Пайка алюминиевых проводов газовой горелкой и пальником, механическая зачистка и обработка флюсом

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.

Методы спаивания

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 флюсов для алюминия, 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

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.

Правда ли так надежна пайка алюминия проволокой? Давайте проверим

Сварить алюминий не так сложно, как вы думаете. Оказывается, вы можете сварить алюминий без всякой аргоновой сварки! Теперь, чтобы запаять детали из алюминия, будь то радиатор, рама велосипеда или ваша любимая кастрюля, не придется искать специализированную мастерскую и отдавать большие деньги. Теперь все можно спаять дома! Но так ли все надежно это соединение?

Соединение получается не хуже сварного. И уж точно надежней любой холодной сварки. Для достижения идеальных результатов нужна практика. Потратьте немного времени и потренируйтесь на любых обрезках алюминиевых труб и результат не заставит себя ждать.

Для сварки мне понадобилось:

Проволоку я заказал на Aliexpress. Это трубчатый припой в сердечнике содержит флюс. Стоит она не дорого. За 20 прутков, длинной 50 см и толщиной 2 мм, я отдал 4,90 баксов.

Горелку я покупал у себя в магазине, но можно также заказать в Китае. Мне попалась горелка, предназначенная специально для пайки низкотемпературными припоями. Температура нагрева 1300 градусов Цельсия. Горелку покупал за 8 долларов.

Пайка алюминия своими руками

Прежде чем паять сломанную деталь, настоятельно советую попрактиковаться на обрезках трубок. Вам нужно научиться понимать, когда деталь достаточно прогрелась что бы ее можно было паять и в тоже время, нужно не перегреть деталь. Иначе ее можно пропалить.
Я тренировался на обрезке трубки 8 мм. Сделал 2 пропила и принялся варить. Первая попытка не удалась. Я перегрел деталь и пропил превратился в крупную дыру.

Вторая попытка была удачнее. Правда остались небольшие наплывы на трубке. При желании, их можно легко зачистить наждачной бумагой.

Теперь попробую более сложный вид спайки. Попробую спаять 2 трубки. Для этого разрезал трубку под углом и зафиксировал в тисках.

Если вы слабо прогреете деталь, то припой не будет растекаться, а будет собираться в шарики.

Припой растекся по шву и получилось прочное соединение. Осталось прогреть нижний шов.

После сварки я зачистит угол от остатков флюса и наплывов алюминия. Получилось достаточно красивое соединение.

Теперь проверю на прочность.

Трубку удалось разорвать. Нижний шов я прогрел слабо, а вот верхний оказался крепким орешком. Трещина пошла не по шву, а ушла в сторону.

Дальше попробую заварить профильную алюминиевую трубу. Стенки у нее толще чем у предыдущей трубки, поэтому прогревать ее нужно дольше.

Я слабо прогрел профиль и поспешил нанести припой. В результате получились вот такие страшные наплывы.

Тогда я увеличил мощность горелки и еще немного прогрел припой. И вот тогда он весь растекся по детали и заполнил пропил.

Из-за большого количества припоя, внутри трубки, получились наплывы в углах.

Зачистил место пайки и вот, что получилось.

Шов получился отличный. Если зачистить более мелкой наждачкой, то он станет практически незаметным.
Напоследок, решил попробовать запаять стальные винт и гайку.

Соединение оказалось очень прочным.

Я попробовал открутить гайку пассатижами. В итоге только слизал всю резьбу болта, а гайка так и не сдвинулась с места.

При пайке я заметил, что по цвету пламени можно определить прогрелась деталь или нет. Пламя у горелки синего цвета, а когда деталь прогревается, пламя становится красным. В этот момент лучше всего наносить припой.
Способ мне очень понравился. Лично я, когда узнал о таком простом и доступном способе пайки был невероятно удивлен. Появились новые задумки для моих самоделок.
Берите способ на вооружение и пользуйтесь друзья! До новых встреч!

Смотрите видео

Как просто паять к алюминию обычным припоем

Пайка алюминия стандартным припоем по обычной технологии является ненадежной и невозможной. Олово на нем скатывается в шар, не желая прилипать, а если и липнет, то в результате получается слабое соединение, срывающееся под малейшей нагрузкой. Чтобы этого не произошло, паять нужно особенным образом, и тогда даже обычный припой будет держаться намертво.

Материалы:

• припой 60/40;
  
  
• минеральное масло или вазелин;
  
  
  
• спирт.

Как паять алюминий правильно

На поверхности алюминия мгновенно образовывается оксидная пленка, которая и препятствует адгезии между основанием и припоем. Чтобы она не мешала, нужно создать безвоздушную среду в месте пайки. Для этого на очищенный от грязи участок алюминия наносится тонкий слой вазелина. Вместо него можно использовать минеральное или другое автомобильное масло.


