Примечание: Алюминий и медь имеют высокую степень конфликта. Этот процесс пайки необходим только для труб или других крупных компонентов.
Чем и как паяют алюминий?
Пайка алюминия – задача не из легких. Может возникнуть необходимость припаять радиатор или что-то другое. Каждый, кто пытался паять алюминий, знает, что обычный припой совершенно не работает. Причина в том, что на нем есть пленка, которая имеет плохую адгезию к припою. Алюминий довольно быстро покрывается пленкой – без ее удаления металл окисляется.
К счастью, К счастью, существуют надежные и простые методы, которые помогут вам быстро избавиться от фольги. Самый простой из них – купить в радиомагазине флакон флюса Ф59 или Ф61. Флюсы – это вещества, используемые при пайке для удаления оксидной пленки с металла. Рассмотрим подробнее варианты пайки и характеристики процесса.
Характеристики процесса
Защитная пленка демонстрирует хорошую химическую стойкость и имеет высокую температуру плавления. В минералогии оксид имеет и второе название, его называют корундом – он состоит из прозрачных кристаллов, которые являются драгоценными камнями. Цвет корунда зависит от легирующих веществ: сапфир – синий, а хром – красноватый. Перед пайкой алюминия необходимо подготовить поверхность, удалив фольгу.
Фольга удаляется различными способами в безвоздушной среде – в отсутствии кислорода. Для удаления глинозема используется краска на масляной основе. Если используется масло, отличное от синтетического или трансформаторного, его обычно предварительно выдерживают при температуре от +150°C до +200°C до испарения воды. Обезвоженный компонент наносится на алюминий, а затем затирается под нанесенным слоем наждачной бумагой.
Обратите внимание, что это только один из способов удаления фольги; существуют и другие: канифоль, порошок флюса, бура и т.д.
Особенности процесса
Трудности пайки алюминия с использованием традиционных паяльных сплавов и флюсов обусловлены рядом факторов, в основном связанных со свойствами металла. Основная трудность заключается в наличии оксидного слоя на алюминии, который имеет высокую температуру плавления и отличную химическую стойкость. Этот слой препятствует сцеплению между основным металлом и припоем во время пайки.
Перед пайкой алюминиевых изделий их поверхности должны быть тщательно очищены от оксидного слоя, что может быть достигнуто путем механической обработки или использования флюсов, содержащих сильные компоненты.
Подготовка к пайке дюралюминиевых деталей
Сам алюминий, в отличие от оксидного слоя на его поверхности, имеет достаточно низкую температуру плавления: 660 градусов, что также усложняет процесс пайки. Эта особенность алюминия приводит к тому, что детали быстро теряют прочность при нагревании, а при определенной температуре в диапазоне 250-300 градусов структура этого металла начинает терять стабильность. Наиболее легкоплавкий компонент, входящий в состав большинства распространенных алюминиевых сплавов, начинает плавиться уже в диапазоне температур 500-640 градусов, что может привести к перегреву и даже расплавлению соединяемых деталей.
Олово, кадмий, висмут и индий составляют основу большинства паяльных сплавов. Алюминий плохо сочетается с этими элементами, что делает паяные соединения из них очень нестабильными и ненадежными. Алюминий и цинк обладают хорошей взаимной растворимостью, поэтому при пайке эти элементы обеспечивают высокую прочность получаемого соединения.
Используемые материалы
При пайке алюминиевых изделий можно использовать припои оловянно-свинцовой группы при условии тщательной очистки поверхности заготовки и применения высокореактивных флюсов. Из-за плохой растворимости алюминия, олова и свинца соединения получаются не очень надежными и подвержены коррозии. Чтобы сделать такие соединения более устойчивыми к коррозии, их необходимо покрывать специальными составами.
Припои, содержащие цинк, медь, кремний и алюминий, обеспечивают наилучшее качество, надежность и коррозионную стойкость паяных соединений.
Припои, содержащие эти элементы, производятся как отечественными, так и зарубежными компаниями. Наиболее популярными отечественными марками являются ЗОП40, содержащий 40% цинка и 60% олова, и 34А, содержащий алюминий (66%), медь (28%) и кремний (6%). Содержание цинка в алюминиевом припое определяет не только прочность сплава припоя, но и его коррозионную стойкость.
Оловянно-свинцовые припои имеют самую низкую температуру плавления из всех перечисленных выше. Наиболее высокотемпературными являются припои, содержащие алюминий и кремний, а также материалы, содержащие алюминий с медью и кремнием. К последним, в частности, относится популярная марка припоя 34А, температура плавления которого находится в диапазоне 530-550 градусов.
Для справки: материалы на основе алюминия и кремния плавятся при температуре 590-600 градусов Цельсия.
Учитывая температуру плавления, такие припои используются при необходимости соединения крупных алюминиевых деталей, когда необходимо обеспечить хороший отвод тепла, или изделий из алюминиевых сплавов, которые плавятся при относительно высоких температурах.
Низкотемпературные паяльные сплавы, одной из самых популярных марок которых является HTS-2000, обеспечивают наибольший комфорт при работе.
