напильник, припой ПОС 61 или ПОС 50, флюс Ф-64 либо его аналог, кисточка, губка и ветошь.

Паяем алюминий оловом и флюсом Ф-64

Важно. Пайка токопроводящих элементов с помощью Ф-64 и любого его аналога по правилам ПУЭ запрещена. Так как применение кислоты вызывает не только разрушение оксидной пленки, но так же активно разрушает сам металл, а после лужения эту кислоту удалить невозможно и она продолжает разрушительные процессы под припоем.

Таким способом вы сможете, например, запаять алюминиевую декоративную деталь.

Сам по себе алгоритм работы с флюсом Ф-64 очень прост. Сначала зачищаем изоляцию на алюминиевой жиле , затем наждачной бумагой или же ножом обрабатываем саму жилу для того, чтобы снять толстый слой пленки.

Затем кисточкой наносим флюс на зачищенную жилу и еще раз зачищаем его уже под флюсом. Таким образом флюс препятствует образованию новой пленки.

Затем уже хорошо прогретым паяльником начинаем наносить на подготовленную жилу олово. При этом вы паяльником будто втираете припой.

Как только вы залудили одну дорожку, вновь наносите флюс и повторяйте процедуру. Так вы сможете полностью покрыть жилу припоем и в дальнейшем припаять ее к нужному вам месту или детали.

После того, как вы полностью обработали жилы нужно обязательно промыть ее в растворе соды (пять столовых ложек соды на 200 грамм воды). Это нужно чтобы смыть остатки активных веществ, оные входят в состав Ф-64.

Процесс пайки: поэтапно

Перейдем непосредственно к технологии пайки. Ключевым элементом является профиль, который необходимо запаять. Рассмотрим процесс на примере квадратного алюминиевого профиля небольшого сечения, поскольку он легок и прост в обращении.

Чтобы пайка была качественной, надежной, долговечной, необходимо зачистить поверхность профиля металлической щеткой. Это помогает избавиться от тонкого поверхностного слоя, препятствующего соединению компонентов, а также устраняет жирные пятна. При отсутствии щетки подойдет обыкновенная наждачная бумага, главное, чтобы ее зерна были крупными, грубыми.

Правило простое: грубые и глубокие шероховатости обеспечивают качественную пайку. Соединить идеально гладкие детали можно, но малейшее усилие приведет к растрескиванию шва.

Алюминиевая конструкция собирается по чертежу и фиксируется. Для этого рекомендуется воспользоваться струбциной, поскольку данное приспособление надежно удерживает алюминиевый профиль, исключая смещение.

Все стыки прогреваются газовой горелкой, после чего достаточно поднести припой и пройтись им по краям, соединяя их вместе. Работая горелкой, можно заметить, что порошковый припой легко плавится и растекается по стыкам, быстро схватываясь при охлаждении.

к содержанию ↑

Секрет порошкового припоя

Именно мелкие гранулы обеспечивают быструю плавку и прекрасную текучесть. Данные качества необычайно важны, поскольку припой без труда проникает глубоко в стыки, обеспечивая качественное соединение. В результате шов образуется с нескольких сторон, а не только на поверхности алюминиевого профиля, что делает соединение более качественным.

Порошковая алюминиевая сварочная проволока
Порошковая алюминиевая сварочная проволока

Когда припой полностью расплавился и растекся по стыку, рекомендуется прогреть место соединения еще немного. Это поможет усилить эффект скрепления, что особенно важно в углах. Далее при необходимости можно зачистить шов шкуркой, сделав его более ровным, гладким, однако в случае с порошковым припоем соединение получается достаточно эстетичным.

Как видите, данный метод не отнимает много времени. Он прост и необычайно эффективен, а главное — применим в домашних условиях. Горелку нужно разогреть до температуры примерно 450 градусов Цельсия. Этого будет вполне достаточно для плавки припоя.

к содержанию ↑

Почему алюминий плохо паяется

Флюс для пайки — что это такое и для чего он нужен

Данная проблема обусловлена образованием на поверхности металла прочной оксидной пленки, препятствующей адгезии к ней припоя. Для того чтобы разрушить эту пленку, используют специальные флюсы, тщательно очищают ее при помощи различных абразивных материалов: крупнозернистой наждачной бумаги, щетки по металлу.