Если был применен вазелин, то к нему нужно приложить жало паяльника, чтобы он расплавился в жидкое масло. После этого берется монтажный нож или другой острый предмет и им царапается алюминий под вазелином. Важно, чтобы царапины наносились по закрытой от воздуха поверхности. Как только вазелин начинает густеть, его снова следует расплавить жалом паяльника. Нужно активно тереть лезвием ножа, чтобы снять оксидную пленку на металле, а кроме этого создать рельеф, к которому потом хорошо прилипнет припой.

После удаления оксидной пленки масло не стирается. К месту пайки прикладывается жало паяльника, и алюминий разогревается до рабочей температуры. Затем наплавляется нужное количество припоя. Он будет находиться прямо в масле.

Капля припоя слегка растирается по подготовленной поверхности. Нужно ее вдавить в образовавшиеся царапины. Припой вытеснит масло в стороны, поэтому оно не будет мешать адгезии. Отсутствие оксидной пленки позволит олову прикипеть к алюминию, а не собираться шариком, который легко и просто отваливается.

Затем к подготовленной с маслом и трением поверхности можно прикладывать луженые проводки, проволоку или что потребуется. Они будут припаиваться в секунду, не забирая на себя все олово из алюминия, как происходит обычно. После пайки остатки масла убираются ваткой смоченной в спирте.

Данный метод позволяет добиться такой же надежности пайки, что и при соединении двух медных элементов. При этом в отличие от другого распространенного способа с маслом, когда оксидная пленка снимается пятиминутным трением раскаленным жалом паяльника, срывать ее ножом получается быстрее.

Смотрите видео

Как без специального флюса паять алюминий на века

Поверхность алюминия покрыта оксидной пленкой, которая мешает при его пайке. Даже если припой и прилипает, то под нагрузкой все отваливается. Частично проблема решается применением специализированных флюсов и припоев, но есть и более простой способ, являющийся в разы надежней. При этом паять можно самым обычным недорогим припоем ПОС-61.

Материалы и инструменты:

• мощный паяльник 60 Вт или больше;
  
• припой;
  
• машинное масло;
  
• флюс.

Лужение и пайка алюминия

На алюминиевую поверхность наносится пара капель машинного масла. Его качества и свойства не имеют значения. Оно может быть синтетическим, полусинтетическим, минеральным, подойдет даже подсолнечное.

Далее жало паяльника опускается прямо в масло, упираясь в алюминиевую поверхность. Затем к нему прикладывается припой и наплавляется в нужном количестве. Все это сопровождается горелым запахом, поэтому лучше работать с включенной вытяжкой или на свежем воздухе.

Жало паяльника нужно удерживать пока алюминиевая деталь не разогреется. После этого можно начать лужение, но только по той области, которая находится под маслом. Следует двигать жалом вперед назад, как бы втирая припой в поверхность. Это позволяет убрать оксидную пленку и создает микроцарапины для лучшей адгезии олова. При этом новое окисление под маслом не происходит, так как нет доступа воздуха.
Если деталь перегревается, можно делать перерывы, чтобы она остывала. Чем дольше так лудить, тем крепче будет держаться припой. В среднем лужение займет 1-2 мин. Нужно добиться, чтобы припой полностью растекся на необходимую площадь. Поначалу он будет собираться в шарик, но через минуту другую равномерно распространиться по заготовке.
После лужения алюминия подготавливается провод. Его также нужно залудить. Если он сделан из меди, то сначала наносится обычный флюс, потом все щедро лудится оловом. Лучше сразу нанести побольше припоя.

Далее залуженный провод прикладывается к облуженной алюминиевой поверхности. Сверху упирается жало паяльника и детали разогреваются. Как только олово в точке прикосновения расплавляется, жало сдвигается дальше. Если местами не хватает припоя, его нужно добавить.
Чем крупнее заготовка, тем дольше ее разогревать, поэтому в таких случаях имеется смысл применять паяльник помощнее. После пайки детали откладываются до естественного остывания. Остатки масла стираются спиртом, если оно не помешает, то можно оставить и так.

Предлагаемый способ позволяет припаяться к алюминию намертво. Оторвать провод практически невозможно, скорее порвется его жила, чем произойдет рассоединение по пайке.


Конечно, данным методом скоростная пайка не получится, но это специфика алюминия. В домашних условиях сделать соединение быстрее и столь же качественно другим способом не получится. При этом не нужно покупать специальный флюс. Если нет под рукой машинного, то можно обойтись и растительным маслом, что тоже плюс.

Смотрите видео

Пайка алюминия в домашних условиях, используя олово и обычный паяльник

Пайка алюминия в домашних условиях — реальный способ починить домашнюю утварь, бытовые и автомобильные алюминиевые радиаторы, трубки, сантехнические приспособления и многое другое. В промышленных условиях пайка и сварка деталей из этого материала производится на автоматизированном оборудовании. В домашних условиях пайка и сварка алюминия также возможна.

Для этого применяют обычный паяльник, обычные припои ПОС-50 и ПОС-61, содержащие олово. Кроме того, возможно применить сварочный магниевый карандаш или использовать газовую горелку.

После того как вы выбрали припой, необходимо выбрать флюс для паек. Самый главный секрет при пайке алюминия — работать быстро, соединить спаиваемые детали сразу после того, как они были очищены от оксида.

