Однако основная проблема, возникающая у любителей при работе с алюминием, это его . Просто так алюминий не паяется. Причина невозможности пайки алюминия обычными методами - способность на воздухе очень быстро (за доли секунды) образовывать окисные пленки. Поэтому разработанные ранее технологии требуют или специальных ртутных флюсов или специальных сменных жал для паяльников.
Чаще всего потребность в пайке алюминия возникает при ремонте резонансных стабилизаторов напряжения. В целях экономии все обмотки промышленных сетевых стабилизаторов выполнены алюминиевым проводом. Паять сами эти провода вовсе не обязательно. Достаточно прикрутить к ним хорошо паяющийся провод любым удобным для вас способом и паять уже не алюминий, а этот провод.
Но как быть, если необходимо паять не проводники, а например, самые неудобные для пайки плоские поверхности?
Предлагаемый способ осуществляется с помощью обычных припоя и канифоли обычным паяльником. Поскольку алюминий очень хорошо проводит тепло, паяльник лучше брать мощный 60-100 Вт. Если мощности вашего паяльника недостаточно для прогрева больших спаиваемых деталей, воспользуйтесь дополнительным параллельным нагревом с помощью газовой или электрической кухонной плиты.
Перед соединением место пайки следует тщательно натереть каким-либо крошащемся камнем (песчаником, кирпичом, куском засохшего строительного раствора, содержащего песок и т.п.). Камень очищает поверхность алюминия от толстой оксидной пленки. Песок и пыль, образующиеся в процессе зачистки, надо оставить на месте пайки. Сразу после натирания поверхность алюминия покрывается слоем расплавленной канифоли.
Далее методика пайки мало отличается от пайки обычных материалов, разве что теперь жалом паяльника место пайки надо тщательней протереть, чтобы разрушить с помощью песка тонкую пленку окислов, успевших образоваться на очищенной поверхности перед нанесением канифоли.
Прочность спаянного алюминия оказывается выше, чем прочность паянной меди. Объясняется это низкой температурой плавления алюминия (гораздо ниже, чем у меди), а также большой способностью алюминия к диффузии в другие металлы.
Среди всех известных мне способов пайки алюминия этот способ является самым простым, дешевым и удобным. Он годится также для пайки любых других металлов.
Журнал "ЭЛЕКТРИК" (Радиоаматор-Электрик)
Алюминий – материал, плохо поддающийся пайке. Но, несмотря на это, ее вполне можно сделать и в домашних условиях. Конечно, для этого не подойдет обычный припой или флюс, рекомендуется использовать специализированн ые марки. В этой статье будет рассказано о том, как паять алюминий, и что для этого может понадобиться. Но сначала давайте разберемся, для каких целей проводится такая процедура.
Для чего может применяться пайка?
Пайка алюминия применяется, когда необходимо отремонтировать какую-то деталь, сделанную из этого материала или из сплавов, содержащих этот металл. Это могут быть и бытовые предметы, и запчасти автомобиля, и просто провода. Пайка во многих случаях проще и эффективнее сварки, особенно если дело касается мелких элементов. К тому же она не деформирует материал в результате его перегрева.
Чтобы успешно соединить все элементы паяльником, потребуется следующее:
Горелка для разогрева концов проводов.
Мощный паяльник.
Припой и флюс.
Стальная щетка для очистки верхнего слоя элементов.
Респиратор и защитная маска.
Перчатки.
С таким набором можно безопасно и быстро произвести спайку любых элементов из прочного материала.
Припой и флюс, необходимые для работы
Для пайки алюминиевых деталей можно использовать припои, состоящие из висмута и олова, можно использовать и олово с цинком. Хотя в некоторых случаях можно применить и ПОС-40 и 60. В последнем случае будет сложно добиться большой прочности. Но главное при этом – как паять, а не чем.