Способы пайки алюминия

У мастеров не вызывает затруднения пайка медных, латунных и стальных проводов и деталей, но если приходится иметь дело с алюминиевыми поверхностями, то припой даже не пристает к изделию, и пайка превращается в мучение.

Как паять алюминий в домашний условиях
Трудности вызваны тем, что на поверхности этого металла образуется тонкая, но очень прочная пленка окисла Al2O3. Можно удалить эту пленку механически – например, зачистить изделие надфилем, но при контакте с воздухом ли водой металл сразу же опять покроется пленкой.

Пайка алюминия сплавами

Отличные результаты можно получить при использовании следующих сплавов: две части цинка и восемь частей олова одна часть меди и 99 частей олова одна часть висмута и 30 частей олова Перед пайкой и сплав, и собственно деталь необходимо хорошо разогреть. Также следует помнить, что при таком способе пайки должна использоваться паяльная кислота.

Пайка алюминия сплавами.
Пайка алюминия сплавами.

Пайка алюминия с помощью специальных флюсов

Стандартно применяемые флюсы не растворяют оксидную пленку на поверхности алюминия, поэтому надо использовать специальные активные флюсы. Флюс для пайки алюминия используется для работы с оловянно-свинцовыми припоями при рабочей температуре 250-360 градусов. Такой флюс и при пайке, и при лужении хорошо убирают пленку окисла, очищает поверхность металла и как следствие припой лучше растекается по поверхности.

Химический состав типичных мягких припоев для пайки алюминия.

Все это приводит к созданию более плотного и прочного соединения сплавляемых деталей. Излишки этого флюса легко удаляются растворителями, спиртом или специальными жидкостями. Также этот флюс можно считать универсальным, поскольку применять его можно и для работы с никелем, медью, нержавеющими сталями и т.д.

Будет интересно➡  Как правильно залудить жало паяльника

Другие способы пайки алюминия

Существуют и нестандартные способы решения данной проблемы, например: Место пайки на алюминиевом изделия тщательно зачищают и наносят пару капель концентрированного медного купороса. Небольшой отрезок медной проволоки, зачищают сворачивают в кружок диаметром равным месту пайки, а свободный конец проволоки подключают к «плюсу» вывода батареи на 4,5 вольта. Часть проволоки с со свернутым кружком опускается в небольшое количество медного купороса. Минус батареи надо соединить с деталью, на которой через некоторое время осядет некоторый слой меди.

После просушивания к этому месту можно приварить необходимые детали или провода обычным способом. В этом случае используется абразивный порошок, смешанный с небольшим количеством трансформаторного масла до получения жидкой пасты. Эту пасту наносят на очищенные изделия для пайки. Далее паяльник хорошо пролуживают и трут эти места до выделения на поверхности слоя олова. Затем детали промывают и далее паяют обычным методом.

Способы пайки алюминия.
Способы пайки алюминия.

Для этого способа понадобится трансформатор. Его минус подключают к изделию, а к плюсу подсоединяют медный провод большого сечения, состоящий из более мелких жил. Если на короткое время подсоединять этот провод к месту будущее пайки, то будет произведена микропайка меди и алюминия, которая в дальнейшем позволит провести пайку проводов обычным методом. Для упрощения процесса можно использовать паяльную кислоту.

Материал в тему: что такое электрическая цепь.

Зачем нужен флюс

Основным препятствием при пайке алюминия является его оксидная плёнка. Утверждение о том, что её можно удалить механическим путём, несостоятельно, поскольку новая плёнка появляется практически мгновенно. Именно поэтому выполнение работы без использования активных флюсов, за редким исключением, невозможно. Задача этих флюсов – разрушение барьера Al2O3, чтобы металл мог беспрепятственно соединиться с материалами, входящими в состав припоя.

Как паять алюминий в домашний условиях
При желании можно изготовить флюс для пайки алюминия своими руками. Но дело это – довольно сложное, а потому проще приобрести уже готовый состав. Тем более что промышленность выпускает их в достаточном количестве.