Подготовка к работе

Определение сплава изделия

Нужно определить сплав спаиваемых деталей, насколько это возможно, алюминий ли это вообще или нет. Многие алюминиевые предметы и детали в домашнем хозяйстве являются алюминиевыми сплавами. Многие сплавы можно успешно спаивать в домашних условия, используя домашние тиски и паяльник. Но некоторые сплавы — только на промышленной сварочной установке. Состав алюминиевой детали можно предположить исходя из твёрдости материала. Чем мягче кажется материал при обработке, тем большее количество чистого алюминия он содержит. Это условие успешных и качественных паек.

Выбор припоя

1. Если вы спаиваете алюминий с другими металлами, например, алюминиевый и медный провода, то эта пайка требует особый подход. Часто в таких случаях сам алюминиевый провод, небольшой его участок покрывают слоем меди. Потом лудят обычным припоем и спаивают провода.
2. Для паек необходим низкотемпературный припой. Так как температура плавления алюминия составляет 660 ºC, и он обладает хорошей теплопроводностью, то необходимое условие для успешных паек паяльником — необходимость достаточно легкоплавкого припоя, содержащего олово, а значит, быстрое плавление припоя. Во многих случаях вполне подходит припой ПОС-50. Также возможно использовать припой ПОС-61.
3. Можно приобрести специальные припои для паек алюминия. Это сплавы алюминия с кремнием и цинком. Они бывают разными, в зависимости от того, что вы будете соединять — алюминий с алюминием или алюминий с медью и другими материалами. Необходимо внимательно прочитать этикетку на упаковке.

Выбор флюса

Необходимо выбрать подходящий флюс для паек алюминия. Алюминий можно паять разными способами. В связи с тем, что основной проблемой при пайке и сварке алюминия является удаление оксидной плёнки с поверхностей соединяемых деталей, то при разных способах паек применяется различный флюс. В домашних условиях применяют обычную канифоль или щелочное масло. Также используют насыщенный раствор медного купороса. Кроме того, часто применяют обычное минеральное масло для швейных машин, которое можно купить в хозяйственном магазине. Оно наносится прямо на алюминий.

Выбор инструмента

• Нужно правильно выбрать источник тепла. Для мелких деталей вполне подойдёт паяльник с рабочей мощностью до 150 ватт, но для массивных деталей, например, радиатора автомобиля, необходима низкотемпературная газовая горелка. Её рабочая температура 315–425°C . Она может обеспечить хороший прогрев мест паек изделия и быстрое плавление припоя.
• Купите или соберите дополнительные приспособления. Когда вы будете соединять алюминий, вам будет необходим какой-то зажим или тиски. Кроме того, необходимо после завершения паек промыть спаянные поверхности в воде или в моющем средстве для удаления остатков кислотных или масляных флюсов. Если использовался флюс на основе смолы, то нужно промыть алюминий с помощью ацетона. Соответственно, для этого нужна какая-то ёмкость или ванна.
• Позаботьтесь о своей безопасности. Создайте комфортную рабочую зону. Обязательно приобретите респираторную маску для защиты от токсичных паров. Работайте только в хорошо проветриваемом помещении. При использовании жидких, а особенно кислотных флюсов, применяйте маску или защитные очки. При использовании газовой горелки алюминий может расплавиться, поэтому при работе нужно применять хлопчатобумажную спецодежду и сапоги.

Процесс пайки алюминия

Подготовка изделия

1. До соединения кусков алюминия возможно предварительное лужение этих кусков. Это полезно при пайке сложных конструкций. В этом случае очень легко стянуть алюминий в зажиме, а потом паять паяльником или газовой горелкой. Соответственно, это не нужно делать, если вы заделываете трещины или отверстия в одном изделии.
2. Далее, необходимо зачистить алюминий, его обрабатываемую поверхность с помощью щётки из нержавеющей стали. При контакте с воздухом алюминий быстро покрывается слоем оксида алюминия, который не может быть залужен и пропаян. Ещё одно условие качественных паек — нужно быть готовым к быстрой очистке, покрытию флюсом и пайке, чтобы алюминий не успел покрыться новым слоем оксида. Изделие с сильным загрязнением или окислением нуждается в шлифовании и протирке изопропиловым спиртом или ацетоном.
3. Зажмите спаиваемые металлические части вместе. Нужно, чтобы они соприкасались в том месте, где вы их хотите спаять. Для припоя нужно оставить небольшой зазор, меньше 1 мм. Если части металла не соприкасаются плавно, то нужно сделать шлифованные участка гладкими. Есть и другой вариант работы. Поскольку при работе с алюминием нужно работать достаточно быстро, то можно несильно закрепить алюминиевые куски вместе в тиски, там их зачистить, а потом сильно затянуть зажим тисков.
4. Далее, быстро, пока не образовался новый слой оксида алюминия, нанесите флюс вдоль площади спаивания. Для этого можно применить деревянную палочку или стержень припоя. Это обеспечит вытяжку припоя по всей площади соединения и прочный паяный шов.