Чтобы залудить деталь, можно применять самые разнообразные материалы, вплоть до аспирина. Но лучше всё делать правильно и использовать материалы, предназначенные для пайки, а именно - флюс. Лучше всего подходят такие марки, как Ф34, Ф64, ФИМ или ФТБф. Чем качественней флюс, тем проще пройдет весь процесс.
Паяльник для алюминиевых деталей
Чтобы соединить такой прочный материал, понадобится паяльник большой мощности, порядка 100-200 Вт. Для небольших проводов достаточно 60-100 Вт.
Стоит учитывать, что слишком мощный прибор может расплавить металл и нарушить его структуру.
В большинстве случаев мощность зависит от того, что именно необходимо паять. Теперь давайте рассмотрим, как паять алюминий, а главное, какие подготовительные меры могут потребоваться для этого.
Подготовительные меры
Перед началом необходимо правильно подготовить, то есть зачистить место соединения. Для этого с поверхности провода удаляется окисная пленка. Такое обезжиривание можно произвести с помощью бензина или ацетона, подойдет и любой другой растворитель.
Поверхность можно обработать шкуркой. Окисная пленка восстановится практически сразу же - это особенность алюминия. Но новая пленка будет значительно тоньше первоначальной, и с ней можно уже работать паяльником.
Метод пайки
Элемент или провод, который необходимо соединить, обрабатывается флюсом. Затем он нагревается при помощи паяльника. Делать это следует осторожно, не перегревая металл, не допускается его плавление. Поэтому рекомендуется применять нагревательный прибор с контролем температуры. Вообще такой метод мало чем отличается от обычной пайки.
В качестве припоя можно использовать олово. Особенно если под рукой нет специального. Припой плавится и равномерно распределяется на алюминиевой поверхности, после чего необходимые элементы соединяются. Кабеля или детали из алюминия, которые требуется соединить, должны крепко прижиматься друг к другу луженой поверхностью. Соединение, сделанное таким образом, будет очень прочным при условии, что всё проделано правильно.
Чтобы упростить процесс соединения двух алюминиевых концов, можно воспользоваться паяльной лампой, нагревая с её помощью концы. Таким образом припой будет легче ложиться. Главное при этом не перегреть металл слишком сильно. Стоит учесть, что во время нагрева концов нагревается весь элемент или провод, поэтому его лучше не держать руками - можно использовать для этого плоскогубцы.
Важно работать в хорошо проветриваемом помещении, так как пары от флюса и припоя ядовиты и вредны для здоровья человека. Рекомендуется все работы проводить в респираторе и защитной маске, руки можно защитить с помощью плотных перчаток. Также крайне важно, чтобы поблизости на всякий случай располагался огнетушитель.
Паять алюминий можно. Хотя провода из этого металла бывает легче соединить другими способами: через винтовые клеммники, сваркой. Часто в распредкоробках алюминиевые провода просто туго скручивали. Такой способ применяли, когда в квартирах особо мощного потребления энергии обычно не наблюдалось.
Но теперь, с насыщением рынка мощной и разнообразной бытовой техникой, следует и всю бытовую питающую сеть приводить в такое качество, которое бы ориентировалось на серьезное потребление энергии, приближающееся к промышленному. И в этом случае лучше паять алюминий в домашних условиях, чем скручивать.
Свойства алюминия как металла и проводника
Алюминий стоит в периодической таблице сразу за натрием и магнием - активными, даже горючими на воздухе, металлами. Поэтому он и является легким и очень активным металлом. Теплопроводность и электропроводность его ниже, чем у меди. Но так как алюминий легче меди, изделия из него там, где важны именно эти свойства, при той же массе получаются геометрически большими по размерам. И за счет конвекции теплоотвод от алюминиевых деталей может быть больше, чем от медных.