Среди флюсов встречаются и широко распространённые, и узкоспециализированные. В аннотации к ним добросовестные производители указывают назначение и особенности предлагаемого товара. Среди наиболее часто встречающихся можно перечислить:

  • Ф-64. Он способен разрушать прочную оксидную плёнку значительной толщины, а потому хорошо подходит для пайки даже деталей большой массы. При этом он подходит для работы не только с алюминием, но и с оцинкованным железом, медью, бериллиевой бронзой и т. п.
  • Ф-34А. Такой состав успешно используется с тугоплавкими припоями, содержащими значительное количество химических добавок.
  • Ф-61. Его можно рекомендовать для низкотемпературной пайки или лужения изделий из алюминиевых сплавов.
  • Castolin Alutin 51 L.Этот состав лучше всего оправдывает себя при использовании припоев того же производителя.

Окончательный выбор марки флюса зависит от многих факторов. Прежде чем принимать решение о непригодности состава, стоит убедиться в том, что соблюдены все важные технологические требования.

Пайка алюминия флюсом.
Пайка алюминия флюсом.

Выбор припоя

Будет интересно➡  Как правильно залудить жало паяльника

После того как оксидная плёнка разрушена, вступает в дело припой. Как и в случае с флюсом, его составу следует уделить самое тщательное внимание. Работающие при разной температуре, эти материалы должны выполнять основную задачу – соединяться с обрабатываемыми металлами. Применение низкотемпературных составов себя не оправдывает, поскольку они могут разрушаться при нагреве в процессе эксплуатации.

Наибольшее распространение получили смеси со средней и высокой температурой плавления. Но окончательный выбор будет зависеть от многих факторов. Неплохо зарекомендовали отечественные припои ЦОП-40, содержащий олово и цинк в процентном соотношении 60 на 40, и 34А, применение которого оправданно при использовании газопламенного нагрева. Тем не менее, при определённых условиях, конкуренцию им вполне способны составить припои Германиевый-1 и Германиевый-2, В-62, П550А, П575А и другие.

Это интересно! Все о полупроводниковых диодах.

Многие из них изготавливаются в смеси с флюсами, что упрощает их использование. Но существуют и безфлюсовые припои, такие как содержащий алюминий и цинк

Выбор припоя для алюминия.
Выбор припоя для алюминия.

Подготовка к работе

Прежде чем приступать к пайке, зону соединения придётся тщательно очистить, удалив с металла краску, если таковая имеется, и обычные загрязнения. Если речь идёт о пайке алюминиевых проводов или деталей электросхем, достаточно будет вооружиться паяльником. Но с увеличением массы деталей этого будет уже недостаточно. Обладающий высокой теплопроводностью металл будет быстро остывать, не позволяя создать качественное соединение. Улучшить ситуацию позволит постоянный нагрев зоны, где производиться пайка. Для этого можно использовать газовую горелку или даже паяльную лампу. Тут важно соблюсти два важных условия.

  • Пламя горелки и паяльной лампы должно быть тщательно отрегулировано. В противном случае образующиеся частицы копоти загрязнят металл и не позволять выполнить работу качественно.
  • Коридор между критическим значением плавления алюминия и температурой плавления припоя узок. Тем не менее, его придётся выдерживать. Это умение приходит с опытом. До того как начинать работать с ответственными деталями, стоит потренироваться на чём-нибудь попроще.

Полностью избавиться от оксидной плёнки не удастся, но зато можно сделать её как можно тоньше, обработав детали металлической щёткой или специальной насадкой. В отдельных случаях можно использовать абразивные круги, наждачную бумагу или простой напильник. После этого обрабатываемую поверхность придётся хорошенько обезжирить. Лучше всего для этого подойдёт чистый спирт.

Как паять алюминий в домашних условиях.
Как паять алюминий в домашних условиях.

Пайка

Когда пламя горелки хорошо отрегулировано, а детали прогреты до оптимальной температуры, можно приступать к следующему этапу работ – собственно пайке.

  • Прежде всего, следует нанести на поверхность деталей флюс. Проще всего это сделать кисточкой. Многие производители включают её в конструкцию флаконов с составом. Если нет, придётся приобрести её отдельно. Поскольку флюсы обладают высокой химической активностью, необходимо следить, чтобы они не попадали на посторонние предметы, а тем более на кожу, глаза или слизистую оболочку.
  • Вооружившись паяльником, распределить по месту соединения припой. Хороший результат дают паяльники, жало которых имеет специальные зазубрины, разрушающие оксидную плёнку непосредственно в момент нанесения припоя. Однако использование подобного инструмента требует дополнительных навыков.
  • Когда работа закончена и детали остыли, следует самым тщательным образом удалить остатки флюса. В противном случае они будут способствовать возникновению очага коррозии. Рекомендуется последовательная промывка изделия в воде различной температуры, затем – обработка слабым раствором каустической соды и снова промывка в воде.