Пайка изделия

Теперь можно нагревать спаиваемые детали. Для этого можно применить паяльник мощностью до 150 ватт или газовую горелку, в зависимости от массы спаиваемого изделия.

• Нагревать нужно рядом с местом соединения. Начинать нагрев нужно с нижнего конца изделия. Прямое пламя горелки может перегреть соединение, и тогда вся работа пойдёт насмарку. Поэтому наконечник горелки нужно держать на расстоянии 10 – 15 мм от поверхности металла. Для того чтобы равномерно прогреть спаиваемый шов, необходимо плавно, маленькими кругами перемещать источник тепла по площади спаивания. Учтите, что при использовании паяльного утюга он может нагреваться до нужной рабочей температуры в течение 10 минут. Если при нагреве спаиваемого соединения используемый флюс почернеет, то это значит, что температура нагрева соединения была слишком высока. Флюс нужно удалить и после охлаждения добавить новый и продолжать работу.
• После прогрева рабочей области до нужной температуры нужно применить припой. Температура нагрева определяется по цвету флюса. В основном, флюсы, которые применяются при пайке алюминия, при достижении рабочей температуры приобретают светло-коричневый цвет и начинают пузыриться. Поднесите припой к месту пайки, продолжая нагревать это место косвенно с противоположной стороны детали или близлежащей поверхности. Продолжая передвигать паяльник или горелку вдоль паяного шва, необходимо добиться равномерного растекания расплавленного припоя по всей площади места пайки и образования блестящей, как бы зеркальной, поверхности.
• Если на спаиваемых поверхностях до нанесения флюса успеет образоваться новый слой оксида алюминия, то припой не будет связываться с алюминием. Тогда поверхности деталей нужно заново зачистить, добавить флюс и заново запаять. Такая ситуация может возникнуть, если тип припоя и флюса не соответствуют работе с алюминием и его сплавами. Либо алюминиевый сплав вашего изделия действительно плохо спаивается.
• После охлаждения спаиваемой детали её нужно очистить от остатков флюса и оксидов, образовавшихся при высокой температуре пайки. Если используемый флюс был изготовлен на водной основе, то его можно смыть водой или нейтральным моющим средством. Если же флюс был изготовлен на основе смолы, то для очистки можно применить ацетон. Иногда для очистки от оксидов применяется кислотный травильный раствор.

Один домашний способ, как паять алюминий паяльником

Нужно подготовить небольшую поверхность на алюминиевом изделии, просто зачистив её. На эту поверхность нанести несколько капель концентрированного раствора медного купороса. Алюминиевое изделие подключить, используя провод диаметром примерно 1 мм к источнику постоянного тока. Можно использовать алюминиевый провод. Другой медный провод свернуть так, чтобы получился небольшой диск. Другой конец этого провода подключить к «+» источнику постоянного тока.

В эту цепь можно последовательно включить обычную лампу накаливания на соответствующее напряжение. В качестве источника питания подойдёт трансформаторный выпрямитель от 3 до 12 вольт, аккумуляторная батарея или даже батарейка от карманного фонарика с напряжением 4,5 вольт.

Есть много видео в сети на YouTube. Вот инструкция для проведения успешной пайки алюминия.

После включения источника питания медный провод со свёрнутым диском подносится к месту пайки на небольшое расстояние и опускается в нанесённый ранее раствор медного купороса. Касаться самого алюминиевого изделия не нужно, ток должен течь через медный купорос. Загорается лампочка, и происходит электролитическое осаждение меди на поверхность алюминия. Через некоторое время медный купорос может закипеть и испариться. На его месте останется осаждённая медь. Потом этот участок можно залудить обычным способом и припаять к нему медный провод.

Пайка алюминия в домашних условиях горелкой, припой

Промышленное производство алюминия, по историческим меркам, началось относительно недавно. Но за это время этот материал прочно вошел в нашу жизнь. Его основные параметры – высокая электро- и теплопроводность, малый вес, стойкость к воздействию коррозии привели к тому, что этот металл стал основным материалом, применяемым в авиационной  и космической промышленности. Кроме этого, без алюминия невозможно представить улицы наших городов, из него выполняют светопрозрачные конструкции (двери, окна, витражи), рекламные конструкции и многое другое.

Пайка алюминия

При его обработке допустимо использовать практически все виды обработки – точение, штамповка, литье, сварку и пайку. Последние способы применяют для получения неразъемных соединений из алюминиевых заготовок.

Общие принципы пайки алюминия в домашних условиях

Многие искренне полагают, что пайка алюминия в домашних условиях – это довольно сложный процесс. Но на самом деле все  не так и плохо. Если использовать соответствующие припои и флюсы, то особых сложностей не должно возникнуть. В том случае если домашний мастеровой будет паять алюминиевые детали с  использованием материалов, предназначенных для меди или стали, то результат, скорее, будет отрицательный.