Активность алюминия работает против пайки - стандартной операции электрического и механического соединения многих металлов. Потому что активность такова, что он на воздухе немедленно окисляется. И покрывается непрошибаемой пленкой корунда - Al 2 O 3 . Другие соединения алюминия тоже очень прочны, что делает добычу этого самого распространенного в земной коре металла энергозатратной: на выработку 1 тонны алюминия нужно затратить 17 мегаватт/часов электроэнергии.
Только у нас в стране это не оказалось препятствием к большим объемам выработки и широкому применению этого металла.
Кроме собственно алюминия используются сплавы на его основе - дюраль и силумин.
Если чистый алюминий идет в основном на электротехнику, то из сплавов делают различные изделия: из силумина - литые вещи (мясорубки, посуда), упорные конструкции, из дюраля - каркасы, корпусные детали, монтажные профили.
Сплавы, казалось бы, работают против извечного врага пайщиков алюминия - оксидной пленки - и они должны паяться хорошо. Однако сама пайка дюраля и силумина нарушает ценные свойства этих сплавов в местах соединения, что делает пайки непрочными и быстро разрушаемыми.
Поэтому паять алюминий нужно именно как таковой, а изделия из его сплавов можно попробовать спаять, но только там, где особых требований на механическую прочность вещей, которые паяются, не ожидается.
Порядок работ
Обычные этапы и средства пайки действуют и при пайке алюминия. Просто алюминий таков, что строже относится к выбору компонентов.
Пайка алюминия в домашних условиях требует:
- Достаточно мощного паяльника (60–100 и более Вт). Это связано с теплоемкостью и теплопроводностью алюминия. Этот металл очень сильно отводит тепло от места пайки.
- Применения дополнительных обрабатывающих поверхность металла материалов и инструментов: наждак, надфиль; медный купорос для лужения; железные или медные тонкие опилки.
- Использования специальных флюсов, обволакивающих поверхность металла, препятствующих немедленному окислению кислородом воздуха или растворяющих оксид в кислоте.
- Использования других веществ, создающих пленку на поверхности (солидол, машинное масло, жир паяльный, технический вазелин, аспирин, стеарин).
- Припоя на основе олова с цинком (8:2); олова с медью (99:1); олова с висмутом; ПОС 40; ПОС 60; припоя для пайки алюминия.
- Обязательного предварительного залуживания поверхности металла.
- Тщательной последующей промывки мест спайки в теплой воде для удаления остатков кислоты и флюса.
Флюсов для пайки алюминия продается великое множество - жидкие, пастообразные, карандаш, гель: Ф-34а, Ф-59А, ФТБф-А, Ф61А, Ф-63, ФТКА, Ф-64 и другие.
Спаиваемые поверхности необходимо очистить, обработать надфилем или наждачной бумагой. После этого нагреть и нанести равномерный слой флюса.
Лужение поверхности металла
Необходимо в горячем состоянии под слоем флюса нанести повреждения слою Al 2 O 3 , который после механической зачистки успел образоваться на алюминии, и одновременно с этим нанести слой припоя. Такими повреждающими элементами могут являться частички абразива, или тонкие железные или медные опилки, или кристаллики медного купороса, добавленные во флюс. Их следует, не дожидаясь высыхания или выгорания флюса, нанося паяльником слой припоя, втирать его жалом в поверхность. При производстве работ в доме или квартире необходимо помнить, что компоненты флюсов едкие и токсичные, от нагревания паяльником кипят и дымятся. Необходимо работать в проветриваемом помещении.
Припаивание
Паять медь и алюминий ничуть не сложнее, чем спаять алюминий с медью. Обе поверхности надо залудить, медь этому подвергается без особых сопротивлений, надо ее только почистить и проканифолить перед лужением. Медь с алюминием дают прекрасные сплавы, так же как и пайка алюминия оловом, это не представляет других трудностей, кроме преодоления оксидной пленки.
Провода, предварительно залуженные, свивают в скрутку, и она паяется так, чтобы припой запаял щели между проводами.