Будет интересно➡  Как правильно залудить жало паяльника

Только когда все эти условия соблюдены, изделие готово к эксплуатации.

Пайка алюминия оловом и флюсом Ф 64

Флюс Ф 64 предназначен для пайки алюминия. Методика пайки не сложна. В первую очередь нужно снять изоляцию с проводов на 5 см. Изоляция снимается острым ножом под углом к проводу, чтобы не надрезать его. Надрезанный алюминий легко обламывается.

Инструменты и материалы
Инструменты и материалы
Инструменты и материалы для пайки алюминиевого провода

Далее нужно хорошо зачистить провод мелкой наждачной бумагой или острым ножом. Зачистив провод, его смачивают кисточкой с плюсом и острым ножом продолжают зачищать провод, но уже под флюсом. Таким образом снимают пленку окиси алюминиевого провода, не давая вновь окисляться на воздухе. Далее разогретым паяльником с припоем начинают лужение провода с его конца.

Если начать облуживать провод около изоляции, тогда можно ее подпалить. В этом случае потеряются изоляционные свойства провода. Провод облуживают  паяльником, движениями вперед-назад, одновременно снимается окисная пленка с алюминия. Облудить провод ровно сразу не получится. Поэтому на не облуженные участки провода снова наносят флюс  и горячим паяльником с припоем и движениями вперед-назад снимают участки оставшейся окисной пленки и обслуживают.

Таким образом покрывают припоем алюминиевый провод полностью. После лужения алюминиевый провод окунают в раствор соды (5 ст. л. на 200 гр. воды) и зубной щеткой смывают остатки флюса. В состав флюса входят активные кислоты, которые не только разъедают пленку, но и сам провод. Поэтому остатки флюса нужно смыть. Смыть его полностью не получится, так как он частично остаётся под припоем и въедается в провод.

Но хоть частично его нужно смывать. Медный провод не обслуживают флюсом Ф 64, лучше использовать раствор канифоли и спирта (50% на 50%). Кисточкой наносят жидкую канифоль на медный провод (предварительно зачистив его) и горячим паяльником обслуживают провод, начиная с конца. Жало паяльника должно быть ровным и чистым. Раковины на конце жала паяльника убирают мелким напильником.

А остатки сгоревшего припоя (шлака) вытирают губкой или тряпкой. Как только алюминиевый и медный провода облуженны, их скручивают пассатижами, кисточкой наносят жидкую канифоль и спаивают соединение, начиная также с конца. Если соединить алюминий без лужения припоем, то это соединение может нарушиться со временем. Соединение алюминия с медью представляет собой гальваническую пару, и при прохождении через него тока нагревает и разрушает соединение.

Таблица марок припоя
Таблица марок припоя
Таблица температурных режимов марок припоя

В результате место скрутки сильно нагревается и обугливается, что повышает пожароопасность. Оловянный припой нейтрален к алюминию, поэтому алюминиевые провода перед соединением с медью нужно лудить. Для пайки алюминиевых проводов хорошо подходят припой ПОС 61 и ПОС 50 с низкой температурой плавления 190 – 210С.

Источники

  • https://ElectroInfo.net/pajka/kak-pajat-aljuminij-v-domashnij-uslovijah.html
  • https://krrot.net/pajka-alyuminiya/
  • https://svarkaipayka.ru/tehnologia/svarka-alyuminiya/payka-alyuminiya-v-domashnih-usloviya.html
  • https://tutsvarka.ru/vidy/pajka-alyuminiya
  • https://odinelectric.ru/knowledgebase/kak-spayat-alyuminij-v-domashnih-usloviyah
  • https://stroy-podskazka.ru/pajka/alyuminija/
  • https://www.asutpp.ru/pajka-alyuminiya.html
  • https://metalloy.ru/obrabotka/pajka/alyuminievyh-izdelij
  • https://izobreteniya.net/kak-payat-alyuminij-olovom/
  • https://kraska.guru/specmaterialy/drugie-pokrytiya/sposoby-pajki-alyuminiya.html
  • https://amperof.ru/sovety-elektrika/pajka-alyuminiya.html
  • https://electricavdome.ru/kak-payat-alyuminij-olovom-svoimi-rukami.html

[свернуть]