Инструменты для пайки

Особенности процесса

Сложности пайки алюминия обусловлены в первую очередь тем, что на его поверхности существует оксидная пленка, которая в отличии от основного металла имеет более высокую температуру плавления и высокой стойкостью к воздействию различных химических веществ. Именно это пленка и создает серьезные препятствия при использовании традиционных припоев и флюсов и например, если паять алюминий оловом, то гарантировать качественный результат сложно. Для устранения этой пленки применяют или механическое воздействие, или флюсы, которые содержат сильнодействующие химические вещества.

Сам основной металл, в данном случае алюминий обладает низкой температурой плавления, порядка 660 °C. Такая разница между температурой плавления оксидной пленки и основным металлом тоже приводит к осложнениям в пайке.

Это свойство алюминия в результате приводит к тому, разогретый алюминий становиться менее прочным. Так, алюминиевые конструкции начинают терять устойчивость уже при температуре 250-300 °C. Кроме этого в составе алюминиевых сплавов могут входить материалы, начинающие плавиться при температуре в 500-650 °C.

Схема пайки алюминия

В состав большого количества припоев входят – олово, кадмий и другие компоненты. Алюминий с трудом входит в контакт с этими материалами и это в свою очередь приводит к тому, что швы, получаемые с использованием этих припоев, отличаются низкой надежностью и прочностью. Между тем, хорошей растворимостью друг в друге обладают цинк и алюминий. Использование цинка в составе припоев позволяет придавать шву высокие прочностные параметры.

Использование трансформаторного масла

Как уже отмечалось выше, основное препятствие при выполнении пайки – это наличие оксидной пленки. Перед тем как паять алюминий ее необходимо устранить. Для ее удаления используют разные методы, начиная от использования абразивного инструмента и заканчивая специальными флюсами. Кроме этого, существуют и «народные» способы. Один из них связан с применением трансформаторного масла.

Трансформаторное масло

Для удаления оксидной пленки применяют следующий состав – в абразивный порошок добавляют трансформаторное масло. При постоянном перемешивании, в результате должна получиться пастообразная масса. Ее необходимо нанести на заранее очищенное место пайки. После этого жало паяльника необходимо тщательно пролудить и натирают подготовленные места до появления олова. После этого места пайки необходимо промыть и можно продолжать работу.

Какой припой применяется для пайки алюминия

Большинство припоев содержат в своем составе вещества, не растворяющиеся в алюминии. Именно поэтому для создания неразъемных соединений деталей из алюминия применяют так  называемые тугоплавкие припои, изготовленных на основе алюминия, кадмия, цинка и некоторых других веществ.

Для пайки алюминия применяют и легкоплавкие припои.

Их использование позволяет выполнять работы при низких температурах. Это позволяет создавать соединения, избегая при этом изменений свойств алюминия. Но надо сразу отметить то, что использование таких материалов не может обеспечить в должной степени коррозионной стойкости и прочности стыка.

Припой для пайки

Оптимальный результат пайки можно получить при использовании состава, который содержит алюминий, медь, цинк. Работы с такими припоями необходимо выполнять паяльником, жало которого разогрето до 350 °C. При выполнении соединения деталей нужно использовать флюс, который состоит из смеси олеиновой кислоты и йодида лития.

Состав для соединения деталей из алюминия может приготовить в домашних условиях, а можно просто приобрести его в магазине.

Один из серийно выпускаемых припоев по алюминию — HTS -2000. Выполнять пайку этим припоем можно без применения флюса. Отличительная черта этого  состава заключается в том, что он может проникать через оксидную пленку и может создавать прочные соединения молекул. Срок эксплуатации соединений изготовленных с применением этого сплава составляет 10 лет.

Как правильно паять с помощью горелки

Необходимость в пайке алюминия и его сплавов может возникнуть как в производственных, так и бытовых условиях. Это процесс может быть использован при выполнении ремонта деталей, но иногда приходится сталкиваться с более масштабными работами.

Обработка алюминия сопряжена с рядом сложностей и поэтому традиционные материалы  технологии пайки не всегда гарантируют получение надлежащего результата.

Один из часто применяемых способов получения неразъемных соединений напрямую связан с использованием газовой горелки.

Работа с алюминием подразумевает то, что оксидная пленка, которая находится на поверхности детали, препятствует соединению деталей.

Пайка с помощью горелки существенно отличается от работы с паяльником и по праву считается более практичным. Работая с горелкой, мастер может выполнять настройку температуры. И это предоставляет дополнительные возможности для обработки поверхности заготовок. При этом не играет особой роль толщина материала. Иногда при работе с горелкой применяют флюсы и дополнительные средства обработки поверхности.

Пайка алюминия при помощи газовой горелки

Пайка алюминия газовой горелкой в домашней мастерской позволяет выполнить предварительное прогревание заготовок и расходных материалов.

Бесспорно, для получения соединения высокого качества необходим опыт работы. Дело в том, что алюминий обладает низкой температурой плавления, соответственно расходные материалы, применяемые при совершении пайки, обладают хорошей текучестью. Если мастер совершит ошибку, то высока вероятность того, что припой просто растечется по заготовке, так и не попав в шов.