Предметы протяженные, например трубы или трубки, оловянные фляги, припаиваются к алюминию совершенно аналогично. Если припаивается мелкая деталь на широкую поверхность с большим рассеянием тепла (например, фляжку), то паяющийся участок можно дополнительно подогревать на газовой плите или горелке.
Возможно запаивать небольшие отверстия по следующему правилу: зачистить поверхность, залудить, немного остудить, положить на отверстие покрывающий кусочек олова или припоя, аккуратно паяльником или струей пламени от горелки добиться пропайки этого места.
Окончательная обработка
Итак, когда ответы на вопросы «как запаять?», «чем паять?», «что припаять?» остались позади, работа выполнена, то прежде чем любоваться на спаянное детище, нужно сделать окончательную доводку. При этом очищают паянное место от неровностей, аккуратно спаивают лишние капли припоя, после остывания слегка проверяют пайку на прочность. После пайки алюминия с применением материалов, содержащих химические реагенты, необходима хорошая промывка водой, протирание тканью, слегка пропитанной содовым раствором, и высушивание.
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, |
| 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.
Пайка алюминия – трудновыполнимый в домашних условиях процесс. Сложность объясняется свойствами металла, которые затрудняют соединение отдельных частей из алюминия с другими веществами. Соединять алюминий нужно с соблюдением специально разработанных технологий, обеспечивающих качество пайки. Значение имеет опыт мастера, соединяющего пайкой детали из алюминия.
Почему алюминий плохо паяется
Многие пробовали паять алюминий в домашних условиях и хорошо поняли: припой не хочет прилипать к поверхности деталей. Это происходит по причине образования на металле устойчивой оксидной пленки, которая имеет низкую адгезию к материалу припоя. Методы пайки алюминия в домашних условиях сводятся к борьбе с защитной пленкой.
В минералогии оксид алюминия называют корундом. Он состоит из прозрачных кристаллов, являющихся драгоценными камнями. Корунд имеет различную окраску, зависящую от примесей: хром придает красноватый оттенок, сапфир – синеватый. Окисная пленка обладает высокой прочностью и не поддается пайке. Ее необходимо удалить с поверхности и после этого начинать паять детали.
Как удалить оксидную пленку
Пленку с поверхности металла удаляют несколькими способами, наиболее эффективными являются химический и механический. Оба метода для работы требуют безвоздушной среды, в которой нет кислорода.
Химический метод основан на осаждении на поверхности заготовки цинка или меди путем электролиза. На место, подготовленное к пайке, наносят медный купорос в виде концентрированного раствора. К чистому участку металла прикрепляют минусовую клемму аккумулятора или другого источника питания. Один конец медной проволоки подключают к плюсовой клемме, другой опускают в раствор на поверхности алюминия. В результате электролиза медь или цинк тонким слоем оседает на алюминии и крепко к нему прилипает. Теперь можно производить пайку алюминия оловом.
Для удаления оксида используют масляную пленку. Для этого способа лучше брать масло синтетическое или трансформаторное с малым содержанием воды. Другие виды масел нужно подержать при температуре +150…+200°С, вода испарится. При более высокой температуре содержимое начнет разбрызгиваться. Обезвоженное масло наносится на поверхность алюминиевой детали. Наждачной бумагой нужно под нанесенным слоем потереть алюминий для удаления оксида.
Наждачную шкурку заменяют скальпелем, зазубренным жалом паяльника или железной стружкой, полученной из натертого напильником гвоздя. Стружку насыпают на масло и жалом паяльника трут по поверхности, сдирая оксидный слой. Массивную деталь желательно подогреть горячей воздушной струей. Припой паяльником погружается в масляную капельку и растирается по месту пайки. Для лучшего прохождения процесса пайки добавляется канифоль или другой флюс.
Для пайки алюминиевых проводов созданы флюсы на основе ацетилсалициловой или ортофосфорной кислоты, солей борной или натриевой кислоты. Канифоль применяется редко, она малоэффективна в случае с алюминием. Флюсы применяются при пайке проводов, кастрюль и других вещей.