Методы пайки в домашних условиях
Существует несколько методов пайки, наиболее распространенными из которых являются пайка паяльником и пайка алюминия газовой горелкой. Существует три метода пайки деталей:
- Пайка канифолью используется для соединения мелких алюминиевых деталей, проводов и кабелей. Для этого необходимо очистить рабочую область и покрыть ее канифолью. Затем нагретый паяльник необходимо несколько раз прижать. Для этого используйте раствор канифоли в диэтиловом эфире.
Паяйте, не зачищая рабочую область, а затем добавьте канифоль. Рекомендуется использовать паяльник мощностью 50 Вт. Если толщина деталей и проводов превышает 1 мм, мощность следует увеличить до 100 Вт, а более толстые детали предварительно нагреть. Этот метод чаще всего используется для электротехнических работ и пайки автомобильных деталей. Перед работой детали должны быть лужеными. Это позволяет соединять детали с другими сплавами и металлами. Это предполагает пайку алюминия оловом или припоем, содержащим цинк и кадмий. Это позволяет выполнять соединения при температуре 400 градусов, что не влияет на физические свойства алюминия.
- Припой требуется почти для всех методов пайки, будь то с помощью паяльника или горелки.
- Электрохимический метод предполагает образование гальванического покрытия, которое выполняется с помощью специальной установки или вручную. Он предполагает нанесение раствора сульфата меди на очищенную поверхность. Затем к деталям прикладывается отрицательный полюс.
Материалы и инструменты
Для выполнения пайки алюминия необходимы различные материалы и инструменты, включая нагревательные инструменты, припои и флюсы. Электрический паяльник является наиболее часто используемым нагревательным инструментом. Его можно считать универсальным инструментом, который легко использовать в домашних условиях. Но его можно использовать только для ремонта небольших объектов, обычно труб малого диаметра, проводов и кабелей, а также небольших электроприборов. Его можно использовать дома в проветриваемом помещении, так как он не требует особых условий или много места.
Крупные предметы следует паять с помощью газовой горелки, работающей на аргоне, пропане или бутане. В домашних условиях можно также использовать паяльную лампу.
При использовании горелок следует строго контролировать пламя, которое должно иметь баланс газа и кислорода. Во время работы пламя должно быть ярко-синим. Любое обесцвечивание может быть признаком избытка кислорода.
Припои для пайки алюминия
Пайка алюминия припоем – очень сложная операция. Поэтому выбор припоя очень важен для создания хорошего шва и прочного соединения. Если вы используете обычный паяльник, следует выбирать припой с низкой температурой плавления. Наиболее распространенными сплавами являются:
- олово-олово;
- олово-висмут;
- медь-олово.
Эти типы очень часто называют сплавами для радиолюбителей. Они имеют низкую температуру плавления, что очень важно для сохранения алюминия в первоначальном состоянии без изменения его структуры и физических свойств. Стоимость этих паяльных сплавов невысока, что делает их доступными для домашних мастеров. Однако их использование имеет ряд недостатков и ограниченный спектр применения. Например, соединение предметов с помощью этих припоев не очень прочное и надежное. По этой причине они используются почти исключительно для ремонта электрооборудования, включая соединение проводов и кабелей. Если с помощью таких припоев ремонтировать большие алюминиевые объекты, соединение быстро потеряет прочность и развалится. В таких случаях лучше использовать тугоплавкие припои, состоящие из цинка и олова.
Пайка алюминиевых компонентов
Алюминий можно паять в домашних условиях с помощью паяльника как при высоких, так и при низких температурах. Однако процесс выполнения работы в этих случаях несколько отличается.
Пайка алюминия при высоких температурах
Этот метод используется для соединения деталей большого размера. К этой категории относятся алюминиевые детали с толстыми стенками и большим весом. В этом случае температура нагрева должна находиться в диапазоне 550-650 °C. Источником тепла должна быть газовая горелка.
Пайку следует выполнять после нагрева детали до соответствующей температуры, что позволит расплавить твердый припой.
Низкотемпературная пайка алюминия
Этот метод пайки больше подходит для пайки мелких деталей, алюминиевых проводов, кабелей. В этом случае достаточно температуры 250-450°C. При таком способе работы следует использовать жидкий припой.
Что лучше: сварка или пайка алюминием
Однозначно нельзя сказать, что лучше – сварка или пайка алюминия. Это зависит от назначения детали и профессионализма человека. Для опытного сварщика сварка, естественно, более подходящий вариант, а для мастера с паяльником – пайка.
Если радиатор нужно отремонтировать, то пайка – лучший вариант, так как она намного дешевле, но для более сложных работ больше подходит сварка.
Пайка алюминия – сложный процесс, который можно выполнить в домашних условиях. Однако выполнение работы без использования специальных материалов не гарантирует хорошего сцепления деталей. Это приведет лишь к потере времени и усилий. Поэтому необходимо сразу подготовиться к процедуре, чтобы выполнить ее качественно и быстро.