Какой флюс использовать

Флюс для пайки алюминия надо подбирать, руководствуясь набором факторов. Существует так называемый бинарный флюс основу, которого составляет ортофосфорная кислота. Флюсы этого класса не нуждаются в дополнительной промывке. С помощью этого материала можно паять и другие металлы.

Разновидности флюсов для пайки алюминия

Преимущества

Пайка – это один и способов получения неразъемных соединений металлов. Но в отличии от других методов он, до последнего времени отличался невысокой производительностью, малой прочностью на стыке. Это и ряд других причин послужило тому, что она не получила широкого, промышленного применения.

С развитием технологий стали доступны способы соединения деталей с помощью электронного луча, ультразвуковых волн. Появление специальных припоев и флюсов позволило значительно поднять качество паяного соединения.

Современные технологии пайки позволяют использовать готовые изделия без дальнейшей обработки на механическом оборудовании. Пайка вошла число основных технологических процессов в машиностроении, авиационной и космических отраслях и конечно электронике.

Пайка имеет ряд несомненных достоинств в сравнении со сваркой. Процесс соединения деталей этим способом проходит при существенно меньшем расходе теплоты. Другими словами, при проведении этого процесса не происходит каких-либо серьезных изменений в структуре металла. Его физико – химические параметры остаются практически без изменений. После пайки могут возникать такие явления как остаточная деформация, ее размеры несравнимы  с теми, которые остаются после выполнения, например, сварки в облаке защитных газов.

Именно поэтому использование пайки гарантирует более точное соблюдение размеров указанных в технической документации на изделие. Использование этого метода позволяет соединять разнородные металлы. Ко всему прочему можно сказать и то, что эти процессы довольно легко можно автоматизировать.

Недостатки

Говоря о пайке алюминиевых деталей надо всегда помнить о том, что для работы с ним необходимо использовать специальные припои и флюсы, которые в состояние обеспечить требования к качеству получаемых соединений.

Малейшее нарушение технологии или использование неподходящих материалов приведет к тому, что полученный шов не будет отвечать требованиям по качеству.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Пайка алюминия – флюс, припой, как и чем паять правильно

Пайка алюминия, как справедливо считают многие специалисты, является достаточно сложным в выполнении технологическим процессом. Между тем такое мнение можно считать верным лишь в отношении тех ситуаций, когда спаять изделия из алюминия пытаются, используя для этого припои и флюсы, которые применяются для соединения деталей из других металлов: меди, стали и др. Если же используется специальный флюс для пайки алюминия, а также соответствующий припой, то данный технологический процесс не представляет особых сложностей.

Пайка алюминия с использованием пропановой горелки

Особенности процесса

Сложности, которые вызывает пайка алюминия при помощи традиционных припоев и флюсов, объясняются рядом факторов, преимущественно связанных с характеристиками данного металла. Основным из таких факторов является наличие на поверхности деталей из алюминия оксидной пленки, которая отличается высокой температурой плавления и исключительной химической стойкостью. Такая пленка при выполнении пайки препятствует соединению основного металла и материала припоя.

Перед осуществлением пайки изделий из алюминия их поверхности необходимо тщательно очистить от оксидной пленки, для чего можно использовать механическую обработку или применять флюсы, в состав которых входят сильнодействующие компоненты.

Подготовленные к пайке дюралевые детали

Сам алюминий, в отличие от оксидной пленки на его поверхности, обладает достаточно низкой температурой плавления: 660 градусов, что также осложняет технологический процесс выполнения пайки. Такая характеристика алюминия приводит к тому, что при нагреве детали из него быстро теряют прочность, а при определенной температуре, находящейся в интервале 250–300 градусов, конструкции из данного металла начинают терять устойчивость. Самый легкоплавкий компонент, который входит в состав наиболее распространенных алюминиевых сплавов, начинает плавиться уже в интервале температур 500–640 градусов, что может привести к перегреву и даже к расплавлению самих соединяемых деталей.

Основу большей части легкоплавких припоев, использующихся для пайки, составляют олово, кадмий, висмут и индий. С этими элементами алюминий плохо вступает в соединения, что делает паяные соединения, полученные с их использованием, очень непрочными и ненадежными. Хорошей взаимной растворимостью обладают алюминий и цинк, поэтому данный элемент при его использовании в припоях обеспечивает полученному соединению высокую прочность.

Характеристики флюсов для пайки мягкими припоями

Состав флюсов, применяемых для пайки алюминия

Используемые материалы

При выполнении пайки изделий из алюминия можно использовать припои оловянно-свинцовой группы, если тщательно очистить поверхность деталей и применять высокоактивные флюсы. Соединения, полученные с их помощью, по причине плохой взаимной растворимости алюминия, олова и свинца отличаются невысокой надежностью, также они склонны к развитию коррозионных процессов. Чтобы сделать подобные соединения более устойчивыми к коррозии, их необходимо покрывать специальными составами.

Наиболее качественное, надежное и устойчивое к коррозии паяное соединение, позволяют получать припои, в составе которых содержится цинк, медь, кремний и алюминий.