Флюсы для пайки алюминия
Флюсы имеют высокую активность, поэтому после пайки их нужно смывать раствором воды с щелочью. Роль щелочи хорошо выполняет пищевая сода. После щелочи место соединения промывается чистой водой. Следует беречь органы дыхания от попадания в них паров флюса. Они способны раздражать слизистые и попадать в кровь. Наиболее распространенные из них требуется рассмотреть каждый в отдельности.
Канифоль
Канифоль – наиболее востребованный из всех флюсов. Он используется при соединении различных металлов. На алюминии работает только при отсутствии воздуха, поэтому применяется редко. Времени при работе с канифолью тратится больше, эффективности меньше. Этот флюс не для профессионалов, выполнять пайку может, но качество соединения не отличается прочностью.
Порошковый флюс
Алюминий паяют газовой горелкой с применением порошковых флюсов. Не рекомендуется к пламени добавлять кислород, он снижает эффективность работы флюса. Наиболее распространенные флюсы:
- Ф-34А;
- бура;
- ацетилсалициловая кислота;
- паяльный жир.
Ф-34А – активный флюс, имеющий в составе 50% хлорида калия, 32% хлорида лития, 10% фторида натрия и 8% хлорида цинка. Состав применяется с припоями, содержащими химические добавки. Он обладает гигроскопичностью и растворяется в воде.
Бура – порошок, плавящийся при 700°С, обладает растворимостью в воде, смывается водным раствором лимонной кислоты. Отличается низкой стоимостью.
Ацетилсалициловая кислота встречается в виде таблеток аспирина. При нагреве паяльником выделяются вредные для здоровья человека пары, обжигающие нос, глаза и органы дыхания.
Паяльный жир состоит из парафина, хлорида аммония и цинка, деионизированной воды. Хорошо паяет предварительно прогретые места, прошедшие процедуру лужения. После спаивания алюминиевых деталей рекомендуется остатки флюса смывать, иначе он вызывает коррозию металла.
Жидкий флюс
Жидкий флюс наносится на место пайки тонким слоем. При работе паяльником быстро испаряется с выделением обжигающих паров. Флюс Ф-64 в своем составе содержит фториды, тетраэтиламмоний, ингибиторы коррозии и дионизированную воду. Хорошо разрушает оксидную пленку и помогает паять заготовки из алюминия больших размеров. Используется при паянии меди, алюминия, оцинкованного железа и других металлов.
Ф-61 состоит из триэтаноламина, фторбората аммония и фторбората цинка. Используется при лужении и пайке сплавов алюминия при температуре до 250°С. Castolin Alutin 51 L состоит из кадмия, свинца и 32%-ного олова. Наиболее эффективно работает при температурах выше 160°С.
Любой из перечисленных флюсов помогает запаять алюминиевую кастрюлю, алюминиевые заготовки разных размеров, соединять методом пайки дюралюминий, дюралевые (дюраль) заготовки.
Припой для пайки алюминия
Припой для пайки алюминия делается на основе цинка или алюминия. В него вносятся добавки для достижения различных характеристик: для понижения температуры плавления, увеличения прочности. Производят их в Америке, Германии, Франции, России. Рассмотрим некоторые из них.
Castolin 192FBK на основе цинка (97%) и алюминия (2%) производится во Франции. Компания Castolin выпускает припои 1827 и AluFlam-190, предназначенные для пайки меди и алюминия при 280°С.
Castolin 192FBK – трубчатый припой, содержащий в сердечнике флюс. Выпускается в виде прутков, 100 г которых стоит 100-150 руб. Хорошо паяет мелкие отверстия и трещинки.