Припои, включающие в свой состав данные элементы, производят как отечественные, так и зарубежные компании. Наиболее распространенными отечественными марками являются ЦОП40, содержащий в своем составе 40% цинка и 60% олова, и 34А, в составе которого содержится алюминий (66%), медь (28%) и кремний (6%). Цинк, содержащийся в припое для пайки изделий из алюминия, определяет не только прочность полученного соединения, но и его коррозионную устойчивость.

Самую низкую температуру плавления из всех вышеперечисленных имеют оловянно-свинцовые припои. Наиболее высокотемпературными являются те, в составе которых содержится алюминий и кремний, а также материалы, содержащие алюминий вместе с медью и кремнием. К последним, в частности, относится припой популярной марки 34А, температура плавления которого находится в интервале 530–550 градусов.

Для информации: материалы на основе алюминия и кремния плавятся при температуре 590–600 градусов.

Учитывая температуру плавления, применяют такие припои в тех случаях, когда соединить необходимо крупногабаритные детали из алюминия, в которых обеспечивается хороший теплоотвод, либо изделия, выполненные из алюминиевых сплавов, плавящихся при достаточно высоких температурах.

Но, конечно, максимальное удобство в работе демонстрируют низкотемпературные припои, одной из распространенных марок которых является HTS-2000.

Припой HTS-200 для спайки деталей из алюминия и цветных металлов

Технология пайки алюминия обязательно предполагает использование специального флюса, который необходим для того, чтобы улучшить соединяемость основного металла с материалом припоя. Именно поэтому подходить к выбору такого материала необходимо очень ответственно. Особенно актуально это требование в тех случаях, когда детали из алюминия необходимо спаять при помощи оловянно-свинцового припоя. Состав флюсов содержит элементы, которые и формируют его активность по отношению к алюминию. К таким элементам относятся: триэтаноламин, фторборат цинка, фторборат аммония и др.

Флюс Ф-64 для пайки легких сплавов без предварительной механической обработки поверхностей

Одним из наиболее популярных отечественных материалов является флюс марки Ф64. Популярность Ф64 обусловлена тем, что данный материал отличается повышенной активностью. Благодаря такому качеству выполнять пайку с флюсом Ф64 можно, даже не зачищая поверхность алюминиевых деталей от тугоплавкой оксидной пленки.

Из популярных высокотемпературных флюсов следует выделить материал марки 34А, в состав которого входит 50% хлорида калия, 32% хлорида лития, 10% фторида натрия и 8% хлорида цинка.

Подготовка деталей

Для получения качественного и надежного соединения недостаточно просто знать, как паять алюминий, важно также правильно подготовить поверхности соединяемых деталей к пайке. Заключается такая подготовка в обезжиривании поверхностей и удалении с них окисной пленки.

Для обезжиривания используют традиционные средства: ацетон, бензин или любой подходящий растворитель.

Удаление окисной пленки перед пайкой, которое также несложно выполнить своими руками, преимущественно совершается при помощи механической обработки, для чего можно использовать шлифовальную машинку, наждачную бумагу, металлическую щетку или сетку из нержавеющей проволоки. Значительно реже применяется химический способ удаления такой пленки, который подразумевает травление поверхности алюминиевых деталей при помощи кислотных растворов.

Зачистка поверхностей перед пайкой с помощью шлифовальной насадки на болгарку

Как известно, окисная пленка на поверхности алюминия образовывается практически моментально при ее контакте с окружающим воздухом. Такой процесс происходит и на зачищенной перед пайкой поверхности, но смысл выполнения зачистки состоит в том, что вновь образующаяся пленка значительно тоньше удаленной, поэтому флюсу будет гораздо легче с ней справиться.

Источники нагрева

В качестве элемента, при помощи которого выполняется прогрев габаритных соединяемых деталей из алюминия и расплавление припоя, преимущественно используется газовая горелка, работающая на пропане или бутане. Если вы решили спаять изделия из алюминия своими руками в условиях домашней мастерской, то можно использовать и обычную паяльную лампу.

Удобная в использовании газовая паяльная лампа

При выполнении нагрева необходимо очень внимательно следить за тем, чтобы не расплавились соединяемые детали. С этой целью к поверхности деталей как можно чаще прикасаются припоем, чтобы проконтролировать начало его плавления. Это и будет свидетельством того, что достигнута рабочая температура.

Нагревая детали и припой перед началом пайки, также необходимо следить за пламенем газовой горелки: смесь газа и кислорода, которая его формирует, должна быть сбалансированной. Делать это необходимо по той причине, что сбалансированная газовая смесь активно нагревает металл, но не оказывает серьезного окислительного действия. О том, что газовая смесь сбалансирована, свидетельствует ярко-синий цвет пламени, которое имеет небольшой размер. Если пламя горелки слишком маленькое по размеру и имеет бледно-голубой цвет, то это является свидетельством того, что в газовой смеси слишком много кислорода.

Для пайки небольших изделий из алюминия используются электрические паяльники и припои, плавящиеся при невысокой температуре.