Chemet Aluminium 13 – припой, используемый при сварке деталей при 640°С и выше. В его основе лежит алюминий (87%) и кремний (13%). Температура плавления припоя – около 600°С. Выпускается в виде прутков, которых на 100 г приходится 25 шт. 100 г стоят 500 руб. Разновидность под наименованием Chemet Aluminium 13-UF имеет полую структуру и содержит в сердечнике флюс. Его стоимость за 12 прутков, которые весят 100 г, 700 руб.
Алюминиевый припой производится и на отечественных предприятиях. Для пайки с помощью газовой горелки применяется состав марки 34А. Он плавится при температуре 525°С, хорошо паяет сплавы АМц, АМ3М, АМг2. 100 г стоят 700 руб.
Марка А состоит из 60% цинка, 36% олова и 2% меди. Плавится при 425°С. Выпускается прутьями весом 145 г. Стоимость одного прута – 400 руб.
SUPER A+ производится в Новосибирске и является аналогом HTS-2000. Применяется вместе с флюсом марки SUPER FA. Стоит 800 руб. за 100 г. В расплавленном состоянии становится тягучим, приходится применять стальные инструменты для его разравнивания.
Порошковая проволока
Проволока с флюсом используется при сварке алюминиевых деталей, для пайки она не годится. Сварка алюминия газовой горелкой с порошковой проволокой не осуществляется. Сваривать детали лучше электрическим аппаратом.
Какой паяльник подойдет
Чем паять, какой инструмент для этого нужен – все зависит от площади пайки. Алюминий с медью хорошо проводят тепло, поэтому паяльник нужен мощный. При площади детали в 1000 см² мощность паяльника нужна 50-60 Вт. Паяют часто две или больше частей, в таком случае мощность увеличивается до 100 Вт. При подогреве места соединения подойдет паяльник меньшей мощности. Жало выбирают широкое, на нем можно сделать зазубринки для снятия пленки оксида алюминия.
Требуется рассмотреть, как паять алюминий паяльником. Делается это хорошо разогретым инструментом после снятия оксидной пленки и лужения, к залуженному (залудить можно с применением специальных припоев) участку хорошо прилипает припой и годится любой паяльник
Горелки для пайки алюминия
Нужно знать, как паять газовой горелкой. Если площадь деталей большая и не хватает мощности паяльника, используют горелку. Лучше применять газовую, т. к. пайка алюминия газовой горелкой обладает большими возможностями. Горелка быстро разогревает место соединения деталей почти до температуры плавления алюминия. Флюс с припоем наносится на соединение, разравнивается жалом паяльника и отвердевает. Место соединения нужно обязательно промыть от остатков паяльной кислоты или другого флюса.
При работе с использованием горелок нужно соблюдать правила пожарной безопасности. Рядом не должны находиться горючие жидкости и материалы.
Что лучше – сварка или пайка
Ответы на этот вопрос могут быть разными. Применение того или иного способа зависит от использования деталей после их соединения. Автомобильный радиатор лучше паять. Этот способ стоит дешево и отличается надежностью. Молочные фляги и другие емкости для хранения продуктов питания лучше сваривать. Сварной шов более прочный, особенно при больших размерах. Часто приходится сваривать детали из алюминиевых сплавов. Сварка силумина – практически единственный способ соединения, не считая использования клея.
На сварке и пайке при желании можно неплохо заработать. Вопросы о том, как запаять алюминиевые трубки в холодильнике или отремонтировать раму велосипеда, возникают часто. В мастерских работа стоит дорого: пайка трубок – 1000 руб. и более. При соединении электропроводов способом пайки берут 15 руб. за каждое. Ремонт рамы велосипеда из сплавов алюминия с применением припоев стоит 500 руб. Ремонт кастрюли обойдется в 100 руб. К этим суммам следует добавить расходы времени и денег на доставку изделий в мастерскую и обратно.
Чтобы сэкономить эти деньги, нужно научиться паять самому. Для этого необходимо приобрести газовую горелку в виде баллончика за 700-1000 руб. и припой. Научиться обработке поверхностей и наложению швов можно на старом автомобильном радиаторе.