Технологические приемы пайки

Пайка деталей, выполненных из алюминия, по технологии выполнения практически ничем не отличается от процесса соединения изделий, изготовленных из других металлов. Сначала соединяемые детали обезжириваются и тщательно зачищаются, после этого их выставляют в нужное положение относительно друг друга. Затем на зону будущего соединения необходимо нанести флюс и начать ее прогрев вместе с припоем до рабочей температуры.

Процесс пайки деталей из алюминиевого сплава

При достижении рабочей температуры кончик припоя начнет плавиться, поэтому им необходимо постоянно прикасаться к поверхности деталей, контролируя процесс нагрева.

Пайка изделий из алюминия, для выполнения которой используется безфлюсовый припой, имеет свои особенности. Заключаются они в том, что для того, чтобы проникновению припоя к поверхности детали не препятствовала окисная пленка, его кончиком необходимо совершать чиркающие движения по месту будущего соединения. Таким образом нарушается целостность пленки, и припой беспрепятственно соединяется с основным металлом.

Посмотреть, как пайка выполняется практически, можно на обучающем видео.

Есть еще один технологический прием, позволяющий разрушить оксидную пленку в процессе пайки. Сделать это можно при помощи стержня из нержавеющей стали или металлической щетки, которыми водят по месту соединения и уже расплавленному припою.

Чтобы получить максимально прочное соединение методом пайки, соединяемые поверхности необходимо подвергнуть предварительному лужению.

Сфера применения процесса

Большое практическое значение имеет не только пайка алюминия в домашних условиях. Данную технологию также активно используют на ремонтных и производственных предприятиях. Применяя метод пайки, можно получать соединения, отличающиеся высокой прочностью, надежностью и эстетической привлекательностью.

При работе с тонким листовым алюминием пайка позволяет избежать деформацию материала

Большой популярностью данная технология пользуется при выполнении ремонтных работ с автотранспортными средствами, тракторами и мотоциклами. Объясняется такая популярность тем, что при пайке не происходит изменение структуры соединяемого металла, поэтому подобный способ соединения во многих случаях является даже более предпочтительным, чем сварка.

Практически безальтернативной пайка является тогда, когда необходимо восстановить герметичность алюминиевого радиатора или картера, отремонтировать изношенную или разрушенную деталь, изготовленную из алюминиевого сплава. Удобно и то, что сделать такой ремонт можно и своими руками, для этого не потребуется сложного и дорогостоящего оборудования.

Отремонтированный в домашних условиях автомобильный радиатор

Прогары, сколы и трещины, образовавшиеся в блоке цилиндров, изготовленном из алюминиевого сплава, также можно успешно отремонтировать при помощи пайки. Очень полезна данная технология в том случае, если необходимо восстановить изношенную внутреннюю резьбу. При этом изношенное резьбовое отверстие заполняется расплавленным припоем, а затем в него вворачивается болт. После того как припой застынет, болт из отверстия выворачивается, а внутри него оказывается сформированная по необходимым параметрам резьба. Такая несложная операция позволяет получить новую резьбу, которая по своим прочностным характеристикам ничем не уступает исходной.

Кроме этого, пайка успешно применяется для ремонта и восстановления герметичности труб, изготовленных из алюминия и сплавов данного металла. Такие трубы сейчас активно используются во многих технических устройствах. При помощи пайки вы можете своими руками, не прибегая к дорогостоящим услугам квалифицированных специалистов, отремонтировать многие предметы из алюминия и его сплавов, использующиеся в быту: посуду, лестницы, различные детали интерьера, водосточные желоба, элементы сайдинга и др. При помощи пайки можно не только ремонтировать, но и своими руками изготавливать любые конструкции из алюминия.

Использование качественных расходных материалов и строгое следование технологии, которой совсем несложно обучиться и по видео урокам, позволяет получать методом пайки соединения, отличающиеся высоким качеством, надежностью, привлекательным и аккуратным внешним видом.

Использование подручных средств

Нередки ситуации, когда под рукой нет активного флюса и припоя, который специально предназначен для соединения деталей из алюминия, а спаять их необходимо срочно. В таких ситуациях можно выполнить пайку обычным припоем, состоящим из алюминия и олова или олова и свинца. В качестве флюса в данном случае можно использовать канифоль.

Оксидная пленка при использовании данного метода пайки разрушается под слоем канифоли, в которую можно дополнительно добавить металлические опилки. Для ее разрушения применяется специальный паяльник со скребком, который необходимо предварительно залудить. Скребок наряду с опилками разрушает оксидную пленку на поверхности деталей, а канифоль не дает образоваться новой. Кроме того, скребок-паяльник, перемещая расплавленный припой по месту будущего соединения, обеспечивает его лужение.

Конечно, такой способ пайки очень хлопотный и не всегда гарантирует получение качественного и надежного соединения, поэтому использовать его можно только в крайних случаях. Целесообразнее всего потрать время и деньги на приобретение качественных припоя и флюса и не переживать за качество формируемого с их помощью соединения.

Оценка статьи:

Загрузка…

Поделиться с друзьями: